Đề tài Nghiên cứu công nghệ MPLS

rường chứa các thông tin điều khiển Datagram. 1.3.1.Cấu trúc của IP Datagram : Cấu trúc tổng quát của một IP Datagram như sau: DATAGAM HEADER DATAGRAM DATA AREA Cấu trúc chi tiết của một IP Datagram Header được mô tả như hình sau: Version IHL Type of service Total length Identification Flags Fragment offset Time to live Protocol Header checksum Source IP address Destination IP address Options Padding Datas Hình 2: Cấu trúc của Datagram Trong đó: Trường version (4 bits) cho biết phiên bản của IP đang được sử dụng, hiện nay là IPv4. Trong tương lai thì địa chỉ IPv6 sẽ được sử dụng. IHL (4 bits) Chỉ thị độ dài phần đầu (Internet Header Length) của Datagram tính theo đơn vị từ ( 32 bits). Type of service (8 bits), đặc tả các tham số về dịch vụ. Khuôn dạng của nó được chỉ ra như sau. 0 một 2 3 4 5 6 7 Precedence D T R Reserved 8 Bits của trường Service được chia ra làm 5 phần cụ thể như sau : Precedence (3 bits) chỉ thị quyền ưu tiên gửi Datagram, các mức ưu tiên từ 0 (bình thường) đến mức cao nhất là 7 (điều khiển mạng) cho phép người sử dụng chỉ ra tầm quan trọng của Datagram. Ba bit D, T, R nói nên khiểu truyền Datagram, cụ thể như sau: Bit D (Delay)chỉ độ trễ yêu cầu. Bit T (Throughput) chỉ thông lượng yêu cầu. Bit R (Reliability) chỉ độ tin cậy yêu cầu. Reserved (2 bits) chưa sử dụng. Total Length (16 bits) : Chỉ độ dài toàn bộ Datagram kể cả phần Header. Đơn vị tính là Byte. Identification (16 bits) Trường này được sử dụng để giúp các Host đích lắp lại một gói đã bị phân mảnh, nó cùng các trường khác như Source Address, Destination Address để định danh duy nhất một Datagram khi nó còn ở trên liên mạng. Flags( 3 bits) liên quan đến sự phân đoạn các Datagrams cụ thể như sau: 0 1 2 0 DF MF Trong đó các thành phần: Bit 0 Chưa sử dụng lấy giá trị 0. Bit một(DF) DF=0: Thực hiện phân đoạn. DF=1: Không thực hiện phân đoạn. Bit 2 (MF) MF=0: Phân đoạn lần cuối. MF=1: Phân đoạn thêm. Fragment offset (13 bits): Chỉ vị trí của đoạn (Fragment) ở trong Datagram. Đơn vị tính là 64 bits (8 Bytes). Time to live (8 bits): Cho biết thời gian tồn tại của Datagram trên liên mạng. Để tránh tình trạng một Datagram bị quẩn trên liên mạng. Nếu sau một khoảng thời gian bằng thời gian sống mà Datagram vẫn chưa đến đích thì nó bị huỷ. Protocol (8 bits) Cho biết giao thức tầng trên kế tiếp sẽ nhận vùng dữ liệu ở trạm đích. Giao thức tầng trên của IP thường là TCP hoặc UDP. Header Checksum (16 bits): Đây là mã kiểm soát lỗi 16 bits theo phương pháp CRC cho vùng Header nhằm phát hiện các lỗi của Datagram. Source Address (32 bits) Cho biết địa chỉ IP của trạm nguồn. Destination Address (32 bits) Cho biết địa chỉ IP của trạm đích. Trong một liên mạng địa chỉ IP của trạm nguồn và địa chỉ IP của trạm đích là duy nhất. Options (độ dài thay đổi) Dùng để khai báo Options do người sử dụng yêu cầu. Padding (độ dài thay đổi) Là một vùng đệm được dùng để đảm bảo cho phần Header luôn kết thúc ở mức 32 bits. Giá trị của Padding gồm toàn bit 0. Data (Độ dài thay đổi) Vùng dữ liệu có độ dài là bội số của 8 bits. Kích thước tối đa của trường Data là 65535 Bytes. 