LỜI CẢM ƠN
Sau 15 tuần tìm hiểu và thực hiện, đồ án “Nghiên cứu và cài đặt mô
phỏng hoạt động của giao thức OSPFv3 trong triển khai hệ thống mạng
VNPT huyện Quỳnh Phụ - Thái Bình” đã cơ bản hoàn thành. Để đạt được kết
quả này, em đã nỗ lực hết sức đồng thời cũng nhận được rất nhiều sự quan
tâm, giúp đỡ, ủng hộ của các thầy cô, bạn bè. Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn
tới các thầy cô trong bộ Mạng máy tính & Truyền thông trường Đại học Công
nghệ thông tin & Truyền thông đă giúp đỡ em trong việc trang bị kiến thức để
hoàn thành đồ án này Trong quá trình làm đồ án này em đã nhận được sự quan
tâm hướng dẫn nhiệt tình từ phía thầy giáo Thạc sỹ Trần Duy Minh. Trong quá
trình làm đồ án em đã được thầy tạo điều kiện về tài liệu cũng như các kiến thức
liên quan giúp em hoàn thành tốt đồ án này. Vì vầy em xin gửi lời cảm ơn chân
thành nhất tới thầy Ths.Trần Duy Minh.
Em xin cảm ơn các bạn bè trong lớp, các anh chị, đóng góp ý kiến cho em
trong quá trình thực hiện đồ án.
Đồ án đã hoàn thành với một số kết quả nhất định, tuy nhiên vẫn không
tránh khỏi sai sót. Kính mong sự cảm thông và đóng góp ý kiến từ các thầy cô
và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn !

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Tô Thị Thủy

1


LỜI CAM ĐOAN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định và đáp ứng được
nhu cầu đề ra, bản thân em đã cố gắng nghiên cứu, học tập và làm việc trong thời
gian dài cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Thạc Sỹ Trần Duy


