Xem mẫu
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
TEÂN ÑEÀ TAØI
Giao thức nội miền IGRP
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 1 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................. 3
1. Định Nghĩa................................................................................................. 4
2. Đặc Điểm Của IGRP ................................................................................ 4
2.1 Nhược điểm ...................................................................................................... 6
2.2 Ưu điểm ............................................................................................................ 7
2.3 Bảng so sánh với các giao thức định tuyến khác .............................................. 8
3. Thông Số Định Tuyến Của IGRP ........................................................... 9
4. Hoạt động và đặc trưng ........................................................................... 9
5. Định tuyến theo vecto khoảng cách ...................................................... 15
5.1 Đặc điểm của giao thức định tuyến theo vecto khoảng cách ......................... 15
5.2 Thuật toán ....................................................................................................... 17
5.3 Cập nhập thông tin định tuyến ........................................................................ 18
5.4 Lỗi định tuyến lặp ........................................................................................... 18
6. Tính ổn định của IGRP .......................................................................... 19
6.1 Tránh định tuyến lặp vòng bằng đường cắt ngang ......................................... 19
6.2 Quá trình ngăn ngừa sự cố .............................................................................. 20
6.3 Tránh lặp vòng với thời gian giữ chậm .......................................................... 22
Kết Luận ..................................................................................................... 24
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 25
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 2 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
LỜI MỞ ĐẦU
Định tuyến đơn giản chỉ là tìm đường đi từ mạng này đến mạng khác. Thông
tin về những con đường này có thể được cập nhật tự động từ các router khác hoặc
do người quản trị mạng chỉ định cho router.
Giao thức định tuyến khác với giao thức được định tuyến cả về chức năng và
nhiệm vụ. Giao thức định tuyến được sử dụng để giao tiếp giữa các router với nhau.
Giao thức định tuyến cho phép router này chia sẻ các thông tin định tuyến mà nó
biết cho các router khác. Từ đó, các router có thể xây dựng và bảo trì bảng định
tuyến của nó.
Trong bài này ta giới thiệu về định tuyến và giao thức định tuyến IGRP đây
là 1 giao thức định tuyến động và là giao thức định tuyến nội miền nên ta cần chú ý
một số yếu tố như: độ lớn của hệ thống mạng, băng thông, các đường truyền, khả
năng của router, các router… ngoài ra ta còn phải chú ý đến đặc điểm, thông số định
tuyến, cách thức hoạt động, sử dụng thuật toán và tính ổn định của giao thức định
tuyến IGRP.
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 3 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
1. Định Nghĩa
IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) là giao thức nội miền được phát
triển độc quyền của Cisco.
Là giao thức định tuyến theo vecto khoảng cách.
Sử dụng băng thông, tải, độ trễ và độ tin cậy của đường truyền làm thông số
lựa chọn đường đi.
Cập nhật theo định kỳ mặc định là 90 giây.
2. Đặc Điểm Của IGRP
IGRP là giao thức nội miền và định tuyến theo vecto khoảng cách. Giao thức
định tuyến theo vecto khoảng cách chọn lựa đường đi bằng cách so sánh vecto
khoảng cách. Router chạy giao thức định tuyến theo vecto khoảng cách thực hiện
gửi bảng định tuyến theo định kỳ cho các router lân cận. Dựa vào thông tin cập
nhật, router thực hiện được 2 nhiệm vụ sau:
Xác định mạng đích tới.
Cập nhật sự cố đường đi trên mạng.
IGRP là giao thức định tuyến theo vecto khoảng cách do Cisco phát triển
nên. IGRP thực hiện cập nhật trong phạm vi một hệ tự quản, sau đây là các đặc điểm
chính của IGRP:
Khả năng thích ứng với cấu trúc mạng phức tạp và không xác định.
Khả năng linh hoạt với các đặc tính băng thông và độ trễ khác nhau.
Khả năng mở rộng cho hệ thống mạng lớn.
IGRP sử dụng băng thông và độ trễ làm thông số định tuyến. Ngoài ra IGRP
còn có thể cấu hình để sử dụng nhiều thông số khác để định tuyến. Sau đây là các
thông số mà IGRP có thể sử dụng để định tuyến :
Băng thông (Bandwidth).