1.3.2. Quá trình phân mảnh các gói dữ liệu: Trong quá trình truyền dữ liệu, một gói dữ liệu (Datagram) có thể được truyền đi qua nhiều mạng khác nhau. Một gói dữ liệu nhận được từ một mạng nào đó có thể quá lớn để truyền đi trong một gói đơn của mạng khác, bởi vậy mỗi loại cấu trúc mạng cho phép một đơn vị truyền cực đại MTU (Maximum Transmission Unit) khác nhau. Đây chính là kích thước lớn nhất của một gói mà chúng có thể truyền được. Nếu như một gói dữ liệu nhận được từ một mạng nào đó mà kích thước của nó lớn hơn MTU của mạng khác thì nó cần được phân mảnh ra thành gói nhỏ hơn gọi là Fragment để truyền đi, quá trình này gọi là quá trình phân mảnh. Dạng của một Fragment cũng giống như dạng của một gói dữ liệu thông thường. Từ thứ hai trong phần Header chứa các thông tin để xác định mỗi Fragment và cung cấp các thông tin để hợp nhất các Fragments này lại thành các gói như ban đầu. Trường định danh (Indentification) dùng để xác định Fragment này thuộc vào gói dữ liệu nào. Trường định danh có một giá trị duy nhất cho mỗi gói dữ liệu được vận chuyển. Mỗi thành phần của gói dữ liệu bị phân mảnh sẽ có cùng giá trị trường định danh. Điều đó cho phép IP lắp ráp lại các gói dữ liệu bị phân mảnh một cách phù hợp. Hậu quả của việc phân mảnh dữ liệu là các gói bị phân mảnh sẽ đến đích chậm hơn so với một gói không bị phân mảnh. Vì vậy phần lớn các ứng dụng đều tránh không sử dụng kỹ thuật này nếu có thể. Vì sự phân mảnh tạo ra các gói dữ liệu phụ nên cần quá trình sử lý phụ làm giảm tính năng của mạng. Hơn nữa vì IP là một giao thức không tin cậy nên khi bất kỳ một gói dữ liệu bị phân mảnh nào bị mất thì tất cả các mảnh sẽ phải truyền lại. Chính vì lý do này nên phải gửi các gói dữ liệu lớn nhất mà không bị phân mảnh, giá trị này là Path MTU. 1.3.3. Phương pháp đánh địa chỉ trong TCP/IP : Để có thể thực hiện truyền tin giữa các máy trên mạng, mỗi máy tính trên mạng TCP/IP cần phải có một địa chỉ xác định gọi là địa chỉ IP. Hiện nay mỗi địa chỉ IP được tạo bởi một số 32 bits (IPv4)và được tách thành 4 vùng, mỗi vùng có một Byte có thể biểu thị dưới dạng thập phân, nhị phân, thập lục phân hoặc bát phân. Cách viết phổ biến nhất hay dùng là cách viết dùng ký tự thập phân. Một địa chỉ IP khi đó sẽ được biểu diễn bởi 4 số thập phân có giá trị từ 0 đến 255 và được phân cách nhau bởi dấu chấm (.). Mỗi giá trị thập phân biểu diễn 8 bits trong địa chỉ IP. Mục đích của địa chỉ IP là để định danh duy nhất cho một host ở trên mạng . IPv4 sử dụng 3 loại địa chỉ trong trường nguồn và đích đó là: Unicast: Để thể hiện một địa chỉ đơn hướng. Địa chỉ đơn hướng là địa chỉ dùng để nhận dạng từng nút một (điểm nút là tập các thiết bị chuyển mạch nằm ở trung tâm như Router chẳng hạn ) cụ thể là một gói dữ liệu được gửi tới một địa chỉ đơn hướng sẽ được chuyển tới nút mang địa chỉ đơn hướng đó. Multicast: Địa chỉ đa hướng. Là địa chỉ dùng để nhận dạng một tập hợp nút nhưng không phải là tất cả. Tập hợp nút bao gồm nhiều nút khác nhau hợp thành, gói dữ liệu IP gửi tới một địa chỉ Multicast sẽ được gửi tới tất cả các Host tham dự trong nhóm Multicast này. Broadcast: Thể hiện tất cả các trạm trên mạng. Thông thường điều đó giới hạn ở tất cả các Host trên một mạng con địa phương. Các địa chỉ IP được chia ra làm hai phần, một phần để xác định mạng (net id) và một phần để xác định host (host id). Các lớp mạng xác định số bits được dành cho mỗi phần mạng và phần host. Có năm lớp mạng là A, B, C, D, E, trong đó ba lớp đầu là được dùng cho mục đích thông thường, còn hai lớp D và E được dành cho những mục đích đặc biệt và tương lai. Trong đó ba lớp chính là A,B,C. Hình vẽ sau cho thấy cấu trúc của một địa chỉ IP. Mỗi lớp địa chỉ được đặc trưng bởi một số bits đầu tiên của Byte đầu tiên có cấu trúc chi tiết như hình 1.4. Hình 3: Cấu trúc các khuôn dạng địa chỉ Từ cấu trúc phân lớp địa chỉ ta có thể nhận thấy: Nhỏ hơn 128 là địa chỉ lớp A. Byte đầu tiên xác định địa chỉ mạng, ba Bytes còn lại xác định địa chỉ máy trạm. Từ 128 đến 19mộtlà địa chỉ lớp B. Hai Bytes đầu xác định địa chỉ mạng. Hai Bytes tiếp theo xác định địa chỉ máy trạm. Từ 192 đến 223 là địa chỉ lớp C. Ba Bytes đầu xác định địa chỉ mạng. Bytes còn lại xác định địa chỉ máy trạm. Lớn hơn 223 là các địa chỉ dùng để quảng bá hoặc dùng dự trữ cho các mục đích đặc biệt và ta có thể không cần quan tâm. Nhìn vào trên hình ta có bảng phân lớp địa chỉ IP như bảng sau: Network class Số mạng Số Hosts trong mạng A 126 16.777.214 B 16.382 65.534 C 2.097.150 254 Tuy nhiên không phải tất cả các số hiệu mạng (net id) đều có thể dùng được. Một số địa chỉ được để dành cho những mục đích đặc biệt. Lớp A có số mạng ít nhất, nhưng mỗi mạng lại có nhiều hosts thích hợp với các tổ chức lớn có nhiều máy tính. Lớp B có số mạng và số hosts vừa phải. Còn lớp C có nhiều mạng nhưng mỗi mạng chỉ có thể có 254 hosts, thích hợp với tổ chức có ít máy tính. Để tiện cho việc quản trị cũng như thực hiện các phương pháp tìm đường trên mạng. ở các mạng lớn (lớp A) hay mạng vừa (lớp B) người ta có thể chia chúng thành các mạng con (Subnets) . Ví dụ cho rằng một mạng con có địa chỉ lớp B là 191.12.0.50 khi đó coi 191.12.0.0 là địa chỉ toàn mạng và lập địa chỉ 191.12.1. cho Subnet mộtvà 191.12.2 cho Subnet 2. Có thể dành trọn một nhóm 8 bits để đánh địa chỉ Subnet và một nhóm để đánh địa chỉ các máy trong từng Subnet. Như thế tất nhiên là số máy trong một Subnet sẽ ít đi tương tự như trong mạng nhỏ. Sự phân chia này làm giảm kích thước của bảng định tuyến trong Router/ Gateway, nghĩa là tiết kiệm dung lượng nhớ và thời gian xử lý. Sự phân chia một mạng thành nhiều mạng con phát sinh vấn đề là số lượng bit dành để đánh địa chỉ mạng con có thể khác nhau và tuỳ thuộc vào nhà quản trị mạng. Do đó người ta đưa vào khái niệm Subnet Mask. Subnet Mask cũng giống như địa chỉ IP bao gồm 32 bits. Mục đích của điạ chỉ Subnet Mask là để chia nhỏ một địa chỉ IP thành các mạng nhỏ hơn và theo dõi vùng nào trên địa chỉ IP được dùng để làm địa chỉ cho mạng con (còn được gọi là các Subnet) đó vùng nào dùng làm địa chỉ cho các máy trạm. Nội dung của một Subnet Mask được quy định như sau : Các bit một: dùng để chỉ định địa chỉ mạng trên địa chỉ IP. Các bit 0 : dùng để chỉ định địa chỉ máy trạm trên