VIẾT
TẮT

1

Global Area Network

2

Wide Area Network

Mạng diện rộng

Internet Protocol

Dịch vụ Internet qua đường

Television
Asymmetric Digital

cáp truyền hình
Đường thuê bao số không

Subscriber Line

đối xứng

5


9

Internet Protocol version 4

10
11
12

13

14

các châu lục khác nhau

Giao thức liên mạng thế hệ
6
Giao thức liên mạng thế hệ

Dynamic Host

4
Giao thức cấu hình động

Configuration Protocol
Vietnam Posts and

máy chủ
Tập đoàn Bưu chính Viễn

Telecommunications Group

OSI

15

Interconnection
Internet Protocol

Giao thức Liên mạng

IP

16

Internet protocol suite

Bộ giao thức lien mạng

TCP/IP

5


17
18

19

Internet Service Provider
Classless Inter-Domain
Routing

Designated router

Định tuyến có hướng

DR

23

Backup Designated router

Định tuyến có hướng ngược

BDR

24

Link-State Advertisements

25
26
27

28

Address Resolution

tuyến

Thông điệp mà ruoter
quảng bá


6

CIDR


LỜI MỞ ĐẦU
Đứng trước sự phát triển mạnh mẽ của CNTT đặc biệt là trong lĩnh vực
mạng máy tính thì ngoài việc giải quyết vấn đề về lưu lượng cho mạng thì địa chỉ
của các thiết bị mạng như địa chỉ của các máy tính, máy in, mail server, web
server, dịch vụ ADSL, dịch vụ Internet qua đường cáp truyền hình (IPTV), phát
triển các mạng giáo dục, game trực tuyến, thiết bị di động tham gia vào mạng
Internet, truyền tải thoại, audio, video trên mạng… là một trong những vấn đề
nan giải cần phải được quan tâm thực sự.
OSPF là một giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết được
triển khai dựa trên các chuẩn mở. OSPF được mô tả trong nhiều RFC của IETF
(Internet Engineering Task Force). Chuẩn mở ở đây có nghĩa là OSPF được sử
dụng trên tất cả thiết bị định tuyến của nhiều nhà sản xuất khác nhau, không có
tính độc quyền. Nếu so sánh với RIP version 1 và version 2 thì OSPF là một giao
thức định tuyến nội (IGP) tốt hơn vì khả năng mở rộng của nó. OSPF khắc phục
được các nhược điểm của RIP và nó là một giao thức định tuyến mạnh, có khả
năng mở rộng, phù hợp với các hệ thống mạng hiện đại. OSPF có thể được cấu
hình từ đơn vùng cho mạng nhỏ cho đến đa vùng sử dụng cho các mạng vừa và
lớn. OSPFv3 là một giao thức định tuyến cho IPv6. Hoạt động của nó vẫn dựa
trên OSPFv2 và có gia tăng thêm một số tính năng. OSPF là một giao thức định
tuyến đường liên kết (link-state), trái ngược với một giao thức vector khoảng
cách. Ở đây, một link như là một Interface trên thiết bị mạng. Một giao thức linkstate quyết định tuyến đường dựa trên trạng thái của các liên kết kết nối từ nguồn
đến đích.
Hiện nay, địa chỉ của các máy tính trên Internet đang được đánh số theo
thế hệ địa chỉ phiên bản 4 (IPv4) gồm 32 bit. Đứng trước sự phát triển mạnh

mở rộng, phù hợp với các hệ thống mạng hiện đại. OSPFv3 có thể được cấu hình
từ đơn vùng cho mạng nhỏ cho đến đa vùng sử dụng cho các mạng vừa và lớn.
1.1.2. Mục tiêu đề tài
Mục tiêu của đề tài là khảo sát, phân tích, thiết kế hệ thống mạng VNPT
của huyện Quỳnh Phụ. “Nghiên cứu và cài đặt mô phỏng hoạt động của giao thức
OSPFv3 trong triển khai hệ thống mạng VNPT huyện Quỳnh Phụ - Thái Bình”
đáp ứng được nhu cầu của khách hàng trong huyện cũng như nâng cao cơ sở vật
chất hạ tầng hệ thống mạng VNPT của huyện. Như vậy, đề tài cần giải quyết các
công việc chính như sau:
- Tìm hiểu kiến thức cơ sở về mạng máy tính.
- Tìm hiểu kiến thức về các giao thức định tuyến đặc biệt là giao thức
OSPFv3.
- Phân tích thiết kế hệ thống mạng VNPT huyện Quỳnh Phụ.
- Xây dựng demo nhỏ trên phần mềm Packet tracer mô tả hệ thống mạng
VNPT huyện Quỳnh Phụ.
1.1.3. Phạm vi đối tượng của đề tài.
Việc nghiên cứu và cài đặt mô phỏng hoạt động của giao thức OSPFv3
trong triển khai hệ thống mạng VNPT huyện Quỳnh Phụ - Thái Bình là một công
việc cấp thiết trong thời điểm hiện tại vì nhu cầu lắp đặt và sử dụng các dịch vụ
của VNPT của khách hàng ngày càng gia tăng do trình độ dân trí cao nhu cầu sử
dụng Internet và các dịch vụ truyền hình giải trí cũng tăng theo…
1.1.4. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài.
Triển khai giao thức OSPFv3 trong cấu hình hệ thống mạng nhằm nâng
cấp hệ thống cũ để đảm bảo cung cấp các loại hình dịch vụ Internet với chất

9


lượng tốt nhất đến khách hàng. Triển khai giao thức OSPFv3 trên nền IPv6 có
những lợi ích thực tiễn như:

trường, tin rao vặt…
+ Rất an toàn cho dữ liệu và phần mềm vì phần mềm mạng sẽ khoá các
tệp tin (files) khi có những người không đủ quyền hạn truy xuất các tệp tin
và thư mục đó.
+ Phân loại mạng máy tính theo phạm vi địa lý
Mạng máy tính có thể phân bổ trên một vùng lănh thổ nhất định và có thể
phân bổ trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế.
Dựa vào phạm vi phân bổ của mạng người ta có thể phân ra các loại
mạng như sau:

