Bài giảng Quản trị mạng

hop lên 1 vì Router xem bản thân nó cũng là 1 hop trên đường đi. Nếu sau khi tăng chỉ số hop lên 1 mà chỉ số này lớn hơn 15 thì Router sẽ xem như mạng đích không tương ứng với con đương này không đến được. Ngoài ra, RIP cũng có những đặc tính tương tự như các giao thức định tuyến khác. Ví dụ như: RIP cũng có horizon và thời gian holddown để tránh cập nhật thông tin định tuyến không chính xác. Các đặc điểm chính của RIP Là giao thức định tuyến theo vector khoảng cách. Thông số định tuyến là số lượng hop. Nếu gói dữ liệu mạng đích có số lượng hop lớn hơn 15 thì gói dữ liệu đó sẽ bị hủy bỏ. Chu kỳ cập nhật định kỳ là 30s. 3.3.3.2. Chia tải với RIP Router có thể chia tải ra nhiều đường khi có nhiều đường tốt đến cùng một đích. Ta có thể cấu hình bằng tay cho Router chia taỉ ra các đường hoặc là các giao thức định tuyến động có thể tự tính toán để chia tải. RIP có khả năng chia tải ra tối đa là sáu đường có chi phí bằng nhau, còn mặc định thì RIP chỉ chia ra làm 4 đường. RIP thực hiện chia tải bằng cách sử dụng lần lượt và luân phiên từng đường. Trong hình 3.16 là ví dụ cho ta thấy RIP chia tải ra 4 đường có chi phí bằng nhau. Đầu tiên Router bẳt đầu với đường số 1 rồi sau đó lần lượt các đường 2-3-4 rồi1-2-3-4-1 và cứ tiếp tục luân phiên như vậy. vì thông số định tuyến của RIP là số lượng hop lên các đường này được xem là như nhau, RIP không cần quan tâm đến tốc độ của mỗi đường. Do đó đường 56kbps cũng giống như đường 155Mbps. Hình 3.16. Chia tải với RIP Trong hình 3.17 là ví dụ về kết quả hiển thị của lệnh show ip route. Trong đó, bạn thấy có hai phần, mỗi phần mô tả về một đường. Trong phần mô tả về đường thứ hai có dấu (*) ở đầu dòng. Dấu (*) này cho biết con đường này là con đường kế tiếp sẽ được sử dụng. Hình 3.17. Thông số tuyến 192.168.2.0 3.3.3.3. Chia tải cho nhiều đường Router có khả năng chia tải ra nhiều đường để chuyển các gói dữ liệu đến cùng mục đích. Chúng ta có thể cấu hình bằng tay cho Router thực hiện chia tải hoặc là giao thức định tuyến động như RIP, IGRP, EIGRP và OSPF sẽ tự động tính toán. Khi Router nhận được thông tin cập nhật về nhiều đường khác nhau đến cùng một đích thì Router sẽ chọn đường nào có chỉ số tin cậy (Admintrative distance) nhỏ nhất để đặt vào bảng định tuyến. Khi Router có nhiều đường có cùng chỉ số tin cậy và cùng chi phí đến cùng một đích thì Router sẽ thực hiện việc chia tải. Thông thường thì Router có khả năng chia tải đến 6 đừơng có cùng chi phí( giới hạn tối đa số đường chia tải là phụ thuộc vào bảng định tuyến của Cisco IOS), tuy nhiên một số giao thức định tuyến nội (IGP) có thể có giới hạn riêng. Ví dụ như EIGRP chỉ cho phép tối đa là 4 đường. Mặc định thì hầu hết các giao thức định tuyến IP đều chia tải ra 4 đường. Đường cố định thì chia tải ra 6 đường. Chỉ riêng BGP là ngoại lệ, mặc định của BGP là chỉ cho phép định tuyến 1 đường đến 1 đích. Hình 3.18. Chia tải nhiều đường Khi định tuyến IP, Cisco IOS có hai cơ chế chia tải là: chia tải theo gói dữ liệu và chia tải theo địa chỉ đích. Nếu Router chuyển mạch theo tiến trình thì Router sẽ chia gói dữ liệu ra các đường. cách này gọi là chia tải theo gói dữ liệu. Còn nếu Router chuyển mạch nhanh thì Router sẽ chuyển tất cả gói dữ liệu đến cùng mục đích ra một đường. Các gói dữ liệu đến host khác nhưng trong cùng một mạng đích thì sẽ tải ra đường kế tiếp. Cách này gọi là chia tải theo địa chỉ đích. Bảng 3.1. Bảng giá trị AD mặc định của các giao thức định tuyến Đường cố định là đường do người quản trị cấu hình cho Router chuyển gói tới mạng đích theo đường mà mình muốn. Mặt khác, lệnh để cấu hình