MỤC LỤC
Danh mục một số thuật ngữ
Thuật ngữ Ý nghĩa
RIP (Routing Information Protocol) Giao thức quảng bá thông tin
OSPF ( Open Shortest Path First ) Mở đường ngắn nhất đầu tiên
IS-IS ( Intermediate System-to-
Intermediate System )
Hệ thống trung gian nối hệ thống trung
gian
BGP (Border Gateway) Tìm đường nòng cốt trên Internet
AS (Autonmous sytem) Hệ tự quản
IGP (Interior Gateway Protocol) Quyết định cổng vào trong
SPF (Shortest Path First) Tìm đường đi ngắn nhất
LSA (Link-state Advertisement) Thông điệp thông báo trạng thái đường
liên kết
CIDR (Classless Interdomain Routing) Tuyến liên vùng không phân lớp
VLSM (Variable Length Subnet Mask) Mặt nạ mạng có chiều dài khác nhau
IPX (Internetwork Packet Exchange) Liên mạng trao đổi gói tin
LAN ( Local Area Network) Mạng máy tính cục bộ
WAN (wide area network) Mạng dữ liệu được thiết kế để kết nối
giữa các khu vực địa lý cách xa nhau
Classful Phân lớp
Classless Không phân lớp
Best path Đường đi tốt nhất
Gateway Cổng vào
Node nút mạng
Packet Gói tin
Link state Đường liên kết
Routing/router Định tuyến
Distance vector Vec tơ khoảng cách
Dynamic routing Định tuyến động
thông tin để hình thành bảng định tuyến (Routing Table) cho Router. Đây là loại
giao thức Distance Vector sử dụng tiêu chí chọn đường chủ yếu là dựa vào số hop
(hop count) và các địa chỉ mà RIP muốn quảng bá được gửi đi ở dạng Classful (đối
với RIP verion 1) và Classless (đối với RIP version 2).
Những nội dung trình bày trong quyển báo cáo gồm:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN
CHƯƠNG 2: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIP
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA GIAO THỨC RIP
Trong qúa trình thực tập và đặc biệt được sự giúp đỡ tận tình của cô Vũ Thị
Thu Hương - Giảng viên khoa Điện Tử - em đã quyết định làm đồ án kết thúc Thực
3
tập Tốt nghiệp với đề tài: Tìm hiểu về giao thức định tuyến RIP và cấu hình
trên Router.
Tuy đã rất cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thiện báo cáo nhưng có thể
vẫn còn có những sai sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy, cô giáo để có
thêm những kiến thức vững chắc trong lĩnh vực điện tử đang theo học. Chắc chắn
những kiến thức đó sẽ giúp em rất nhiều trong việc nghiên cứu học tập và công tác
sau này.
Xin chân thành cảm ơn !
Giáo viên hướng dẫn : Th.S Vũ Thị Thu Hương
Sinh viên thực hiện : Mai Hữu Tiến
Lớp : ĐH Điện Tử 3 – K5
4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN
1.1. Giới thiệu về Định Tuyến
Sự phát triển của Internet cũng đồng nghĩa với việc tăng trưởng về quy mô
và công nghệ nhiều loại mạng LAN, WAN… . Và đặc biệt là lưu lượng thông tin
trên mạng tăng đáng kể. Chính điều đó đã làm cho vấn đề chia sẻ thông tin trên
mạng hay là vấn đề định tuyến trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Trong việc thiết
kế mạng và lựa chọn giao thức định tuyến sao cho phù hợp với chi phí, tài nguyên
+ IS-IS
1.3. Định tuyến tĩnh và định tuyến động
1.3.1 Định tuyến tĩnh (Static Routing)
Định tuyến tĩnh (Static Routing) là người quản trị mạng phải nhập các thông
tin về đường đi cho router. Khi cấu trúc mạng có xảy ra bất kỳ sự thay đổi nào thì
chính người quản trị mạng phải xóa hoặc thêm các thông tin về đường đi cho
router. Đường đi như vậy được gọi là đường cố định. Đối với hệ thống mạng lớn
thì công việc bảo trì bảng định tuyến cho router như vậy tốn rất nhiều thời gian.
