Đồ án Các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP

Sinh viên : Phạm Văn Hiến GVHD : Ts. Nguyễn Tiến Ban HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG 1 NỘI DUNG ĐỒ ÁN Tổng quan về mạng IP. Các kĩ thuật định tuyến trong mạng IP. Các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP. Phân tích và so sánh các đặc điểm của RIP và OSPF. Kĩ thuật định tuyến trong trong mạng IP Giao thức IP Khái niệm về định tuyến trong mạng IP Các phương pháp định tuyến Các thuật toán chọn đường Các loại giao thức định tuyến Giao thức IP Khái niệm: Giao thức không liên kết, có chức năng của tầng mạng trong mô hình TCP/IP. Chức năng chính của giao thức IP Định nghĩa cấu trúc gói dữ liệu IP là cơ sở cho việc truyền dữ liệu qua Internet. Định nghĩa phương thức đánh địa chỉ IP. Truyền dữ liệu giữa lớp truyền tải và lớp mạng. Định tuyến để truyền các gói dữ liệu trên mạng. Phân mảnh và hợp nhất các gói dữ liệu và nhúng/tách chúng trong/từ các khung dữ liệu tầng truy nhập mạng. Khái niệm về định tuyến trong mạng IP Định tuyến là gì? Các bước thực hiện định tuyến Thu thập thông tin về mạng. Xác định đường truyền. Chuyển tiếp thông tin. Bảng định tuyến Lưu giữ các thông tin định tuyến gồm: các địa chỉ mạng đích và hop kế tiếp trên con đường tới đích. Các thực thể trong bảng định tuyến có thể do người quản trị xây dựng hoặc tự nó xây dựng nên khi thu thập thông tin từ mạng thông qua giao thức định tuyến. Các phương pháp định tuyến Định tuyến tĩnh và định tuyến động. Định tuyến trong miền quản trị IGP và liên miền quản trị EGP. Định tuyến theo vectơ khoảng cách và theo trạng thái liên kết. … Các thuật toán chọn đường Các tiêu chí đánh giá Tối ưu Lượng tài nguyên mạng sử dụng Độ mạnh và ổn định Tốc độ hội tụ Độ linh hoạt Thuật toán tìm đường ngắn nhất. Thuật toán Dijkstra (SPF). Thuật toán Bellman - Ford. Các loại giao thức định tuyến Định tuyến theo vectơ khoảng cách Định tuyến theo trạng thái liên kết Giao thức định tuyến lai ghép Định tuyến theo vectơ khoảng cách Giới thiệu Dựa trên nguyên tắc trao đổi các phiên bản copy trong các bảng định tuyến một cách định kỳ. Việc trao đổi thông tin định tuyến chỉ diễn ra giữa 2 router kế cận. Các router tiếp nhận các bảng định tuyến đó cộng thêm khoảng cách và xây dựng nên thực thể định tuyến của nó. Khoảng cách tới đích sẽ là tổng khoảng cách của các thành phần. Các bước thực hiện Tính toán lại cost Đếm đến vô cùng Chia cắt hai hướng Cập nhật có điều kiện Định tuyến theo trạng thái liên kết Giới thiệu Dựa trên nguyên tắc trao đổi thông tin trạng thái LSA giữa các router trong mạng.Việc trao đổi thông tin diễn ra trong một miền sử dụng giao thức định tuyến. Dựa vào việc thu thập các LSA mà router có một cái nhìn tổng thể về cấu trúc mạng.Cấu trúc mạng kết hợp với thuật toán Dijkstra (SPF) để tìm ra tuyến ngắn nhất và xây dựng nên bảng định tuyến. Các bước thực hiện Xác định các node lân cận Xác định cost cho mỗi link Tạo các thông báo trạng thái liên kết(LSA) Phân phát các LSA Tính toán chọn