Độ trễ (Delay).
Độ tải (Load).
Độ tin cậy (Reliability).
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 4 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
Đơn vị truyền tải lớn nhất (Maximum transfer unit) MTU.
IGRP là một trong những giao thức tính theo vecto khoảng cách, tức là chỉ
hiểu phân lớp đầy đủ (classfull). Nghĩa là không chứa mặt nạ mạng con (subnet
mask) trong các thông tin cập nhật định tuyến (routing update). Do không có khả
năng mang các thông tin cập nhật nên dẫn đến có một vài hạn chế trong các thiết kế
mạng dùng giao thức này. Các giao thức nhóm không phân lớp (classful) gồm
RIPv1 và IGRP. Các đặc điểm của một giao thức không phân lớp gồm:
- Thực hiện quá trình tổng kết ở ranh giới các mạng
- Các router được trao đổi giữa các mạng được tổng kết theo địa chỉ của IANA
(Internet Assigned Numbers Authority ).
- Bên trong một mạng, các lớp mạng con trao đổi với nhau bởi router mà
không cần giá trị mặt nạ mạng. Do đó giá trị mặt nạ mạng (subnet mask) phải có
cùng giá trị cho tất cả các giao diện trong cùng mạng. Nếu có một cổng vào ra trong
bảng định tuyến cho một mạng cụ thể, gói IP sẽ được chuyển về địa chỉ đích đó.
Nếu địa chỉ đích là không biết, gói thông tin (datagram) sẽ bị loại bỏ (drop). Nếu ta
có cấu hình mạng mặc định cho route, mạng mặc định sẽ được dùng. Tuy nhiên
mạng mặc định chỉ được dùng trong định tuyến không phân lớp (classful routing)
nếu router không có kiến thức về mạng đích ở bất kỳ mức nào. Như vậy nếu mạng
chính (major network) là biết, gói IP sẽ bị loại bỏ cho dù có một mạng mặc định.
- Ở chế độ mặc định, IGRP tính toán metric dựa trên các thông số băng thông
(bandwidth) và độ trễ (delay). IGRP có thời gian cập nhật dài hơn RIP, có khả năng
hỗ trợ cân bằng tải với metric không bằng nhau. IGRP không hỗ trợ mạng liên miền
(discontiguous network) VLSM (Variable-Length Subnet Mask).
Ở chế độ mặc định
- Bảng định tuyến cập nhật sẽ gửi toàn bộ bảng định tuyến để cập nhật thông
tin sau khoảng thời gian trung bình là 90 giây thời gian cập nhật (update timer). Địa
chỉ đích của các gói tin cập nhật này là 255.255.255.255 (all-hosts broadcast).
- Thời gian bộ định tuyến tồn tại quá hạn trong bảng định tuyến khi không có
cập nhật mới là 270 giây (thời gian không hợp lệ/ thời gian quá hạn). Khi router
ngừng gửi cập nhật định tuyến trong thời gian không hợp lệ, các route sẽ ở trong
tình trạng là quá hạn.
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 5 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
- Thời gian giữ chậm Router sẽ không nhận bất cứ cập nhật mới của route
này trong khoảng thời gian 280 giây.
- Khoảng thời gian router phải chờ trước khi xoá router ra khỏi bảng định
tuyến là 630 giây.
- IGRP quảng bá (broadcast) toàn bộ bảng định tuyến ngoại trừ các router bị
chặn bởi đường cắt ngang (split-horizon) đến lân cận của nó theo chu kỳ (mặc định
thời gian cập nhật là 90s).
- IGRP tổng kết địa chỉ của nó ở biên mạng.
- IGRP quảng bá gói tin yêu cầu IGRP nhu cầu phát rộng gói tin ra tất cả các
giao diện chạy IGRP khi vừa khởi động và thực hiện kiểm tra các cập nhật được
nhận để xem thử địa chỉ nguồn của gói tin có thuộc về cùng mạng trong cập nhật mà
nó được nhận hay không.
- Các cập nhật cổng vào ra mới với metric được đặt trong bảng định tuyến, và
một cổng vào ra sẽ thay thế cổng vào ra cũ hơn đến cùng một đích chỉ khi metric
của nó nhỏ hơn.