địa chỉ IP. Ví dụ đối với mạng A có địa chỉ là 25.0.0.0, nếu dành 8 bits cho Subnet thì mặt nạ có giá trị là 255.255.0.0 , nếu dành 16 bits cho Subnet thì mặt nạ có giá trị là 255.255.255.0. Từ địa chỉ IP ta thực hiện phép toán logic AND với địa chỉ Subnet Mask kết quả sẽ tạo ra được địa chỉ mạng nơi đến. Kết quả này được sử dụng để tìm bước tiếp theo trong thuật toán tìm đường trên mạng. Nếu kết quả này trùng với địa chỉ mạng tại trạm đang làm việc thì sẽ xét tiếp địa chỉ máy trạm để truyền đi. Theo cấu trúc của Subnet Mask thì ta thấy tất cả các trạm làm việc trong cùng một mạng con có cùng giá trị Subnet Mask. Với phương pháp này số bits dùng để đánh địa chỉ host có thể nhỏ hơn 8 bits (đối với lớp C) tức là một địa chỉ lớp C có thể phân nhỏ hơn nữa và khi đó các mạng con này thường được xác định bởi các địa chỉ có thêm phần chú thích số bits dành cho địa chỉ mạng, ví dụ 203.160.0.0/25 mô tả Subnet 203.160.0.0 (thuộc lớp C) nhưng có 25 bits dùng cho địa chỉ mạng và 7 bits dùng cho địa chỉ Hosts tức là Subnet này chỉ có tối đa là 128 Hosts chứ không phải là 256 Hosts. Trong tất cả các lớp địa chỉ mạng cũng như các Subnets, các điạ chỉ đầu và cuối của mạng được dùng cho các mục đích riêng. Một địa chỉ IP cùng với tất cả các bits địa chỉ máy trạm có giá trị có là 0 (địa chỉ đầu mạng) được dùng để chỉ chính mạng đó (hay địa chỉ xác định mạng). Ví dụ địa chỉ 203.160.1.0 được dùng để chỉ mạng 203.160.1.0. Còn nếu tất cả các bits địa chỉ trong phần địa chỉ của trạm đều có giá trị là một(địa chỉ cuối mạng) thì địa chỉ này được dùng làm địa chỉ quảng bá. Ví dụ địa chỉ quảng bá của mạng 203.160.1.0 là 203.160.1.255. Một gói dữ liệu gửi đến địa chỉ này sẽ được truyền đến tất cả các máy trạm trên địa chỉ này. Trên mạng Internet, việc quản lý và phân phối địa chỉ IP là do các NIC (Network Information Center). Với sự bùng nổ của số máy tính kết nối vào mạng Internet, địa chỉ IP đã trở thành một tài nguyên cạn kiệt, người ta đã phải xây dựng nhiều công nghệ để khắc phục tình hình này. Ví dụ như công nghệ cấp phát địa chỉ IP động như BOOTP hay DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Khi sử dụng công nghệ này thì không nhất thiết mọi máy trên mạng đều phải có một địa chỉ IP định trước mà nó sẽ được Server cấp cho một địa chỉ IP khi thực hiện kết nối. Tuy nhiên giải pháp này chỉ là tạm thời trong tương lai thì địa chỉ IPv6 sẽ đượcđưa vào sử dụng. 1.3.4. Địa chỉ IPv6 : Cấu trúc Header của gói IPv6 được trình bày trong hình 4. Version Number Priority Flow Lable Pay load Length Next Header Hop limit Source IP Address ( 128 Bits) Destination IP Address (128 Bits) Hình 4: Cấu trúc Header gói IPv6 Cấu trúc của gói IPv6 không hoàn toàn tương thích một cách trực tiếp với cấu trúc của gói IPv4, nó có cấu trúc để cho việc truyền dẫn càng nhanh càng tốt, và nó vẫn cùng hoạt động với IPv4. IPv6 có một số đặc điểm chính sau đây: 128 bits địa chỉ thay cho 32 bits địa chỉ. Thiết lập và cấu hình đơn giản : IPv6 có thể tự động đặt cấu hình các địa chỉ cục bộ. Định dạng Header đơn giản một vài trường đã được bỏ đi hoặc trở thành không bắt buộc. Sự định