đường cố định cũng được sử dụng để khai báo cho đường mặc định. Trong trường hợp Router không tìm thấy đường nào trên bảng định tuyến để chuyển gói đến mạng đích thì Router sẽ sử dụng đường mặc định. Router chạy RIP có thể nhận được thông tin về đường mặc định từ những thông tin cập nhật của các Router RIP láng giềng khác. Hoặc là bản thân Router được cấu hình đường mặc định sẽ cập nhật thông tin định tuyến này cho các Router khác. Người quản trị mạng có thể cấu hình đường cố định bên cạnh định tuyến động. Mỗi một giao thức định tuyến động có 1 chỉ số tin cậy(AD). Người quản trị mạng có thể cấu hình một đường cố định tới cùng mạng đích với đường định tuyến động nhưng với chỉ số AD lớn hơn số AD của giao thức định tuyến động tương ứng. Khi đó đường định tuyến động có số AD nhỏ hơn nên luôn được chọn trước. Khi đường định tuyến động bị sự cố không sử dụng được nữa thì Router sẽ sử dụng tới đường định tuyến cố định để chuyển gói đến mạng đích. Nếu bạn cấu hình đường cố định chỉ ra một cổng mà RIP cũng chạy trên cổng đó thì RIP sẽ gửi thông tin cập nhật về đường cố định này cho toàn bộ hệ thống mạng. Vì khi đó, đường cố định đó được xem như là kết nối trực tiếp vào Router lên nó không còn bản chất là một đừơng cố định nữa. Nếu bạn cấu hình đường cố định chỉ ra một cổng mà RIP không chạy trên cổng đó thì RIP sẽ không gửi thông tin cập nhật về đường cố định đó, trừ khi bạn phải cấu hình thêm lênh redistribute static cho RIP. Khi một cổng giao tiếp bị ngắt thì tất cả các đường cố định chỉ ra cổng đó đều bị xóa bởi bảng định tuyến. Tương tự như vậy khi Router không còn xác định được trạm kế tiếp trên đường cố định cho gói dữ liệu tới mạng đích thì đường cố định đó cũng sẽ bị xóa khỏi bảng định tuyến. Trong hình 3.19 và 3.20 chúng ta thấy khi đường định tuyến động của RI bị sự cố thì đường cố định mà ta đã cấu hình cho Router GAD được sử dụng thay thê. Đường cố định như vậy được gọi là đừơng cố định dự phòng. Như trong ví dụ này chúng ta thấy là đường cố định được cấu hình với chỉ số AD là 130 lớn hơn chỉ số AD của RIP (120). Bên cạch đó, bạn nên nhớ là trên Router BHM cũng cần cấu hình đường mặc định tương ứng. Hình 3.19. Sơ đồ dự phòng (khi chưa có sự cố) Hình 3.20. Sơ đồ mạng dự phòng (khi có sự cố) 3.4. GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF Giao thức định tuyến nội vi (IGP) có 2 loại chính là định tuyến theo vector khoảng cách và định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Cả 2 loại giao thức định tuyến này đều thực hiện định tuyến trong phạm vi một hệ tự quản. Chúng sử dụng 2 phương pháp khác nhau để thực hiện cùng một nhiệm vụ. Thuật toán định tuyến trạng thái theo đường liên kết, hay còn gọi là thuật toán chọn đường ngắn nhất (SPF – Shortest Path First), lưu giữ một cơ sở dữ liệu phức tạp các thông tin về cấu trúc hệ thống mạng. Thuật toán này có đầy đủ thông tin về các Router trên đường đi và cấu trúc kết nối của chúng. Ngược lại, thuật toán định tuyến theo vector khoảng các không cung cấp thông tin cụ thể về cấu trúc đường đi trong mạng và hoàn toàn không có nhận biết về các Router trên đường đi. Để có thể cấu hình, kiểm tra và xử lý sự cố của các giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết thì việc hiểu các hoạt động của chúng là điều rất quan trọng. Phần này sẽ giải thích cách làm việc của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết, liệt kê các đặc điểm của chúng, mô tả thuật toán mà chúng sử dụng và đồng thời chỉ ra các ưu nhược điểm của loại giao thức này. Ban đầu, các giao thức định tuyến như RIPv1 đều là các giao thức định tuyến theo vector khoảng cách. Ngày nay, có rất nhiều giao thức định tuyến theo vector khoảng cách đang được sử dụng như RIPv2. IRGP và giao thức định tuyến lai EIGRP. Khi hệ thống mạng ngày càng phát triển lớn hơn và phức tạp hơn thì những điểm yếu của giao thức định tuyến theo vector khoảng cách lại càng bộc lộ rõ hơn. Router sử dụng giao thức định tuyến theo vector khoảng cách học thông tin định tuyến bằng cách cập nhật bảng định tuyến từ các Router láng giềng kết nối trực tiếp. Hoạt động cập nhật theo định kỳ này chiếm băng thông cao và cách học thông tin định tuyến như vậy làm cho mạng hội tụ chậm. Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết thì khác với giao thức định tuyến theo vector khoảng cách. Giao thức này phát các thông tin về đường đi cho mọi Router để các Router trong mạng đều có cái nhìn đầy đủ về cấu trúc hệ thống mạng. Hoạt động cập nhật chỉ được thực hiện khi có sự kiện thay đổi, do đó băng thông được sử dụng hiệu quả hơn và mạng hội tụ nhanh hơn. Ngay khi có sự thay đổi trạng thái của một đường liên kết, thông tin được phát ra cho tất cả các Router trong mạng. OSPF là một trong những giao thức quan trọng nhất của loại giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết. OSPF dựa trên một chuẩn mở nên nó có thể được sử dụng và phát triển bởi các nhà sản xuất khác nhau. Đây là một giao thức phức tạp được triển khai cho các mạng lớn. Các vấn đề cơ bản về OSPF sẽ được đề cập đến trong chương này. Cấu hình Cisco Router cũng tương tự như cấu hình các giao thức định tuyến khác. Đầu tiên OSPF cũng phải được khởi động trên Router, sau đó khai báo các mạng mà OSPF được phép hoạt động trên đó. Ngoài ra, OSPF cũng có một số đặc tính riêng và cấu hình riêng. Các đặc tính riêng này đã làm cho OSPF trở thành một giao thức định tuyến mạnh nhưng đồng thời tạo nên những thách thức khi cấu hình OSPF. 3.4.1. Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết 3.4.1.1. Tổng quan về giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết hoạt động khác với giao thức định tuyến theo vector khoảng cách. Trong phần này sẽ giải thích những điểm khác nhau này. Đây là những kiến thức cực kỳ quan trọng đối với 1 nhà quản trị mạng. Một điểm khác nhau quan trọng mà bạn cần nhớ là giao thức định tuyến theo vector khoảng cách sử dụng phương pháp trao đổi thông tin định tuyến đơn giản hơn. Thuật toán định tuyến theo trạng thai đường liên kết xây dựng và duy trì một cơ sở dữ liệu phức tạp của thông tin về cấu trúc mạng. Trong khi thuật toán định tuyến theo vector khoảng cách không cung cấp thông tin cụ thể về đường đi trong mạng và cũng không có nhận biết về các Router khác trên đường đi, thì thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết có đầy đủ thông tin về các Router trên đường đi và cấu trúc kết nối của chúng. 3.4.1.2. Đặc điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết thu thập thông tin về đường đi từ tất cả các Router khác trong cùng hệ thống mạng hay trong cùng một vùng đã được xác định. Khi tất cả các thông tin đã được thu thập đầy đủ thì sau đó mỗi Router sẽ tự tính toán để chọn ra đường đi tốt nhất cho nó đến các mạng đích trong hệ thống. Như vậy mỗi Router có một cái nhìn riêng và đầy đủ về hệ thông mạng,khi đó chúng sẽ không còn truyền đi các thông tin sai lệch mà chúng nhận được từ các Router láng giềng. Sau đây là một số hoạt động của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết: Đáp ứng nhanh theo sự thay đổi của hệ thống mạng. Gửi cập nhật khi hệ thống mạng có sự thay đổi. Gửi cập nhật định kỳ để kiểm tra trạng thái đường liên kết. Sử dụng cơ chế hello để xác định Router láng giềng có