- GAN (Global Area Network) kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông
-

thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.
WAN (Wide Area Network): Mạng diện rộng, kết nối máy tính trong nội bộ các
quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Thông thường kết nối
này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các WAN có thể được kết nối với

-

nhau thành GAN hay tự nó đă là GAN.
MAN (Metropolitan Area Network): kết nối các máy tính trong phạm vi một
thành phố. Kết nối này được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông

-

tốc độ cao (50-100 Mbit/s).
LAN (Local Area Network): Mạng cục bộ, kết nối các máy tính trong một khu vực
bán kính hẹp thông thường khoảng vài trǎm mét. Kết nối được thực hiện thông qua
các môi trường truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp đồng trục thay cáp quang. LAN

(intermediate system). Máy tính dùng cho việc nối chuyển gọi là "bộ chọn
đường" hay "bộ định tuyến" (router).
Hầu hết các WAN bao gồm nhiều đường cáp hay là đường dây điện thoại,
mỗi đường dây như vậy nối với một cặp bộ định tuyến. Nếu hai bộ định tuyến
không nối chung đường dây thì chúng sẽ liên lạc với nhau bằng cách gián tiếp qua
nhiều bộ định truyến trung gian khác. Khi bộ định tuyến nhận được một gói dữ liệu
thì nó sẽ chứa gói này cho đến khi đường dây ra cần cho gói đó được trống thì nó sẽ
chuyển gói đó đi. Trường hợp này ta gọi là nguyên lý mạng con điểm nối điểm, hay
nguyên lý mạng con lưu trữ và chuyển tiếp (store-and-forward), hay nguyên lý
mạng con nối chuyển gói.

12


1.3.2. Các kiểu kết nối trong WAN
Có nhiều kiểu cấu hình cho WAN dùng nguyên lý điểm tới điểm như là
dạng sao, dạng vòng, dạng cây, dạng hoàn chỉnh, dạng giao vòng, hay bất định.
a. Mạng hình sao
Mạng hình sao có tất cả các trạm được kết nối với một thiết bị trung tâm
có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển đến trạm đích. Tuỳ theo yêu cầu
truyền thông trên mạng mà thiết bị trung tâm có thể là bộ chuyển mạch (switch),
bộ chọn đường (Router) hoặc là bộ phân kênh (hub). Vai trò của thiết bị trung
tâm này là thực hiện việc thiết lập các liên kết điểm–điểm (point–to–point) giữa
các trạm.

Hình 1.1 Mạng hình sao (Star)

- Ưu điểm của topo mạng hình sao :
Thiết lập mạng đơn giản, dễ dàng cấu hình lại mạng (thêm, bớt các trạm),
dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố, tận dụng được tối đa tốc độ truyền của

14


terminator. Mỗi trạm được nối với trục chính qua một đầu nối chữ T (T–
connector) hoặc một thiết bị thu phát (transceiver).

Hình 1.4 Mạng trục tuyến tính (Bus)
Khi một trạm truyền dữ liệu tín hiệu được quảng bá trên cả hai chiều của
bus, tức là mọi trạm còn lại đều có thể thu được tín hiệu đó trực tiếp. Đối với các
bus một chiều thì tín hiệu chỉ đi về một phía, lúc đó các terminator phải được
thiết kế sao cho các tín hiệu đó phải được dội lại trên bus để cho các trạm trên
mạng đều có thể thu nhận được tín hiệu đó. Như vậy với topo mạng trục dữ liệu
được truyền theo các liên kết điểm–đa điểm (point–to–multipoint) hay quảng bá
(broadcast).
Ưu điểm: Dễ thiết kế, chi phí thấp
Nhược điểm: Tính ổn định kém, chỉ một nút mạng hỏng là toàn bộ mạng
bị ngừng hoạt động
d. Mạng dạng cây

Hình 1.5 Mạng dạng cây (Tree)

15


e. Mạng kết nối hỗn hợp
Ngoài các hình trạng mạng cơ bản chuẩn, còn có thể kết hợp hai hay nhiều
hình trạng mạng cơ bản lại với nhau tạo ra các hình trạng mở rộng nhằm tận
dụng những ưu điểm, khắc phục những nhược điểm của từng loại mạng riêng khi
chúng chưa được kết hợp với nhau. Tùy từng hoàn cảnh cụ thể để thiết kế cấu
trúc mạng phù hợp nhất, đó cũng là nhiệm vụ của những chuyên viên cơ sở