- Đường chia cắt (Split horizon) với quá trình ngăn ngừa (poisoned reverse),
cập nhật tức thời (triggered update) và thời gian giữ chậm (holddown timer) được sử
dụng để tăng độ ổn định trong mạng.
- IGRP sử dụng hệ thống tự trị (autonomous system) AS. Một hệ thống tự trị
IGRP là một miền tiến trình IGRP là tập hợp các router có cùng một giao thức là
tiến trình IGRP. IGRP cho phép thiết lập nhiều miền xử lý trong môi trường IGP.
Các xử lý này được cách li với nhau và chỉ giao tiếp với nhau khi thực hiện phân
phối (redistribute) giữa chúng.
2.1 Nhược điểm
Trước những nhược điểm vốn có của RIP như: metric là hop count, kích
thước mạng tối đa là 15 hop.
IGRP cũng có những nhược điểm đó là giao thức độc quyền của Cisco.
IGRP có một nhược điểm là không hỗ trợ địa chỉ mạng con có độ dài không
thay đổi VLSM (Variable Length Subnet Masks).
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 6 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
2.2 Ưu điểm
Ưu điểm nữa của IGRP so với RIP là nó hỗ trợ được Chia sẻ tải không cân
bằng (unequal-cost load sharing) và thời gian cập nhật lâu hơn RIP gấp 3 lần. Tuy
nhiên bên cạnh những ưu điểm của mình so với RIP.
Cisco đã phát triển một giao thức độc quyền của riêng mình là IGRP để khắc
phục những nhược điểm của RIP. Cụ thể là metric của IGRP là sự tổ hợp của 5 yếu
tố, mặc định là băng thông (bandwidth) và độ trễ (delay).
IGRP không sử dụng hop count trong metric của mình, tuy nhiên nó vẫn theo
dõi tính được bước truyền. Một mạng cài đặt IGRP thì kích thước mạng có thể lên
tới 255 hop. Do đó mà giao thức IGRP có thể phát triển được cho các hệ thống
mạng có cấu trúc và phức tạp hơn.
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 7 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
2.3 Bảng so sánh với các giao thức định tuyến khác
Các giao thức đươc sử dụng trong phương pháp định tuyến
Các đặc trưng RIPv1 RIPv2 IRGP EIGRP OSPF
Khoảng cách vectơ x x X x
Trạng thái đường x
Tự động tóm tắt định x x X x
tuyến
Hỗ trợ VLSM1 x x x
Tương thích với sản x x x
phẩm thứ ba
Thích hợp Nhỏ Nhỏ Vừa Lớn Lớn
Thời gian hội tụ về Chậm Chậm Chậm Nhanh Nhanh
trạng thái cân bằng
Giá trị định tuyến Hopcount Hopcount ~BW+D ~BW+D ~ 10E8/BW
Giới hạn hop count 15 15 255 224
Cân bằng tải cùng giá x x X x x
trị định tuyến
Cân bằng tải không X x
cùng giá trị định tuyến
Thuật toán Bellman- Bellman- Bellman- DUAL Dijkstra
Ford Ford Ford
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 8 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
3. Thông Số Định Tuyến Của IGRP
Việc tính toán thông số định tuyến từ nhiều thông số của đường đi như vậy
sẽ cho kết quả chính xác hơn so với RIP chỉ dựa vào thông số là số lượng lớn.
Nguyên tắc thì đường nào có thông số định tuyến nhỏ nhất là đường đi tốt nhất.
Sau đây là các thông số của đường đi mà IGRP sử dụng để tính toán thông số
định tuyến:
Băng thông (Bandwidth): Giá trị băng thông thấp nhất của đường truyền.
Độ trễ (Delay): Tổng độ trễ dọc theo đường truyền.
Độ tin cậy (Reliability): Độ tin cậy trên một đường liên kết đích được xác
định dựa trên hoạt động trao đổi các thông điệp keepalive.
Độ tải (Load) : Độ tải của đường truyền tính bằng bit/giây.
Maximum transfer unit (MTU) : đơn vị truyền tối đa trên đường truyền.