Nhưng đối với hệ thống mạng nhỏ, ít có thay đổi thì công việc này đỡ mất công
hơn. Chính vì định tuyến tĩnh đòi hỏi người quản trị phải cấu hình mọi thông tin về
đường đi cho router nên nó không có tính linh hoạt như định tuyến động (Dynamic
6
Routing). Trong những hệ thống mạng lớn, định tuyến tĩnh thường được sử dụng
kết hợp với giao thức định tuyến động cho một số mục đích đặc biệt.
Hoạt động của Static Routing:
Hoạt động của định tuyến tĩnh có thể chia ra làm 3 bước sau:
1. Đầu tiên, người quản trị mạng phải cấu hình các đường cố định cho
router.
2. Router cài đặt các đường đi này vào bảng định tuyến.
3. Gói dữ liệu được định tuyến theo các đường cố định.
Cấu hình đường cố định :
Sau đây là các bước để cấu hình đường cố định :
1. Xác định tất cả các mạng đích cần cấu hình,subnet mask tương ứng và
gateway tương ứng. Gateway có thể là cổng giao tiếp trên router hoặc là địa chỉ
của trạm kế tiếp để đến được mạng đích.
2. Vào chế độ cấu hình toàn cục của router.
3. Nhập lệnh ip route với địa chỉ mạng đích, subnet mask tương ứng và
gateway tương ứng đã xác định ở bước 1. Nếu cần thì thêm thông số về chỉ số tin
cậy.
4. Lặp lại bước 3 cho những mạng đích khác
0.0.0.0. Gateway của đường mặc định có thể là cổng giao tiếp trên router kế tiếp.
Thông thường thì chúng ta nên sử dụng địa chỉ IP của router kế tiếp làm gateway.
+ Thoát khỏi chế độ cấu hình toàn cục
Lưu lại thành tập tin cấu hình khởi động trong NVRAM bằng lệnh:
copy running-config.
Kiểm tra cấu hình đường cố định:
Các bước kiểm tra cấu hình đường cố định :
+ Ở chế độ đặc quyền, nhập lệnh show running-config để xem tập tin cấu
hình đang hoạt động.
+ Kiểm tra xem câu lệnh cấu hình đường cố định có đúng không. Nếu không
đúng thì phải vào lại chế độ cấu hình toàn cục, xoá câu lệnh sai đi và nhập lại câu
lệnh mới.
+ Nhập lệnh show ip route.
+ Kiểm tra xem đường cố định đã cấu hình có trong bảng định tuyến hay
không.
10
Hình : Kiểm tra cấu hình đường cố định
Xử lý sự cố:
Router Hoboken đã được cấu hình đường cố định tới mạng 172.16.1.0 trên
Sterling và tới mạng 172.16.5.0 trên waycross.Với cấu hình như vậy thì node trong
mạng 172.16.1.0 ở Sterling không thể truyền dữ liệu cho node trong mạng
172.16.5.0 được. Bây giờ trên router Sterling, thực hiện lệnh ping tới một node
trong mạng 172.16.5.0. Lệnh ping không thành công. Sau đó dùng lệnh traceroute
đến node mà ta vừa mới ping để xem lệnh traceroute bị rớt ở đâu. Kết quả của câu
lệnh traceroute cho thấy router Sterling nhận được gói ICMP trả lời từ router
Hoboken mà không nhận được từ router Waycross. Chúng ta telnet vào router
Hoboken. Từ router Hoboken thử ping đến node trong mạng 172.16.5.0. Lệnh ping
này sẽ thành công vì Hoboken kết nối trực tiếp với Waycross.
11
Hình : Kiểm tra sự cố trên router Sterling
Mục đích của giao thức định tuyến là xây dựng và bảo trì bảng định tuyến.
Bảng định tuyến này mang thông tin về các mạng khác và các cổng giao tiếp trên
router đến các mạng này. Router sử dụng giao thức định tuyến để quản lý thông tin
nhận được từ các router khác, thông tin từ cấu hình của các cổng giao tiếp và thông
tin cấu hình các đường cố định.
Giao thức định tuyến cấp nhật về tất cả các đường, chọn đường tốt nhất đặt
vào bảng định tuyến và xóa đi khi đường đó không sử dụng được nữa. Còn router
thì sử dụng thông tin trên bảng định tuyến để chuyển gói dữ liệu của các giao thức
được định tuyến.