1.4.2. Giao thức Liên mạng (Internet Protocol)
Giao thức IP: Giao thức Liên mạng là một giao thức hướng dữ liệu được sử dụng
bởi các máy chủ nguồn và đích để truyền dữ liệu trong một liên mạng chuyển
mạch gói. IP được sử dụng ở tầng 3 (network layer) của mô hình OSI hay ở tần
2(internet layer) của mô hình TCP/IP. Thực chất, Internet là mạng của các mạng
nối với nhau qua bộ định tuyến (Router). IP là giao thức được sử dụng để hướng
các gói dữ liệu đến nút mạng mà nó cần đến. Mục đích ra đời của IP là để thống
nhất việc sử dụng các máy chủ và Router. IP cho phép kết nối các loại mạng khác
nhau mà không làm gián đoạn hoạt động của mạng.
Dữ liệu trong một liên mạng IP được gửi theo các khối được gọi là các
gói (packet hoặc datagram). Cụ thể, IP không cần thiết lập các đường truyền
trước khi một máy chủ gửi các gói tin cho một máy khác mà trước đó nó chưa
từng liên lạc với. Các thiết bị định tuyến (router, switch layer 3, firewall…) liên
mạng chuyển tiếp các gói tin IP qua các mạng tầng liên kết dữ liệu được kết nối
với nhau.
Giao thức IP cung cấp một dịch vụ gửi dữ liệu không đảm bảo, nghĩa là nó
hầu như không đảm bảo gì về gói dữ liệu. Gói dữ liệu có thể đến nơi mà không
còn nguyên vẹn, nó có thể đến không theo thứ tự (so với các gói khác được gửi
giữa hai máy nguồn và đích đó), nó có thể bị trùng lặp hoặc bị mất hoàn toàn.
Nếu một phần mềm ứng dụng cần được bảo đảm, nó có thể được cung cấp từ nơi
khác, thường từ các giao thức giao vận nằm phía trên IP.
Cách gói tin di chuyển qua các tầng mạng:

18


Hình 1.9 Mô hình di chuyển các gói tin qua tầng mạng
IP addressing: Giao thức IP sử dụng các địa chỉ IP để đánh địa chỉ cho một
thiết bị trong vùng mạng như máy tính (host) và các router. Đánh địa chỉ là công
việc cấp địa chỉ IP cho các máy đầu cuối, cùng với việc phân chia và lập nhóm

toán khoảng cách ngắn nhất giữa các nút mạng được biết đến như thuật toán
bellman-ford.

20


Hình 1.11 Giao thức sử dụng vector khoảng cách
Các giao thức sử dụng distance vecter:
+ RIP (Routing Information Protocol): sử dụng hop count (số router) để
làm metric (max 15 hop count). Đếm số hop count để tìm đường đi ngắn nhất. Có
2 loại là Rip version 1 và Rip version 2.
+ EIGRP (Enhanced Interior Getway Routing Protocol): sử dụng thuật
toán DUAL (Diffusing Update Algrorithm) để tính toán đường đi ngắn nhất.
Link state protocols:
+ Sử dụng thuật toán Dijksta’s để tìm đường đi ngắn nhất. Thuật toán này
tích lũy chi phí dọc theo mỗi con đường, từ nguồn tới đích.