Thông số định tuyến được tính dựa vào một công thức tính từ 5 thông số
trên. Mặc định thì trong công thức này chỉ có băng thông và độ trễ. Còn thông số
khác chỉ được sử dụng khi được cấu hình. Ta có thể cấu hình băng thông và độ trễ
cho cổng giao tiếp của Router. Đường nào có băng thông lớn hơn sẽ có thông số
định tuyến nhỏ hơn, tương tự như đường nào có độ trễ ít hơn thì sẽ có thông số định
tuyến nhỏ hơn.
4. Hoạt động và đặc trưng
IGRP có rất nhiều điểm chung với RIP, chúng cũng là giao thức đầy đủ theo
vecto khoảng cách (classfull distance vector protocol) cũng như định kỳ gửi toàn bộ
bảng định tuyến (routing table) ra tất cả giao diện hoạt động (active interface). Cũng
giống như RIP, IGRP cũng quảng bá các gói yêu cầu (broadcasd Request packet) ra
các giao diện hoạt động (active interface) khi khởi động và cẩn thận kiểm tra các
cập nhật các gói tin nhận được xem địa chỉ nguồn (source address) của gói tin đó có
cùng mạng mà cập nhật được nhận. Giống như RIP nó cũng không gửi mặt nạ mạng
con trong thông tin định tuyến.
IGRP sử dụng khái niệm Autonomous System (AS), một IGRP AS là một
vùng IGRP tập hợp các router có chung routing protocol là một IGRP xử lý. Cho
phép nhiều IGRP AS tồn tại bên trong một AS có nghĩa là người quản trị có phân
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 9 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
đoạn mạng tốt hơn. Người quản trị có thể tạo một IGRP AS cho mỗi vùng định
tuyến (routing domain), giúp cho việc điều khiển thông tin giữa các mạng tương tác
tốt hơn.
IGRP thừa nhận 3 loại tuyến đường trong thông tin cập nhật:
Đường nội bộ (Interior route): mạng nối trực tiếp với router. Nếu một cổng
giao tiếp của router kết nối vào một mạng không có chia thành nhiều mạng
thì router không có đường nội bộ trong mạng đó.
Đường hệ thống (System route): là đường tới địa chỉ mạng mà bị tổng kết bởi
bộ định tuyến mạng bên đường biên (network border router). Router học về
đường hệ thống bằng cách nhận biết các mạng kết nối trực tiếp vào nó và học
từ các thông tin cập nhập từ các router IGRP khác. Trong IGRP, các thông
tin về đường hệ thống không có thông tin về subnet tương ứng.
Đường ngoại vi (Exterior route): là đường học qua IGRP từ IGRP AS khác,
nó cung cấp thông tin sử dụng bởi bộ định tuyến mặc định (default route).
Thông thường thì đây là cổng nối của router để đi ra ngoài. Phần mềm Cisco
IOS sẽ chọn một đường trong số những đường ngoại vi của IGRP để làm
cổng vào ra. Router sẽ sử dụng đến đường gateway khi không tìm được
đường nào khác để đến mạng đích. Nếu trong một hệ tự quản có nhiều đường
ngoại vi để kết nối ra ngoài thì mỗi router có thể chọn cho mình một cách nối
khác nhau.
a/ Chu kỳ thời gian của IRGP (IGRP Timer)
Chu kỳ update của IGRP là 90 giây, IGRP có sử dụng nhân tố tuỳ chọn ngẫu
nhiêu (random) 20% để ngăn chặn sự đồng bộ thời gian cập nhật. Khoảng thời gian
giữa 2 lần nhận dạng biến đổi từ 72 đến 90 giây.
Khi một tuyến đường đầu tiên được học, thời gian không được phép (invalid
timer) cho tuyến đó là 270 giây hay là gấp 3 lần thời gian cập nhật. Flush timer được
thiết lập với giá trị là 630 giây_ gấp 7 lần thời gian cập nhật. Mỗi lần tuyến được
cập nhật thì những thông số thời gian này được khởi động lại. Nếu như không được
phép (invalid timer) đi qua mà tuyến đường đó không nhận được một câp nhật thì
tuyến đường đó sẽ bị đánh dấu là không đến được. Tuyến đường đó sẽ được giữ
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 10 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
trong bảng định tuyến và quảng bá với thông tin là tuyến đó không đến được cho
đến khi flush timer trôi qua, tuyến đó sẽ được xoá khỏi bảng đinh tuyến.