dạng Header mới này cải thiện tính năng của bộ định tuyến và dễ dàng thêm các loại Header mới. Cải tiến sự trợ giúp đối với các tuỳ chọn và các mở rộng. Sự trợ giúp đối với việc xác nhận đúng và sự mã hoá dữ liệu. Sự trợ giúp đối với việc xác nhận đúng, tính chân thật của dữ liệu, tính bí mật của dữ liệu là một phần của kiến trúc IPv6. Không giống như IPv4 các gói dữ liệu trong IPv6 nói chung không bị phân mảnh. Nếu sự phân mảnh được yêu cầu nó sẽ được thực hiện không phải bằng các bộ định tuyến mà bằng nguồn của các gói dữ liệu. Đối với một gói dữ liệu bị phân mảnh, Host nguồn sẽ sinh ra một giá trị tự nhận diện duy nhất. IPv6 có 128 bit địa chỉ dài hơn bốn lần so với IPv4 nên khả năng theo lý thuyết có thể cung cấp một không gian địa chỉ lớn hơn nhiều. Đây là không gian địa chỉ cực lớn với mục đích không chỉ cho Internet mà còn cho tất cả các mạng máy tính, các hệ thống viễn thông, hệ thống điều khiển và thậm chí còn cả các vật dụng trong gia đình. Địa chỉ IPv6 được phân ra là 3 loại chính như sau : Unicast Address: Địa chỉ đơn hướng là địa chỉ dùng để nhận dạng từng nút một (điểm nút là tập các thiết bị chuyển mạch nằm ở trung tâm như Router chẳng hạn) cụ thể là một gói dữ liệu được gửi tới một địa chỉ đơn hướng sẽ được chuyển tới nút mang địa chỉ đơn hướng đó. Anycast Address: Địa chỉ bất kỳ hướng nào. Là địa chỉ dùng để nhận dạng một tập hợp nút bao gồm nhiều nút khác nhau hợp thành, cụ thể là một gói số liệu được gửi tới một địa chỉ bất cứ hướng nào sẽ được chuyển tới một nút gần nhất trong tập hợp nút mạng địa chỉ Anycast đó. Multicast Address : Địa chỉ đa hướng. Là địa chỉ dùng để nhận dạng một tập hợp nút. Tập hợp nút bao gồm nhiều nút khác nhau hợp thành, cụ thể là một gói số liệu được gửi tới một địa chỉ đa hướng sẽ được chuyển tới tất cả các nút trong địa chỉ Multicast đó. Định tuyến IP : 1.4.1. Tổng quan về các giao thức định tuyến : Các giao thức định tuyến phải đạt được các yêu cầu đồng thời sau: Khám phá động một topo của mạng. Xây dựng các cây đường ngắn nhất. Kiểm soát tóm tắt thông tin về các mạng bên ngoài, có thể sử dụng các metric khác nhau trong mạng cục bộ. Phản ứng nhanh với sự thay đổi topo của mạng và cập nhật các cây đường ngắn nhất. Làm tất cả các điều trên theo định kì thời gian. Vấn đề điều khiển mạng bao gồm 2 loại: tập trung và phân bố. Sự tập trung thường trong các "mạng thông minh" mà các node mạng tự nó giữ sự liên quan đơn giản. Các tuyến được tính toán tập trung tại một bộ xử lí tuyến và sau đó phân bố chúng ra các router trên mạng bất cứ khi nào sự cập nhật được yêu cầu. Dẫu sao, hai vấn đề tồn tại với sự tập trung này: Nó coi một sự thiết lập trước các đường giao tiếp giữa bộ xử lí tuyến tập trung và các router trong mạng. Nếu một phần của mạng bị cắt ra khỏi bộ tập trung xử lí này thì nó ngừng chức năng đảm bảo tin cậy. Sự xử lí tải của việc tính toán lại tuyến cho toàn bộ mạng được tập trung vào một máy đơn giản, mà giảm một cách đúng lúc với các tuyến có thể thích ứng với các điều kiện thay đổi của mạng. Ngược lại kiểu phân tán giả thiết rằng mỗi router tham gia trong sự khám phá topo và xử lí tính