còn kết nối được hay không. Mỗi Router gửi multicast gói hello để giữ liên lạc với các Router láng giềng.Gói hello mang thông tin về các mạng kkết nối trực tiếp vào Router.Ví dụ như hình 3.21, P4 nhận biết các láng giềng của nó trong mạng Perth3 là P1và P3. LSAs cung cấp thông tin cập nhật về trạng thái đường liên kết của các Router trong mạng. Hình 3.21. Quá trình tạo mối quan hệ láng giềng giữa các Router Sau đây là các đặc điểm hoạt động của Router sử dụng giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết: 1. Sử dụng thông tin từ gói hello và LSAs nhận được từ các Router láng giềng để xây dựng cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng. 2. Sử dụng thuật toán SPF để xác tính toán ra đường ngắn nhất đến từng mạng. 3. Lưu kết quả chọn đường trong bảng định tuyến. 3.4.1.3. Thông tin định tuyến được duy trì như thế nào Phần này sẽ giải thích giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết sử dụng các thành phần sau đây như thế nào: LSAs. Cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng. Thuật toán SPF Cây SPF Bảng định tuyến với đường đi và cổng ra tương ứng để định tuyến cho gói dữ liệu. Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết được thiết kế để khắc phục các nhược điểm của giao thức định tuyến theovector khoảng cách. Ví dụ như: giao thức định tuyến theo vector khoảng cách chỉ trao đổi thông tin định tuyến với các Router kết nối trực tiếp với mình mà thôi, trong khi đó giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết thực hiện trao đổi thông tin định tuyến trên một vùng rộng lớn. Khi có một sự cố xảy ra trong mạng, ví dụ như có một Router láng giềng bị mất kết nối , giao thức định tuyến theo trạng đường liên kết lập tức phát các gói LSAs ra trên toàn vùng bằng 1 địa chỉ multicast đặc biệt. Tiến trình này thực hiện gửi thông tin ra tất cả các cổng, trừ cổng nhận được thông tin. Mỗi Router nhận được một LSA, cập nhật thông tin mới này vào cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng. Sau đó Router chuyển tiếp gói LSA này cho tất cả các thiết bị làng giềng khác. LSAs làm cho mọi Router trong vùng thực hiện tính toán lại đường đi. Chính vì vậy số lượng Router trong một vùng nên có giới hạn. Một kết nối tương ứng với một cổng trên Router. Thông tin về trạng thái của một liên kết bao gồm thông tin về một cổng của Router và mối quan hệ với các Router láng giềng trên cổng đó. Ví dụ như: thông tin về một cổng trên Router bao gồm địa chỉ IP, subnet mask, loại mạng kết nối vào cổng đó…Tập hợp tất cả các thông tin trên được lưu lại thành một cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết, hay còn gọi là cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng. Cơ sở dữ liệu này được sử dụng để tính toán chọn đường tốt nhất. Router áp dụng thuật toán chọn đường ngắn nhất Dijkstra vào cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng, từ đó xây dựng nên cây SPF với bản thân Router là gốc. Từ cây SPF này, Router sẽ chọn ra đường ngắn nhất đến từng mạng đích. Kết quả chọn đường được đặt trên bảng định tuyến của Router. Hình 3.22. Kết quả quá trình tạo mối quan hệ láng giềng 3.4.1.4 Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết xây dựng và duy trì một cơ sở dữ liệu phức tạp về cấu trúc hệ thống mạng bằng cách trao đổi các gói quảng cáo trạng thái đường liên kết LSAs (Link – State Advertisements) với tất cả các Router khác trong mạng. Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết có đặc điểm sau: Chúng được xem như là một tập hợp các giao thức SPF. Chúng xây dựng và duy trì một cơ sở dữ liệu phức tạp về cấu trúc hệ thống mạng. Chúng dựa trên thuật toán Dijkstra. Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết phát triển và duy trì đầy đủ các thông tin về mọi Router trong mạng và cấu trúc kết nối của chúng. Điều này được thực hiện nhờ quá trình trao đổi LSAs với các Router khác trong mạng. Mỗi Router xây dựng cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng của mình nhờ các thông tin từ các LSA mà nó nhận được. Sau đó Router sử dụng thuật toán SPF để tính toán chọn đường ngắn nhất đến từng mạng đích. Kết quả chọn đường được đưa lên bảng định tuyến của Router. Trong suốt tiến trình hoạt động, mọi sự thay đổi trong cấu trúc hệ thống mạng như một thành phần mạng bị đứt hay mạng phát triển thêm thành phần mới đều được phát hiện và đáp ứng theo. Việc trao đổi LSA được thực hiện khi có một sự kiện xảy ra trong mạng chứ không được thực hiện theo định kỳ. Nhờ vậy tốc độ hội tụ nhanh hơn vì không cần chờ hết thời gian định kỳ các Router mới được hội tụ. Hình 3.23. Bảng topology Ví dụ hình 3.23: Tùy theo từng giao thức và thông số định tuyến tương ứng, giao thức định tuyến có thể phân biệt được hai đường đến cùng một đích và sử dụng đường tốt nhất. Trong hình 3.23, trên bảng định tuyến có hai đường đi từ Router A đến Router D. Hai đường này có chi phí bằng nhau nên giao thức định tuyến ghi nhận cả hai. Có một số giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết có cách đánh giá khả năng hoạt động của hai đường và chon đường tốt nhất. Ví dụ, nếu đường đi qua Router C gặp trở ngại như bị nghẽn mạch hoặc bị hư hỏng thì giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết có thể nhận biết được các thay đổi này và chuyển gói di theo đường qua Router B. 3.4.1.5 Ưu và nhược điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Sau đây là các ưu điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết: Sử dụng chi phí làm thông số định tuyến để chọn đường đi trong mạng. Thông số chi phí này có thể phản ánh được dung lượng của đường truyền. Thực hiện cập nhật khi có sự kiện xảy ra, phát LSAs ra cho mọi Router trong hệ thống mạng. Điều này giúp cho thời gian hội tụ nhanh hơn. Mỗi Router có một sơ đồ đầy đủ và đồng bộ về toàn bộ cấu trúc hệ thống mạng. Do đó chúng rất khó bị lặp vòng. Router sử dụng thông tin mới nhất để quyết định chọn đường đi. Cần thiết kế hệ thống mạng một cách cẩn thận để cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết có thể được thu nhỏ lại. Nhờ đó chúng ta có thể tiết kiệm được các tính toán Dijkstra và hội tụ nhanh hơn. Mọi Router sử dụng sơ đồ cấu trúc mạng của riêng nó để chọn đường. Đặc tính này sẽ giúp chúng ta khi cần xử lý sự cố. Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết có hỗ trợ CIDR và VLSM. Sau đây là các nhược điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết: Chúng đòi hỏi nhiều dung lượng bộ nhớ và năng lực xử lý cao hơn so với giao thức định tuyến theo vector khoảng cách. Do đó chúng khá mắc tiền đối với các tổ chức nhỏ, chi phi hạn hẹp và thiết bị cũ. Chúng đòi hỏi hệ thống mạng phải được thiết kề theo mô hình phân cấp, hệ thống mạng được chia ra thành nhiều cùng nhỏ để làm giảm bớt độ lớn và độ phức tạp của cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng. Chúng đòi hỏi nhà quản trị mạng phải nắm vững giao thức. Trong suốt quá trình khởi động, các Router thu thập thông tin về cấu trúc hệ thống mạng để xây dựng cơ sở dữ liệu, chúng phát các gói LSA ra trên toàn bộ mạng. Do đó tiến trình này có thể làm giảm dung lượng đường truyền dành cho dữ liệu khác. 3.4.1.6. So sánh và phân biệt giữa định tuyến theo vector khoảng cách và định tuyến theo trạng thái