đường Giao thức định tuyến lai ghép Kết hợp định tuyến theo vectơ khoảng cách và định tuyến theo trạng thái liên kết. Thông tin định tuyến cũng bao gồm toàn bộ nội dung trong thực thể. Thời gian cập nhật thông tin tuỳ thuộc vào sự thay đổi của kiến trúc mạng. Lựa chọn tuyến theo vectơ khoảng cách. Có tốc độ hội tụ nhanh của trạng thái liên kết. Các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP Hệ thống tự trị. Giao thức cổng nội và giao thức cổng ngoại. Giao thức thông tin định tuyến-RIP. Giao thức OSPF. Hệ thống tự trị - AS Là một phần của liên mạng, gồm một số mạng và bộ định tuyến kết nối với nhau, được điều khiển bởi một nhà chức trách quản lý đơn lẻ. Được quản lý theo một chính sách riêng và sử dụng chiến lược định tuyến riêng. Báo trước thông tin về khả năng đạt tới mạng khác và tới các AS khác. Một AS có thể kết nối với một AS khác được quản lý bởi cùng một tổ chức, hoặc có thể kết nối tới một mạng khác. IGP và EGP Giao thức cổng nội (IGP) Thực hiện việc định tuyến trong một AS. Ví dụ: RIP, OSPF. Giao thức cổng ngoại (EGP) Cho phép trao đổi thông tin giữa các AS. Ví dụ: BGP,… Giao thức thông tin định tuyến - RIP Mô tả. Các loại gói RIP. Đinh dạng gói tin RIP. Nguyên tắc hoạt động. Các mode hoạt động của RIP. Ưu, nhược điểm của RIP. RIP – 2. RIPng. Giao thức thông tin định tuyến - RIP Mô tả Là giao thức IGP. Sử dụng thuật toán vec-tơ khoảng cách. Sử dụng trong các AS nhỏ. Các loại gói RIP Gói yêu cầu: yêu cầu các node lân cận cung cấp bảng vectơ khoảng cách của chúng. Gói trả lời: thông báo những thông tin trong bảng vectơ khoảng cách của nó. Bảng này được gửi 30s một lần hoặc được gửi để trả lời một yêu cầu từ một node RIP khác.Nếu hệ thống hỗ trợ cập nhật có điều kiện, bảng được gửi khi có sự thay đổi trong bảng vectơ khoảng cách của node gửi. Giao thức thông tin định tuyến - RIP Định dạng gói tin RIP Gói RIP có kích thước tối đa là 512 octet. Command: gói tin yêu cầu hay trả lời. Version: phiên bản của gói RIP AFI: loại địa chỉ được sử dụng (với IP, AFI = 0x0002). IP Address: địa chỉ IP node đích của mục định tuyến. Metric: Số hop để tới đích, có giá trị từ 1-16. Giao thức thông tin định tuyến - RIP Nguyên tắc hoạt động Kích hoạt các mạng chạy RIP trên các router, các mạng này được gọi là các “mạng được kích hoạt RIP”. Các router sẽ gửi các thực thể trong bảng định tuyến học được qua RIP trên các “mạng được kích hoạt RIP”. Thông tin được gửi với địa chỉ quảng bá. Khi nhận được thông tin từ các router khác chuyển đến, router sẽ cộng thêm 1 vào metric và ghi nó vào bảng định tuyến nếu metric đó nhỏ hơn metric cũ. Các thực thể trong bảng định tuyến không thể phát đi trên giao diện mà nó đã được học. Hop-count tối đa của RIP là 15. Nếu quá 15 thì mạng không thể đạt tới được. Giao thức thông tin định tuyến - RIP Các mode hoạt động của RIP Mode chủ động. Mode bị động. Ưu điểm: Đơn giản, dễ thực hiện. Nhược điểm: Giới hạn kích thước mạng (15 hop). Lưu lượng dành cho trao đổi thông tin định tuyến lớn. Tốc độ hội tụ chậm. Thước đo không hiệu quả. Không hỗ trợ VLSM. Giao thức thông tin định tuyến - RIP RIP-2 Khắc phục những hạn chế của RIP Hỗ trợ CIDR và VLSM. Hỗ trợ chuyển gói đa điểm. Tương thích hoàn toàn với RIP. Hạn chế Giới hạn số hop. Hội tụ chậm. RIP thế hệ tương lai cho IPv6 (RIPng) Cho phép các router bên trong một mạng sử dụng IPv6 để trao đổi thông tin định tuyến. RIPng sử dụng cùng thuật toán định thời như RIP-2. Hạn chế: giới hạn số lượng hop và khả năng hội tụ. Giao thức OSPF Tổng quan. Một số khái niệm. Các loại gói tin OSPF. Trao đổi thông tin giữa các node lân cận. Các bước hoạt động của OSPF. Giao thức OSPF Tổng quan Khắc phục những hạn chế của RIP. Sử dụng thuật toán định tuyến theo trạng thái liên kết. Thời gian hội tụ nhanh hơn RIP. Có thể đánh giá cost của link dựa vào nhiều khía cạnh. Cân bằng tải giữa các tuyến có cùng cost. Phân chia mạng một cách logic. Hỗ trợ VLSM và CIDR. Xử lý phức tạp hơn RIP. Giao thức OSPF Một số khái niệm Vùng OSPF: một AS sử dụng OSPF được chia thành nhiều vùng. Mỗi vùng gồm một nhóm logic các mạng, các router và có một tên nhận dạng 32 bit riêng. Router nội vùng: lưu trữ cơ sở dữ liệu về cấu hình của vùng đó. Router biên vùng(ABR): kết nối nhiếu vùng khác nhau, trong đó một vùng phải là backbone. Nó lưu trữ cơ sở dữ liệu về cấu hình của từng vùng nó kết nối. Router đường biên AS(ASBR): kết nối giữa mạng OSPF với các môi trường định tuyến khác.Nó thông báo với mạng AS về các liên kết ra ngoài AS. Giao thức OSPF Giao thức OSPF hỗ trợ định tuyến trong các mạng: Điểm tới điểm: kết nối trực tiếp hai router. Đa truy nhập quảng bá: cho phép đồng thời chuyển gói tới tất cả các router, sử dụng địa chỉ quảng bá Đa truy nhập không quảng bá: mỗi gói tin phải được cung cấp một địa chỉ dẫn tới đích. Giao thức OSPF Các loại gói tin OSPF Hello: Phát hiện, duy trì quan hệ với các router lân cận. Database description: Mô tả tập hợp các LSA chứa trong cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết của router. Link state request: Yêu cầu một LSA mới hơn từ một router lân cận. Link state update: Cung cấp một LSA mới hơn cho một router lân cận. Link state acknowledgement: Báo nhận LSA Giao thức OSPF Trao đổi thông tin giữa các node lân cận Phát hiện router lân cận Chọn router được chỉ định Thiết lập quan hệ cận kề và đồng bộ cơ sở dữ liệu Các bước hoạt động của OSPF Thiết lập mối quan hệ kế cận Đề cử router chỉ định (RD) và router được chỉ định dự phòng (BDR) Tìm tuyến Chọn tuyến tối ưu Giám sát thông tin định tuyến KẾT LUẬN Bản đồ án đã trình bày Các vấn đề cơ bản về mạng IP. Các kĩ thuật định tuyến trong mạng IP. Các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP. Xu hướng hiện tại, các mạng ngày càng được mở rộng, với các ưu điểm của mình giao thức OSPF ngày càng chiếm nhiều ưu thế hơn so với giao thức cổ điển RIP. Tuy đã có nhiều cố gắng, song bản đồ án khó tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo thêm của các thầy, cô và sự đóng góp ý kiến của các bạn. Em xin chân thành cảm ơn!