Tìm hiểu về định tuyến (routing)

mạng 5 là 16(nghĩa là mạng này không truy cập được nữa).Router E gửi bảng cập nhật cho router C.Trong bảng cập nhật đó đường đến mạng 5 có thông số hop là 16 gọi là route poisoning. Sau khi nhận thông tin này xong từ router E, router C sẽ gửi ngược trở lại thông tin này cho Router E. Ta gọi thông tin cập nhật mạng 5 tử router C gửi ngược lại cho router E là route poison reverse c/ Cơ chế cập nhật tức thời: ™ Hoạt động cập nhật bảng định tuyến giữa các router láng giềng được thực hiện theo chu kỳ. ™ Khi router phát hiện ra có một thay đổi nào đó trong cấu trúc thì nó lập tức gửi thông điệp cập nhật cho các router láng riềng để thông báo về sự thay đổi đó. ™ Cơ chế cập nhật tức thời kết hợp với route poisoning sẽ đảm bảo cho tất cả các router nhận được thông tin khi có một đường nào đó bị ngắt trước khi thời gian holddown kết thúc. ™ Cơ chế này cập nhật thông tin cho toàn bộ mạng khi có sự thay đổi cấu trúc mạng giúp cho router cập nhật kịp thời và khởi động thời gian holdown nhanh hơn. 22  d/ Thời gian Holdown: đặc điểm của Holdown: ™ Được sử dụng để ngăn chặn các bản tin cập nhật định kì để cập nhật lại một tuyến có thể bị lỗi. ™ Yêu cầu Router giữ mọi thay đổi có thể ảnh hưởng đến tuyến trong một khoảng thời gian nhất định. ™ Thường được thiết lập lớn hơn khoảng thời gian cần thiết để cập nhật toàn bộ mạng khi có thay đổi ™ Khi router cập nhật từ router láng giềng báo rằng mạng trước đây có thể truy nhập thì bây giờ không truy nhập được nữa. ™ Router đánh dấu tuyến là không thể truy nhập và bắt đầu khởi động thời gian holdown. ™ Nếu một cập nhật từ Router hàng xóm lúc nãy có metric tốt hơn metric được lưu trước đó thì router đánh dấu mạng có thể truy nhập và xóa bỏ thời gian holdown. ™ Xem hình minh họa dưới đây: 23  ™ Trong suốt thời gian holdown nếu router nhận được thông tin cập nhật từ một router láng giềng khác(không phải là router đã phát thông tin cập nhật về mạng 10.4.0.0 lúc nãy) và thông tin này cho biết có tuyến đến mạng 10.4.0.0 với thông số định tuyến tốt hơn hoặc xấu hơn tuyến của router trước đó thì nó sẽ bỏ qua không cập nhật thông tin này. ™ Khoảng thời gian holdown bảo đảm cho tất cả các router trong hệ thống mạng đã cập nhật xong thông tin mới ™ Sau khi thời gian holdown hết thì router lại cập nhật thông tin như bình thường. ™ Hold down time của RIP là 180s và của IGRP là 280s. 24  V. 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 . Quá trình thu thập thông tin mạng để thực hiện định tuyến theo trạng thái đường liên kết: Mỗi router bắt đầu trao đổi LSA với tất cả các router khác, trong đó LSA mang cơ sở dữ liệu dựa trên thông tin của các LSA. Mỗi router tiến hành xây dựng lại cấu trúc mạng theo dạng hình cây với bản than nó là gốc ,từ đó router vẽ ra tất cả các đường đi tới tất cả các mạng trong hệ thống.Sau đó thuật toán SPF chọn đường ngắn nhất để đưa vào bảng định tuyến. Trên bảng định tuyến sẽ chứa thông tin về các đường đi đã được chọn với cổng ra tương ứng.Bên cạnh đó, router vẫn tiếp tục duy trì cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng và trạng thái của các đường liên kết. Router nào phát hiện cấu trúc mạng thay đổi đầu tiên sẽ phát thông tin cập nhật cho tất cả các router khác.Router phát gói LSA, trong đó có thông tin về router mới, các thay đổi về trạng thái đường liên kết. Gói LSA này được phát đi cho tất cả các router khác 25  Mỗi router có cơ sở dư liệu riêng về cấu trúc mạng và thuật toán SPF thực hiện tính toán dựa trên cơ sở dữ liệu này Khi router nhận được gói LSA thì nó sẽ cập nhật lại cơ sở dữ liệu của nó với thông tin mới vừa nhận được. Sau đó SPF sẽ tính lại để chọn đường lại và cập nhật lại cho bảng định tuyến . Định tuyến theo trạng thái đường liên kết có một số nhược điểm sau: • Bộ sử lý trung tâm của router phải tính toán nhiều • Đòi hỏi dung lương bộ nhớ phải lớn • Chiếm dụng băng thông đường truyền Router sử dụng định tuyến theo trạng thái đường liên kết sẽ phải cần nhiều bộ 26  nhớ hơn và hoạt động xử lý nhiều hơn là sử dụng định tuyến theo vectơ khoảng cách. Router phải có đủ bộ nhớ để lưu cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng ,bảng định tuyến. Khi khởi động việc định tuyến ,tất cả các router phải gửi gói LSA cho tất cả các router khác,khi đó băng thông đường truyền sẽ bị chiếm dụng làm cho băng thông dành cho đường truyền dữ liệu của người dùng bị giảm xuống. Nhưng sau khi các router đã thu thập đủ thông tin để xây dựng cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng thì băng thông đường truyền không bị chiếm dụng nữa .Chỉ khi nào cấu trúc mạng thay đổi thì router mới phát gói LSA để cập nhật và những gói LSA này chiếm một phần băng thông rộng rất nhỏ VI. So sánh thuật toán vectơ khoảng cách và trạng thái đường liên kết Trước tiên ta xét giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách. Thông tin định tuyến mà các ro uter gửi đi là những thông tin gì và gửi cho ai ? Các router định tuyến theo vectơ 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 t ương 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 vectơ 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 vectơ 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 s ự 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 27  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 vectơ 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 vectơ 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 mạ ng 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.