đường liên kết Trước tiên ta xét giao thức định tuyến theo vector khoảng cách. Thông tin định tuyến mà các Router gửi đi là những thông tin gì và gửi cho ai? Các Router định tuyến theo vector khoảng cách thực hiện gửi toàn bộ bảng định tuyến của mình và chỉ gửi cho các Router kết nối trực tiếp với mình. Như chúng ta đã biết ,thông tin trên bảng định tuyến rất ngắn gọn,chỉ cho biết tương ứng với một mạng đích là cổng nào của Router , Router kế tiếp có địa chỉ IP là gì, thông số định tuyến của con đường này là bao nhiêu. Do đó, các Router định tuyến theo vector khoảng cách không biết được đường đi một cách cụ thể, không biết về các Router trung gian trên đường đi và cấu trúc kết nối giữa chúng. Các bạn có thể xem nội dung bảng định tuyến trên Router bằng lệnh show ip route. Hơn nữa, bảng định tuyến là kết quả chọn đường tốt nhất của mỗi Router. Do đó, khi chúng trao đổi bảng định tuyến với nhau, các Router chọn đường dựa trên kết quả đã chọn của Router láng giềng. Mỗi Router nhìn hệ thống mạng theo sự chi phối của các Router láng giềng. Các Router định tuyến theo vector khoảng cách thực hiện cập nhật thông tin định tuyến theo định kỳ nên tốn nhiều băng thông đường truyền. Khi có sự thay đổi xảy ra, Router nào nhận biết sự thay đổi đầu tiên sẽ cập nhật bảng định tuyến của mình trước rồi chuyển bảng định tuyến bảng định tuyến cập nhật cho Router láng giềng. Router láng giềng nhận được thông tin mới, cập nhật vào bảng định tuyến đã được cập nhật cho các Router láng giềng kế tiếp. Quá trình cập nhật cứ lần lượt như vậy ra toàn bộ hệ thống. Do đó thời gian bị hội tụ chậm. Bây giờ ta xét đến giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Thông tin định tuyến mà các Router gửi đi là gì và gửi cho ai? Khi bắt đầu hoạt động, mỗi Router sẽ gửi thông tin cho biết nó có bao nhiếu kết nối và trạng thái của mỗi đường kết nối như thế nào, và nó gửi cho mọi Router khác trong mạng bằng địa chỉ multicast. Do đó mỗi Router đều nhận được từ tất cả các Router khác thông tin về các kết nối của chúng. Kết quả là mỗi Router sẽ có đầy đủ thông tin để xây dựng một cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết, hay còn gọi là cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng. Như vậy, mỗi Router đều có một cái nhìn đầy đủ và cụ thể về cấu trúc của hệ thống mạng. Từ đó, mỗi Router tự tính toán để chọn đường đi tốt nhất đến từng mạng đích. Khi các Router định tuyến theo trạng thái đường liên kết đã hội tụ xong, không thực hiện cập nhật định kỳ. Chỉ khi nào có sự thay đổi thì thông tin về sự thay đổi đó được truyền đi cho tất cả các Router trong mạng. Do đó thời gian hội tụ nhanh và ít tốn băng thông. Ta thấy ưu điểm nổi trội của định tuyến theo trạng thái đường liên kết so với định tuyến theo vector khoảng cách là thời gian hội tụ nhanh hơn và tiết kiệm băng thông đường truyền hơn. Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết có hỗ trợ CIDR và VLSM. Do đó, chúng là một lựa chọn tốt cho mạng lớn và phức tạp. Thực chất giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết thực hiện định tuyến tốt hơn so với giao thức định tuyến theo vector khoảng cách ở mọi kích cỡ mạng. Tuy nhiên, giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết không được triển khai ở mọi hệ thống mạng vì chúng đòi hỏi dung lượng bộ nhớ lớn và năng lực xử lý mạnh hơn, do đó có thể gây quá tải cho các thiết bị xử lý chậm. Một nguyên nhân nữa làm cho chúng không được triển khai rộng rãi là do chúng là một giao thức thực sự phức tạp, đòi hỏi người quản trị mạng phải được đào tạo tốt mới có thề cấu hình đúng và vận hành được. 3.4.2. Khái