toán tuyến. Sự xử lí tải được chia sẻ bởi tất cả các router, và nếu các phần mạng bị cô lập, chúng sẽ thích ứng cục bộ các điều kiện mới của chúng nhưng vẫn giữ chức năng của nó trong mạng ( keep functioning). Internet sử dụng các giao thức phân tán. Đối với kiểu phân tán, các vùng phân chia thành các vùng tự trị AS (autonomous system). Các thành phần trong mộtAS chỉ biết về nhau mà không quan tâm tới các thành phần trong AS khác, khi có yêu cầu cầu giao tiếp với các AS khác sẽ thông qua thành phần ở biên AS..Từ đó các giao thức định tuyến được chia thành giao thức trong cùng một AS là IGP ( Interior Gateway Protocol) và giao thức giao tiếp giữa các AS là EGP ( Exterior Gateway Protocol). IGP: Trong phạm vi AS, hầu hết các giao thức định tuyến IGP có thể được phân loại : Distance vector (DV): giao thức vector khoảng cách xác định hướng (vector) và khoảng cách tới bất cứ liên kết nào trong mạng. Link state (LS): cũng được gọi là shortest path first tạo lại topo chính xác toàn bộ mạng ( hoặc tối thiểu là một phần mạng mà router đặt ). Balanced hybrid: Kết hợp cả link state và các thuật toán vector khoảng cách. Chú ý rằng không có thuật toán định tuyến nào là tốt nhất trong tất cả các mạng. Sự khác nhau cơ bản giữa hai phương thức routing DV và LS được mô tả trong bảng sau: Distance- Vector Routing Link- State Routing Mỗi router gửi tất cả bảng định tuyến cập nhật, nhưng chỉ tới các router lân cậnvới nó. Giá trị ước lượng của đường truyền được gửi tới tất cả các mạng. Thông tin được gửi đều đặn theo một chu kì xác định. Một router xác định thông tin hop tiếp theo bằng cách sử dụng thuật toán phân bố Bellman-Ford để nhận được thông tin ước lượng giá trị của đường liên kết. Sự hội tụ cập nhật thông tin chậm Mỗi router gửi thông tin định tuyến tới tất cả các router khác. Thông tin được gửi là giá trị chính xác chi phí liên kết tới các mạng kế cận. Thông tin được gửi khi xảy ra sự thay đổi của mạng. Một router đầu tiên xây dựng một mô tả cấu trúc mạng internet và sau đó có thể sử dụng bất cứ thuật toán định tuyến nào để xác định thông tin hop tiếp theo. Thuật toán thường sử dụng là SPF. Cập nhật thông tin nhanh hơn, đòi hỏi bộ CPU và bộ nhớ cao hơn. Tóm tắt một số giao thức định tuyến trong IGP: Tên giao thức Lớp thuật toán Nhận xét RIP DV Là giao thức IGP sớm nhất, metric là số đếm các hop đơn lẻ, dùng trong mạng nhỏ do đường bị giới hạn chỉ trong 15 hop, có khái niệm đơn giản về mạng, về phân cấp subnet/endpoint, chỉ đến RIP v2 mới hỗ trợ CIDR và variable subnet. OSPF LS Thay thế cho RIP. Có nhiều metric đồng thời được sử dụng, không hạn chế giới hạn mạng và là khuyến nghị chuẩn cho Internet. IGRP DV Độc quyền của Cisco systems, sau này phát triển lên EIGRP IS-IS LS Xuất phát từ mô hình OSI của IGP, mở rộng hoạt động trên các mạng IP. Liên quan tới OSPF, IS-IS có độ chính xác của metric nhỏ hơn và một số lượng giới hạn của các bản ghi link state có thể được thông báo trên mỗi gói. EGP: Giao thức chuẩn đang được sử dụng trên mạng Internet hiện nay là BGPv4 đóng vai trò chủ yếu trong việc định tuyến thông tin giữa các AS . Mỗi AS có một hay