21


Hình 1.12 Giao thức sử dụng thuật toán Dijkstra’s
+ Giao thức được sử dụng là OSPF (Open Short Path First)
Ở đồ án này tập trung vào nghiên cứu giao thức định tuyến OSPF đặc biệt là giao
thức OSPF version 3.
1.5. Địa chỉ IP
1.5.1. Khái niệm địa chỉ IP
Mỗi máy trên mạng TCP/IP hay còn gọi là trạm TCP/IP được nhận dạng
bằng 1 địa chỉ IP logic. Mỗi trạm hay mỗi thiết bị mạng sử dụng TCP/IP để
truyền thông cần có 1 địa chỉ IP duy nhất.
Địa chỉ IP cho biết vị trí của một hệ thống trong một mạng giống như địa

trong khoảng từ 0-255. Cách biểu diễn như vậy gọi là “Kí hiệu thập phân dấu
chấm” (Dotted-Decimal Notation) để cho mọi người sử dụng nhớ địa chỉ một
cách dễ dàng.
1.5.2. Địa chỉ IP public và IP private.
Địa chỉ IP Public:
Mỗi một địa chỉ IP ngoài Internet là duy nhất. Để các Network có những
địa chỉ duy nhất ngoài Internet, thì Internet Assigned Numbers Authority (IANA)
sẽ chia những khoảng địa chỉ không dự trữ thành những phần nhỏ và ủy thác
trách nhiệm phân phối địa chỉ cho các tổ chức đăng kí miền khắp thế giới. Những
tổ chức đó là Asia-Pacific Network Information Center (APNIC), American
Registry for Internet Numbers (ARIN). Những tổ chức này sẽ phân phối những

23


khối địa chỉ đến một số nhà các Internet Service Provider (ISP) lớn và các ISP
lớn này sau đó sẽ gán những khối nhỏ hơn cho các đại lý và các ISP nhỏ hơn.
ISP sẽ cấp một IP Public cho mỗi máy tính của bạn để các máy tính này có
thể kết nối trực tiếp đến ISP. Các địa chỉ này được cấp 1 cách tự động dến mỗi
máy tính khi máy tính kết nối và có thể là địa chỉ tĩnh nếu đường line của các tổ
chức, cá nhân thuê riêng hay các tài khoản Dial-up
Địa chỉ IP private:
IANA đã dự trữ một ít địa chỉ IP mà các địa chỉ này không bao giờ được
sử dụng trên Internet. Những địa chỉ IP Private này được sử dụng cho những
Host yêu cầu có IP để kết nối nhưng không cần được thấy trên các mạng Public.
Ví dụ, một user kết nối những máy tính trong mạng TCP/IP ở nhà thì ko cần cấp
một địa chỉ IP Public cho mỗi Host. User có thể lấy những khoảng IP để cung cấp
địa chỉ cho các Host trong mạng.
Những host có địa chỉ IP Private có thể kết nối đến Internet bằng cách sử
dụng một Proxy Server hay một máy tính chạy Windows Server 2003 đã cấu

Lớp E: Là lớp địa chỉ thực nghiệm, nó không được thiết kế cho mục đích
sử dụng chung. Lớp E được dự phòng cho các ứng dụng tương lai. Các Bit cao
nhất của Byte đầu tiên luôn được đặt là 1 1 1 1.
Tổng số IP có thể sử dụng là : 3.720.314.628
1.5.4. Mặt nạ mạng Subnet mask
Để biết trạm đích thuộc mạng cục bộ hay ở xa. Trạm nguồn cần một thông
tin khác. Thông tin này chính là Subnet mask
Subnet mask là một địa chỉ 32 bit được sử dụng để che 1 phần của địa chỉ
IP. Bằng cách này các máy tính có thể xác định đâu là Net ID và đâu là Host ID
trong 1 địa chỉ IP.
Mỗi Trạm trong mạng TCP/IP yêu cầu có 1 Subnet mask. Nó được gọi là
Subnet mask mặc định, nếu nó chưa được chia Subnet (và vì vậy nó chỉ có 1
Subnet đơn), và được gọi là Subnet mask tùy ý nếu nó được chia thành nhiều
Subnet mask
Vd: 1 số 32bit tiêu biểu cho 1 Subnet mask mặc định được dùng bởi
những Trạm đã cấu hình với 1 địa chỉ lớp C (vd 192.168.20.50) là :
11111111 11111111 11111111 00000000 (255.255.255.0). Khi 1 trạm có
địa chỉ 192.168.20.50 gởi gói tin đến địa chỉ 192.168.50.20. Đầu tiên, Trạm sẽ
25