quát về giao thức OSPF Một nhóm làm việc của IETF (Internet Engineering Task Force) đã thiết kế ra một giao thức loại IGP sử dụng giải thuật SPF. Nó được gọi là Open SPF (Open Shortest Path First), một giao thức mới xử lý một số vấn đề chúng ta hằng mong đợi. OSPF được mô tả trong RFC 2328, là một giao thức chuẩn và mở, tức là bất cứ ai cũng có thể thiết kế các sản phẩm sử dụng nó mà không phải trả chi phí cho bản quyền. Ngoài OSPF ra, còn có nhiều giao thức chuẩn, mở khác như RIP, IS-IS. Tuy nhiên OSPF được yêu thích hơn các giao thức mở khác như RIPv1, và RIPv2 vì nó có nhiều ưu điểm vượt trội. Các thuật ngữ sử dụng trong giao thức OSPF Để cho phép sự tăng trưởng và thực thi mạng tại một Site được quản lý dễ dàng thì OSPF cho phép một Site phân nhỏ các mạng của nó và các Router ra thành các mạng con được gọi là các vùng (area). Mỗi vùng tự bản thân nó đã chứa đựng những kiến thức về Topology của vùng. Do vậy, nhiều nhóm trong một site cho trước có thể phối hợp sử dụng OSPF cho việc chọn đường mặc dù mỗi nhóm ngăn cản khả năng thay đổi topology mạng bên trong nó một cách độc lập. Giao thức OSPF xác định rõ là tất cả mọi trao đổi giữa các Router phải được cho phép. OSPF cho phép nhiều kế hoạch xác nhận và thậm chí một vùng chọn kế hoạch khác so với các vùng khác. Ý tưởng đằng sau sự xác nhận là để đảm bảo rằng chỉ các Router được tin cậy mới được phép truyền bá thông tin chọn đường. Để hiểu tại sao điều này là quan trọng thì chúng ta hãy xem xét điều gì xảy ra khi sử dụng RIP (RIPv1 không có cơ chế xác nhận). Nếu một người có ác ý dùng một máy tính cá nhân để truyền bá các thông báo RIP để báo tin về các tuyến có chi phí thấp, thì các Router khác và host chạy RIP sẽ thay đổi tuyến đường của chúng và bắt đầu gửi các gói tin tới các PC. OSPF hỗ trợ các host-specific Routes và các subnet route cũng như network -specific route. Tất cả 3 kiểu trên đều cần thiết trong mạng internet. Để phù hợp với các mạng CSMA/CD như Ethernet, OSPF mở rộng giải thuật SPF. Chúng ta đã biết giải thuật SPF phải quảng bá rộng rãi định kì các thông tin tình trạng liên kết về các hàng xóm có liên kết với chúng. Nếu có K Router nối với cùng một Ethernet, chúng sẽ quảng bá số thông báo là K2. OSPF tối thiểu hoá các gói tin quảng bá bằng việc cho phép một đồ hình phức tạp hơn trong đó mỗi node có thể là một Router hoặc là một mạng. Hệ quả là, OSPF cho phép mỗi mạng CSMA/CD phải có một Router dành riêng (được gọi là Designated Router) dùng để gửi các thông báo thay mặt cho tất cả các Router cùng gắn tới mạng đó. OSPF cũng sử dụng khả năng quảng bá bằng địa chỉ multicast để làm giảm thiểu băng thông trên đường truyền. Để cho phép việc tính toán linh hoạt tối đa, OSPF cho phép các nhà quản lý mô tả 1 topology mạng ảo. Ví dụ, nhà quản lý có thể cấu hình 1 liên kết ảo giữa hai Router trong đồ hình chọn đường ngay cả nếu kết nối vật lý giữa chúng đòi hỏi sự thông tin qua một mạng trung gian. OSPF cho phép các Router trao đổi các thông tin được học từ những site khác. Về bản chất, một hoặc nhiều Router với các kết nối tới site khác học thông tin về các site đó và gộp cả nó khi gửi các thông tin cập nhật chọn đường. Khuôn dạng các thông báo phân biệt giữa thông tin được yêu cầu từ các nguồn ngoài và thông tin được yêu cầu từ các nguồn trong đối với site, vì vậy không gây ra sự nhập nhằng về nguồn hay khả năng tin cậy của các tuyến đường. Ngoài ra còn nhiều các thuật ngữ thường xuyên sử dụng trong giao thức OSPF: Lân cận (Adjacency): Là dạng khi hai Router hàng xóm trao đổi thông tin với nhau và có cùng topology table. Cơ sở dữ liệu được đồng bộ và