Định tuyến động hoạt động trên cơ sở các thuật toán định tuyến. Khi cấu
trúc mạng có bất kỳ thay đổi nào như mở rộng thêm, cấu hình lại, hay bị trục trặc
thì khi đó ta nói hệ thống mạng đã được hội tụ. Thời gian để các router đồng bộ với
nhau càng ngắn càng tốt vì khi các router chưa đồng bộ với nhau về các thông tin
trên mạng thì sẽ định tuyến sai.
Với hệ thống tự quản (AS), toàn bộ hệ thống mạng toàn cầu được chia ra
thành nhiều mạng nhỏ, dễ quản lý hơn. Mỗi AS có một số AS riêng, không trùng
lặp với bất kỳ AS khác và mỗi AS có cơ chế quản trị riêng của mình.
Phân loại các giao thức định tuyến
Đa số các thuật toán định tuyến được xếp vào 2 loại sau :
• Vectơ khoảng cách
• Trạng thái đường liên kết.
Sơ lược định tuyến theo Vector khoảng cách
Định tuyến theo vectơ khoảng cách thực hiện truyền bản sao của bảng định
tuyến từ router này sang router khác theo định kỳ. Việc cập nhật định kỳ giữa các
router giúp trao đổi thông tin khi cấu trúc mạng thay đổi. Thuật toán định tuyến
theo véctơ khoảng cách còn được gọi là thuật toán Bellman-Ford.
Mỗi router nhận được bảng định tuyến của những router láng giềng kết nối
trực tiếp với nó.
14
Hình : Truyền bản sao của bảng định tuyến đến router láng giềng
router B. Các thông tin này được đặt trong bảng định tuyến với vectơ khoảng cách
đã được tính toán lại cho biết từ router A đến mạng đích thì đi theo hướng nào,
khoảng cách bao nhiêu.
Bảng định tuyến được cập nhật khi cấu trúc mạng có sự thay đổi. Quá trình
cập nhật này cũng diễn ra từng bước một từ các router này đến router khác. Khi
cập nhật, mỗi router gửi đi toàn bộ bảng định tuyến của nó cho các router láng
giềng. Trong bảng định tuyến có thông tin về đường đi tới từng mạng đích: tổng
chi phí cho đường đi,địa chỉ của router kế tiếp.
16
Hình : Bảng định tuyến được cập nhật
Một ví dụ tương tự vectơ khoảng cách thường thấy là bảng thông tin chỉ
đường ở các giao lộ đường cao tốc. Trên bảng này có các ký hiệu cho biết hướng đi
tới đích và khoảng cánh tới đó là bao xa.
Đặc điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết
Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết là thuật toán Dijkstras
hay còn gọi là thuật toán SPF (Shortest Path First tìm đường ngắn nhất). Thuật
toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết thực hiện việc xây dựng và bảo trì
một cơ sở dữ liệu đầy đủ về cấu trúc của toàn bộ hệ thống mạng.
Định tuyến theo trạng thái đường liên kết sử dụng những công cụ sau:
Thông điệp thông báo trạng thái đường liên kết (LSA-Link-state
Advertisement): LSA là một gói dữ liệu nhỏ mang thông tin định tuyến được
truyền đi giữa các router.
Cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng: Được xây dựng từ thông tin thu thập được
từ các LSA.
Thuật toán SPF: Dựa trên cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng, thuật toán SPF sẽ
tính toán để tìm đường ngắn nhất.
Bảng định tuyến: Chứa danh sách các đường đi đã được chọn lựa.
17
Quá trình thu thập thông tin mạng để thực hiện định tuyến theo trạng thái
đường liên kết:
- Nếu gói dữ liệu đến mạng đích có số lượng hop lớn hơn 15 thì gói dữ liệu
đó sẽ bị hủy bỏ.
19
- Chu kỳ cập nhật mặc định là 30 giây.
RIPv1 là giao thức định tuyến được sử dụng phổ biến vì mọi router đều có
hỗ trợ giao thức này. RIPv1 được phổ biến vì tính đơn giản và tính tương thích
toàn cầu của nó, nó có thể chia tải ra tối đa là 6 đường có metric bằng nhau.
