Xem mẫu
- 234
Sau đây là các đặc điểm hoạt đông 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 chon đường trong bảng định tuyến.
2.1.3. 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 theovectơ khoảng cách. Ví dụ như:giao
thức định tuyến theo vectơ 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
nố i , 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 mọ i router trong vùng thực hiện tính toán lại đường đi. Chính vì vậy số
lượng router trong một vùng nên có giới hạn.
- 235
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 mố i 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 2.1.3
2.1.4 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.
•
- 236
• 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 mọ i router trong mạng và cấu trúc kết nố i 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 SP 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, mọ i 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 phat 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 kìy. Nhờ vậy tốc độ hội tụ nhanh hơn ví không cần chờ
hết thời gian định kỳ các router mới được hộ i tụ.
- 237
Hình 2.1.4
Ví dụ hình 2.1.4: 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 2.1.4, 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.
2.1.5 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 mọ i router trong
hệ thống mạng. Điều này giúp cho thời gian hộ i 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.
- 238
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 hộ i 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 vectơ 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.
So sánh và phân biệt giữa định tuyến theo vectơ khoảng cách và
1.1.4.
định tuyến theo trạng thái đường liên kết
Trước tiên ta xét giao thức định tuyến theo vectơ 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 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 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 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
- 239
chúng trao đổi bảng định tuyến với nhau, các router chọn đường dựa trên kết
quả đã chọn của router láng giềng. Mỗ i router nhìn hệ thống mạng theo sự chi
phố i 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 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 hộ i 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,
mỗ i router sẽ gửi thông tin cho biết nó có bao nhiếu kết nối và trạng thái của
mỗ i 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 mỗ i router sẽ có đầy đủ thông tin
để xây dựng một cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết, hay còn gọ i là
cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng. Như vậy, mỗ i 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 hộ i tụ
nhanh và ít tốn băng thông.
Ta thấy ưu điểm nổ i trội của định tuyến theo trạng thái đường liên kết so với
định tuyến theo vectơ khoảng cách là thời gian hộ i 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
mọ i kích cỡ mạng. Tuy nhiên, giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên
kết không được triển khai ở mọ i hệ thống mạng vì chúng đòi hỏi dung lượng bộ
nguon tai.lieu . vn