Nếu mạng lỗi hoặc metric của mạng tăng lên, router được đặt trong thời gian
kết thúc. Router không chấp nhận thay đổi cho đến khi thời gian giữ chậm kết thúc.
Thời gian mặc định là 280 giây
Cập nhật thời gian của IGRP gấp 3 lần RIP, điều đó chứng tỏ IGRP tốn ít
băng thông hơn cho việc gửi update. Nhưng thời gian hội tụ của IGRP sẽ lớn hơn
RIP.
IGRP Thời gian mặc định
Cập nhật 90 giây
Không cho phép 270 giây
Giữ chậm 280 giây
Dồn 630 giây
b/ Hệ đo của IGRP
Metric của IGRP là tổ hợp của các thành phần sau: băng thông, độ trễ, tải,
độ tin cậy. Mặc định của metric là băng thông và độ trễ, ta hãy tưởng tượng liên kết
dữ liệu (data link) như là một cái ống thì bandwidth như là chiều rộng của ống còn
delay như là chiều dài của ống. Nói cách khác bandwidth là thước đo khả năng
mang thông tin và độ trễ cần thiết để một bít truyền đến đích.
Băng thông: được biểt diễn với đơn vị là kbps, là một thông số được sử dụng
để IGRP sử dụng để chạy thuật toán Bellman-Ford. Nó là một thông số tĩnh có thể
thay đổi bởi người quản trị không liên quan gì đến băng thông thật của đường
truyền.
Giao thức định tuyến IGRP sử dụng công thức dưới đây để tính metric.
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 11 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
- K1, K2, K3, K4, K5 là hằng số
- BW = 107/ Băng thông nhỏ nhất trên tuyến đường (kbps)
- Độ trễ: giống như bandwidth là một thông số tĩnh có thể được cấu hình bằng
tay.
- Delay=[Delay in 10s of microseconds]
- Delay = Tổng các giá trị độ trễ trên tuyến đường /10 (ms)
- Tải: tải trên cổng giao tiếp, mang giá trị 1-255 (255 – 100% lưu lượng, 1 –
không có lưu lượng).
- Độ tin cậy: độ tin cậy của cổng giao tiếp là một thông số động, được biểu
diễn bởi 8 bit mang giá trị 1-255 (1 – kết nối không tin cậy, 255 – 100% kết nối tin
cậy) gói tin không bị hỏng giá trị nhỏ nhất là 1.
- Mặc định: K1=K3=1, K2=K4=K5=0. Khi đó
IGRP Metric = Băng thông + Độ trễ
Bảng thông số
Môi trường Băng thông Độ trễ
Ethernet 10.000 Kbps 1000 microseconds
Fast Ethernet 100.000 Kbps 100 microseconds
Gigabit Ethernet 1.000.000 Kbps 10 microseconds
FDDI 100.000 Kbps 100 microseconds
Token Ring (16M) 16.000 Kbps 630 microseconds
T1 1544 Kbps 20.000 microseconds
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 12 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
Hình 4 b Vi dụ để tính giá trị của metric
Xem hình 4.b, giá trị metric từ router 3 đến mạng X được tính toán như sau:
Băng thông nhỏ nhất đến mạng X là kết nối T1 nên: BW = 107/1544 = 6476
Delay = (100ms + 20000ms + 1000ms)/10 = 21100 ms/10 = 2110 ms
Khi đó: IGRP Metric = BW + Delay = 6476 + 2110 = 8586
Giá trị độ trễ của các cổng giao tiếp của router có thể được biết bằng cách
dùng lệnh show interfaces. Thông tin về giá trị thấp nhất của băng thông trên đường
truyền được xác định thông qua các gói cập nhật IGRP.
c/ Định dạng gói tin IGRP (Packet Format)
Hình 4 c Định dạng gói tin
Như ta thấy bản tin IGRP cập nhật mang nhiều thông tin hơn so với RIP.
Mỗi bản tin IGRP update có thể chứa tối đa 104 muc nhập (entry) với mỗi mục
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 13 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
nhập có kích thước 14octet và header của IGRP update là 12 octet. Ta có maximum
của IGRP packet là:
12 + 104*14 = 1468 byte.