nhiều router giao tiếp với một vùng liên kết AS gọi là các router vùng biên AS . BGP4 hoạt động trên các router biên này và cho phép chúng được phân bố các thông tin tới các AS lân cận về khả năng các mạng “có thể tới được” trong phạm vi AS nội bộ. Không giống IGP, BGPv4 không phải là DV( Distance Vector) hay LS (Link State) mà nó là một giao thức kiểu "path vector", nó mượn một số khái niệm chính của DV. Giải pháp DV cố gắng sử dụng một metric để biểu diễn đường tới các đích. Dẫu sao, do mỗi AS là tự do sử dụng các metric riêng của nó với tuỳ chọn của AS đó, BGP không thể xây dựng tin cậy inter-AS các đường forwarding chỉ với các metric thông báo bởi mỗi AS . Một giải pháp trạng thái liên kết cũng yêu cầu một sự giải thích chung của các trạng thái liên kết và các metric qua tất cả các AS cho giải pháp được tin cậy. Thêm vào đó, các vấn đề về mở rộng mạng cũng được kết hợp với việc giữ một cái nhìn tổng thể về inter-AS, đồng bộ hoá cơ sở dữ liệu trạng thái trên hàng trăm AS trên Internet. BGP cải tiến DV cơ sở bằng cách đưa ra ý tưởng mới về vector đường, nhờ đó mỗi router biên không chỉ thông báo sự tồn tại của một đường tới các mạng riêng biệt mà còn duyệt ra danh sách các AS xuyên suốt mà đường sẽ qua. Bất cứ router biên nào cho trước đều có thể xác nhận rằng một thông báo cho một mạng cho trước là "loop free" nếu số hiệu AS riêng của router biên đã không xuất hiện trong vector đường. Sau khi một thông báo được chấp nhận, router biên nội vùng chèn số hiệu AS riêng của nó vào trong vector đường trước khi thông báo lại thông tin “có thể tới được” (reachability) tới các router kế cận của nó. BGP cung cấp cơ chế phức tạp, tinh vi để điều khiển vấn đề thông báo các thông tin "có thể tới được", hỗ trợ các quyền ưu tiên quan hệ giữa các đường nối giữa các AS, và hỗ trợ các chính sách mà có thể hạn chế các AS mà lưu lượng chắc chắn nào đó có thể được định tuyến (routed). Vấn đề này sẽ được mô tả chi tiết trong phần tiếp theo. 1.4.1.3. Một số thuật ngữ cần quan tâm trong IP routing : Topology change: Sự thay đổi cấu trúc mạng do hỏng đường liên kết hay thêm đường mới. Bất cứ sự thay đổi nào làm cho đường nối không sử dụng được hay không tin cậy đều làm thay đổi cấu trúc mạng. Convergence: Việc xác lập cập nhật tất cả các router trên một mạng khi xảy ra thay đổi cấu trúc mạng. ES - End System : Đề cập tới tất cả các node mạng không có chức năng định tuyến. IS - Intermediate System : Đề cập tới một router có chức năng định tuyến. Area : mộtnhóm mạng liên tục và gắn với các host mà xác định trong mộtquyền quản lý hay điều hành mạng. Domain : Là một tập hợp các vùng kết nối. Các miền routing cung cấp các kết nối đầy đủ giữa tất cả các ES trong phạm vi của chúng. Levelmộtrouting : Định tuyến trong phạm vi Level1. Level2 routing : Định tuyến giữa các vùng Level1. Metric : Phần dữ liệu mà mộtgiao thức định tuyến sử dụng để thực hiện quyết định định tuyến. Metrics có thể là số hop, băng thông, độ tin cậy, tick, giá trị (cost), độ trễ, lưu lượng tải và MTU (Message Transfer Unit). Path selection : Khi thiết kế mạng cần chú ý đến giao thức định tuyến sẽ quan tâm tới metric loại nào để đạt được sự “ thông minh” và hiệu quả tin cậy là cao nhất. Nếu không có đường dư ra thì việc lựa chọn tốc độ đường hay tải đường kết nối là không quan trọng như khi một mạng có nhiều đường dư. Static & Dynamic Routing : Định tuyến tĩnh Định tuyến động * Các tuyến được học bởi router khi một nhà quản lí thiết lập các tuyến bằng tay. Nhà quản trị phải cập nhật các tuyến này cũng bằng tay khi có sự thay đổi cấu trúc mạng. * Bất lợi lớn nhất là không thích ứng được sự thay đổi của mạng. * Thường dùng với mạng có cấu trúc không bao giờ thay đổi * Hầu hết các kết nối giữa các tổ chức tới IDP là định tuyến tĩnh. Khi đó đường traffic coi như cố định và tuyến là mặc định (default gateway). Khi đó router không cần đường vào định tuyến tới mạng Internet. Định tuyến tĩnh trở nên quan trọng khi mà phần mềm Cisco IOS không thể xây dựng một tuyến tới một đích riêng. Các tuyến tĩnh cũng hữu ích cho việc xác định một "gateway of last resort" mà tất cả các gói không định tuyến được sẽ được gửi. * Các tuyến được học bởi router một cách động sau khi một nhà quản trị định cấu hình một giao thức định tuyến để giúp quá trình xác định tuyến. * Khi thay đổi mạng, các thông tin sẽ cập nhật ngay tại các bảng định tuyến. Tóm lại, phải kết hợp giữa định tuyến tĩnh và động để phù hợp với việc thiết kế mạng. Multiprotocol Routing: Cisco router có thể hoạt động và sử dụng nhiều giao thức định tuyến đồng thời. Chúng ta xem xét họ xử lí như thế nào khi nhận được các tuyến cho cùng một mạng từ hai giao thức định tuyến khác nhau. Router thiết lập “ khoảng cách quản lí” ( administrative distance) cho mỗi giao thức định tuyến, khi hoạt động, khoảng cách này được sử dụng như trọng số định tuyến ( weight routes) tới cùng mộtmạng mà được học trên 2 giao thức định tuyến kh ác nhau. Administrative distance: Khi mộtrouter của Cisco nhận thông tin định tuyến, thông tin này được đánh gía và mộttuyến hợp lệ được đặt vào bảng định tuyến của router. Có thể mộtrouter hoạt động nhiều giao thức và nhận được thông tin định tuyến cho cùng mộttuyến qua 2 giao thức khác nhau. Router sẽ quyết định lựa chọn sử dụng giao thức naò dựa vào một trọng số. Mỗi giao thức được đánh trọng số khác nhau: Directly 0 Static route 1 EIGRP 5 Các giao thức có trọng số nhỏ hơn (cùng mộttuyến) sẽ được lựa chọn. Sở dĩ có sự phân chia trọng số như vậy là nhờ đánh giá vào ý nghĩa các metric trong mỗi giao thức. Ví dụ: IGRP trọng số nhỏ hơn RIP do RIP chỉ quan tâm đến số hop tối ưu trong khi IGRP sử dụng cả dải thông, độ tin cậy tải trong việc tính toán hiệu quả đường đi. 1.4.1.4. Vấn đề lặp trong định tuyến (routing loop ) và cách khắc phục : Routing loop có thể xảy ra khi định tuyến quyết định dựa trên các thông tin không đúng, dẫn đến các gói đi trên các đường mà nó đã đi qua rồi,đi lòng vòng trên mạng, kết quả là làm tăng lưu lượng mạng một cách không cần thiết . Các phương pháp tránh loop : 1.Count-to-infinity: Có nhiều giao thức đặt một giới hạn cho các giá trị metric, gía trị này đưa ra để chỉ sự không xác định, cung cấp các điều kiện biên cần thiết để tránh lặp tuyến tiếp tục