Một số giới hạn của RIPv1:
- Không gửi thông tin subnet mask trong thông tin định tuyến
- Gửi quảng bá thông tin định tuyến theo địa chỉ 255.255.255.255
- Không hỗ trợ xác minh thông tin nhận được
- Không hỗ trợ VLSM và CIDR (Classless Interdomain Routing)
1.4.1.2. RIPv2 được phát triển từ RIPv1 nên vẫn giữ các đặc điểm như RIPv1
Là một giao thức theo Distance Vector, sử dụng số lượng hop làm thông số
định tuyến.
- Sử dụng thời gian holddown để chống loop với thời gian mặc định là 180
giây.
- Sử dụng cơ chế split horizon để chống loop.
- Số hop tối đa là 15.
- RIPv2 gửi thông tin định tuyến theo địa chỉ Multicast 224.0.0.9
RIPv2 có những ưu điểm hơn như sau:
• Cung cấp thêm nhiều thông tin định tuyến hơn.
• Có cơ chế xác minh giữa các router khi cập nhật để bảo mật cho bảng định
tuyến.
• Có hỗ trợ VLSM (Variable Length Subnet Masking-Subnet mask có chiều
dài khác nhau).
Cấu hình :
Router(config)#router rip (dùng giao thức định tuyến RIP)
Router(config-router)#network địa_chỉ_ip (địa chỉ mạng muốn quảng bá
bằng giao thức RIP)
21
Kiểm tra cấu hình EIGRP
- Để kiểm tra xem EIGRP đã được cấu hình đúng chưa bạn dùng lệnh show
ip route
- Để kiểm tra xem cổng Ethernet đã được cấu hình đúng chưa thì bạn dùng
lệnh show interface fa0/0.
- Để kiểm tra EIGRP đã được chạy trên router chưa thì bạn dùng lệnh show
ip protocols.
Xử lý sự cố của EIGRP
Phần lớn các sự cố của IGRP là do bạn khai báo sai lệnh network, địa chỉ
mạng IP không liên tục khai báo số AS sai.
* Các lệnh được sử dụng để tìm sự cố của IGRP :
• Show ip protocols
• Show ip route
• Debug ip eigrp events
• Debug ip eigrp transactions
• Ping
• Traceroute
22
Chia tải và chọn đường đi ngắn nhất
Hình : Chọn đường đi ngắn nhất
Từ router E → A sẽ chọn đường đi E → C → A
1.4.3. Open Shortert Path First ( OSPF )
- OSPF là giao thức định tuyến dạng Link-state dựa trên chuẩn mở được
phát triển để thay thế phương thức Distance Vector ( RIP ).
- OSPF phù hợp với mạng lớn, có khả năng mở rộng, không bị loop trong
mạng.
Ưu điểm của OSPF :
1. Tốc độ hội tụ nhanh.
2. Hỗ trợ mạng con ( VLSM ).
AS có kích thước nhỏ, không sử dụng cho hệ thống mạng lớn và phức tạp.
Hiện nay có nhiều giao thức định tuyến đang được sử dụng. Tuy nhiên trong
phần này ta chỉ trình bày về giao thức thông tin định tuyến RIP (Routing
Information Protocol).
RIP xuất hiện sớm nhất vào tháng 6 năm 1988 và được viết bởi C. Hedrick
trong Trường Đại học Rutgers. Được sử dụng rộng rãi nhất và trở thành giao thức
định tuyến phổ biến nhất trong định tuyến mạng.
RIP đã chính thức được định nghĩa trong hai văn bản là: Request For
Comments (RFC) 1058 và 1723. RFC 1058 (1988) là văn bản đầu tiên mô tả đầy
đủ nhất về sự thi hành của RIP, trong khi đó RFC 1723 (1994) chỉ là bản cập nhật
cho bản RFC 1058.
2.1.2. Định nghĩa
RIP là một giao thức định tuyến miền trong được sử dụng cho các hệ thống
tự trị. Giao thức thông tin định tuyến thuộc loại giao thức định tuyến khoảng cách
véctơ, giao thức sử dụng giá trị để đo lường đó là số bước nhảy (hop count) trong
đường đi từ nguồn đến đích. Mỗi bước đi trong đường đi từ nguồn đến đích được
coi như có giá trị là 1 hop count. Khi một bộ định tuyến nhận được 1 bản tin cập
nhật định tuyến cho các gói tin thì nó sẽ cộng 1 vào giá trị đo lường đồng thời cập
nhật vào bảng định tuyến.
25