Các trường của IGRP có ý nghĩa là:
- Version: luôn luôn có giá trị bằng 1.
- Opcode: có giá trị là 1 cho IGRP yêu cầu gói (tin Request packet) và có giá trị là
2 cho IGRP cập nhật gói tin.
- Edition: giá trị được tăng lên bởi nơi gửi bất cứ khi nào có một thay đổi về thông
tin định tuyến. Giá trị này giúp cho router tránh cập nhật nhầm thông tin cập nhập
cũ sau khi nhận thông tin cập nhật mới.
- Autonomous System Number: là số ID của quá trình IGRP. Thông số này cho
phép nhiều quá trình IGRP trao đổi thông tin định tuyến qua một liên kết dữ liệu
chung.
- Number of Interior Routes: là số mục nhập trong cập nhật, là những subnet của
những mạng nối trực tiếp.
- Number of System Routes: số tuyến đường tới những mạng mà không nối trực
tiếp. Hay nói cách khác, là những tuyến đường đo được summary bởi router biên.
- Number of Exterior Routes: là số tuyến đường tới những mạng mà được học bởi
default route.
- Checksum: được tính trên IGRP header và tất cả các mục nhập.
- Destination: là trường đầu tiên của mỗi mục nhập. Có một chú ý là trường
destination chỉ có 3 octet trong khi địa chỉ IP có 4 octet. Điều này được thực hiện đo
những nguyên nhân sau. Nếu mục nhập là (một interior route) thì ít nhất octet đầu
tiên của địa chỉ IP luôn luôn được xác định từ địa chỉ IP của interface mà nó nhận
được cập nhật. Tương tự như vậy nếu mục nhập là hệ thống hay bộ định tuyến ngoài
thì route sẽ bị tóm tắt và ít nhất là octet cuối cùng là toàn zero. Do đó trường đích
chỉ cần biểu diễn 3 octet đầu là đủ.
- Delay: trường này bao gồm 24 bit.
- Bandwidth: trường này bao gồm 24 bit.
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 14 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
- MTU: là Maximum Transmission Unit nhỏ nhất của bất kỳ liên kết nào trong
tuyến đường đến đích. Mặc dù đây là một thông số nhưng không bao giờ được sử
dụng để tính route.
- Load: có giá trị biến đổi từ 0x01 đến 0xFF.
- Hop Count: có giá trị biến đổi từ 0x01 đến 0xFF cho biết số hop của tuyến
đường đến đích.
d/ Tải cân bằng (Unequal-Cost Load Balancing)
Cân bằng tải trọng thay đổi là cách router gửi lưu lượng qua nhiều đường để
đến cùng đích. Nó được sử dụng để giảm lưu lượng qua đường dẫn đơn (single
path). Không giống như RIP, IGRP không những chỉ hỗ trợ (equal-cost balancing)
tải cân bằng mà còn hỗ trợ cả tải không cân bằng. Điều này được thực hiện nhờ sử
dụng thông số trạng thái (variance). Những route nào có metric nhỏ hơn hoặc bằng
metric * trạng thái sẽ được chọn là metric tốt nhất (feasiable route). Thông số đường
dẫn lớn nhất (Maximum Paths) xác định tối đa có bao nhiêu router tham gia tải cân
bằng.
5. Định tuyến theo vecto khoảng cách
5.1 Đặc điểm của giao thức định tuyến theo vecto khoảng cách
Định tuyến theo vecto khoảng cách thực hiện truyền bản sao của bảng định
tuyến từ router này sang router khác theo định kỳ. Việc cập nhật định kỳ giữa các
router giúp trao đổi thông tin khi cấu trúc mạng thay đổi. Thuật toán định tuyến theo
vecto khoảng cách còn được gọi là thuật toán Bellman-Ford.
Mỗi router nhận được bảng định tuyến của những router lân cận kết nối trực
tiếp với nó. VD như ở hình dưới đây:
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 15 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
Hình 5.1Hình mô phỏng định tuyến theo vecto khoảng cách
router B nhận được thông tin từ router A. Sau đó router B sẽ cộng thêm
khoảng cách từ router B đến router A. Khi đó router B sẽ có bảng định tuyến mới và
truyền bảng định tuyến này cho router lân cận khác là router C. Quá trình này xảy ra
tương tự cho tất cả các router lân cận khác. Router thu thập thông tin về khoảng
cách đến các mạng khác, từ đó nó xây dựng và bảo trì một cơ sở dữ liệu về thông
tin định tuyến trong mạng. Tuy nhiên, hoạt động theo thuật toán vecto khoảng cách
như vậy thì router sẽ không biết chính xác cấu trúc của toàn bộ hệ thống mạng mà
chỉ biết được các router lân cận kết nối trực tiếp với nó mà thôi.
Khi sử dụng vecto khoảng cách bước đầu tiên là router phải xác định các
router lân cận với nó. Các mạng kết nối trực tiếp vào cổng giao tiếp của router sẽ có
khoảng cách là 0. Còn đường đi tới các mạng không kết nối trực tiếp vào router thì
router sẽ chọn đường tốt nhất dựa trên các thông tin mà nó nhận được từ các router
lân cận.
Bảng định tuyến được cập nhật khi cấu trúc mạng có sự thay đổi. Quá trình
cập nhập này cũng diễn ra từng bước một từ router này đến router khác. Khi cập
nhật mỗi router gửi đi toàn bộ bảng định tuyến của nó cho các router lân cận. Trong
bảng định tuyến có thông tin về đường đi tới từng mạng đích: tổng chi phí cho
đường đi, địa chỉ của router kế tiếp.
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 16 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
5.2 Thuật toán
Thuật toán Vector khoảng cách: Là một thuật toán định tuyến tương thích
nhằm tính toán con đường ngắn nhất giữa các cặp node trong mạng, dựa trên
phương pháp tập trung được biết đến như là thuật toán Bellman-Ford. Các node
mạng thực hiện quá trình trao đổi thông tin trên cơ sở của địa chỉ đích, node kế tiếp,
và con đường ngắn nhất tới đích. Mô tả hình thức thuật toán này như sau:
Giả thiết
r là node nguồn, d là node đích
Cdr là giá thấp nhất từ node r tới đích d
Nrd là node tiếp theo của r trên đường tới d
crs là giá của liên kết từ r tới s
DVA giả thiết giá của tuyến liên kết có tính cộng giá và dương.
Tính toán
Bảng định tuyến trong mỗi node r được khởi tạo như sau:
Crr = 0; s : s ≠ Nrd thì Crs = ∞;
Crd(r, d, Nrd) là tập các giá của con đường đi từ node r tới node d qua nhiều
nhất (s -2) node trung gian.
Bước s =1 : Crd(r, d, 1) = Csd(d,1)= csd , Nrd r
Bước s >1 : Crd(d, Nrd) = Min[Min[Crd(r, d, s )], Crd(r, d, s -1)] , d r
Một khi node r nhận được thông tin vecto khoảng cách ((d, Csd),…) từ node
s, r sẽ cập nhật bảng định tuyến tất cả các đích tới d trong tập chứa s.
Nếu ( Csd + crs < Crd hoặc Nrd = s) thì (Crd = Csd + crs và Nrd = s).
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 17 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
5.3 Cập nhập thông tin định tuyến
Hình 5.3 Cập nhật thông tin định tuyến
Bảng định tuyến được cập nhật theo chu kỳ hoặc khi cấu trúc mạng có sự
thay đổi. Điểm quan trọng với giao thức định tuyến là làm sao cập nhật bảng định
tuyến một cách hiệu quả. Khi cấu trúc mạng thay đổi, thông tin cập nhật phải được
xử lý trong toàn bộ hệ thống. Bảng định tuyến bao gồm các thông tin về đường đi
tới mạng đích như: tổng chi phí tính từ bản thân router đến mạng đích, địa chỉ của
trạm kế tiếp trên đường đi.
5.4 Lỗi định tuyến lặp
Hình 5.4 Lỗi định tuyến lặp
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 18 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
Định tuyến lặp có thể xảy ra khi bảng định tuyến trên các router chưa được
cập nhật hội tụ do quá trình hội tụ chậm.
Trước khi mạng 1 bị lỗi, tất cả các router trong hệ thống mạng đều có thông
tin đúng về cấu trúc mạng và bảng định tuyến là chính xác. Khi đó ta nói các
router đã hội tụ.
Ngay khi mạng 1 bị lỗi, thì router E liền gửi thông tin cập nhật cho router A.
Router A lập tức ngưng việc định tuyến về mạng 1. Nhưng router B,C và D
vẫn tiếp tục việc này vì chúng vẫn chưa hay biết về việc mạng 1 bị lỗi. Sau
đó router A cập nhật thông tin về mạng 1 cho router B và D. router B và D
lập tức ngưng định tuyến các gói dữ liệu về mạng 1. Nhưng đến lúc này
router C vẫn chưa được cập nhật về mạng 1 nên nó vẫn định tuyến các gói dữ
liệu đến mạng1 qua router B.
Đến thời điểm cập nhật định kỳ của router C, trong thông tin cập nhật của
router C gửi cho router D vẫn có thông tin về đường đén mạng 1 qua router
B. Lúc này router D thấy rằng thông tin này tốt hơn thông tin báo mạng 1 bị
lỗi mà nó vừa nhận được từ router A. Do đó router D cập nhật lại thông tin
này vào bảng định tuyến mà không biết rằng như vậy là sai. Lúc này trên
bảng định tuyến router D có đường tới mạng 1 là đi qua router C. Sau đó
router D lấy bảng định tuyến vừa mới cập nhật xong gửi cho router A. Quá
trình xảy ra tương tự ở router B và E.
6. Tính ổn định của IGRP
IGRP cũng sử dụng một số kỹ thuật để tăng tính ổn định trong hoạt động
định tuyến của nó như:
Đường cắt ngang (Split horizon).
Quá trình ngăn chặn sự cố (Poison reverse).
Thời gian giữ chậm (holddown timer).
6.1 Tránh định tuyến lặp vòng bằng đường cắt ngang
Đường cắt ngang là một kỹ thuật dùng để tránh lặp trong quá trình định
tuyến. Khi một route x được nhận trên một cổng S0 của router, route x đó sẽ không
được quảng bá ngược trở lại trên cổng router đó. Ví dụ ờ hình vẽ sau:
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 19 GVHD: Hoàng Trọng Minh
- CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP GIAO THỨC NỘI MIỀN IGRP
Hình 6.1Tránh định tuyến lặp vòng bằng đường cắt ngang.
Router 1 nhận thông tin về mạng X với metric là 1 từ router 2. Khi đường cắt
ngang được kích hoạt trên router 1, thông tin về mạng X sẽ không quảng bá ngược
lại về router 2. Nếu không kích hoạt đường cắt ngang, router 1 sẽ quảng bá mạng X
cho router 2 với metric là 2. Nếu mạng X bị sự cố, router 2 sẽ học tuyến đường đến
mạng X qua router 1 và sẽ tạo ra lỗ hổng (black hole).
Đường cắt ngang làm giảm được việc cập nhật thông tin sai và giảm bớt việc
xử lý thông tin cập nhật, ngăn không cho router gửi lại thông tin cập nhật ra một
hướng mà nó vừa nhận được từ chính hướng đó.
6.2 Quá trình ngăn ngừa sự cố
Quá trình ngăn ngừa sự cố (Poison reverse) là một kỹ thuật khác được dùng
để tránh lặp. Với quá trình ngăn ngừa này, tuyến đường học được từ cổng giao tiếp
sẽ được quảng bá ngược lại cổng giao tiếp đó nhưng được đánh dấu với IGRP
metric không chia ra được (unreachable). Ví dụ hình vẽ :
Hình 6.2 Quá trình ngăn ngừa
Router 1 nhận thông tin về mạng X với metric là 1 từ router 2. Khi sử dụng
kỹ thuật dùng đường cắt ngang với ngăn chặn sự cố, router 1 sẽ quảng bá mạng X
với metric là 4,294,967,295 ngược trở về router 2. Bình thường kỹ thuật này không
được dùng (vì nó có khuynh hướng làm tăng kích thước bảng định tuyến) mà chỉ
được dùng khi mạng gặp sự cố (link failure occurs).
SVTH: Hoàng Minh Dũng Trang 20 GVHD: Hoàng Trọng Minh
nguon tai.lieu . vn
