Đang tải... (xem toàn văn)
BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ SỞ CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
MỤC LỤC 1 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ HÌNH VẼ DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AD Administrative Distance AS Autonomous Hệ thống tự trị ABR Area Border Router Router vùng biên ASBR Autonomous System Boundary Router Router biên hệ thống tự trị BDR Backup Designated Router Router được để cử dự phòng CIDR Classless Interdomain Routing Định tuyến tên miền không phân lớp DBD Database Description Kiểm tra đồng bộ cơ sở dữ liệu giữa các router DR Designated Router Router được đề cử IETF Internet Enginecring Task Force Nhóm đặc trách kĩ thuật internet LSA Link State Advertisement Gói quảng bá trạng thái liên kết LSU Link State Update Cập nhật trạng thái liên kết LSDB Link State Database Trạng thái cơ sở dữ liệu NBMA Non Broadcast Multiaccess Đa truy nhập không quảng bá NSSA Not So Stubby Area OSPF Open Shortest Path First Giao thức ưu tiên đường đi ngắn nhất PDU Protocol Data Unit Đơn vị số liệu giao thức PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm điểm SPF Shortest Path First Thuật toán ưu tiên đường đi ngắn nhất TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn UDP User Datagrame Protocol Giao thức dữ liệu người dùng VLSM Variable Length Subnet Mask Mặt nạ mạng con có đối chiếu chiều dài thay đổi 2 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Truyền phát gói tin Hình 1.2: Định tuyến tĩnh Hình 1.3: Định tuyến động Hình 1.4: Phân loại mức tin cậy Hình 2.1: Chia vùng trong OSPF Hình 2.2: OSPF Adjacency Hình 2.3: Ví dụ về thuật toán Dijktra Hình 2.4: Cấu trúc dữ liệu trạng thái đường liên kết Hình 2.5: Gói tin OSPF Hình 2.6: Định dạng gói tin OSPF Hình 2.7: Thiết lập OSPF adjacency Hình 2.8: Giao thức trạng thái liên kết Hình 2.9: Quá trình trao đổi và đồng bộ LSDB Hình 2.10: Quá trình trao đổi và đồng bộ LSDB Hình 2.11: Quá trình trao đổi và đồng bộ LSDB Hình 2.12: Duy trì quan hệ và thông tin định tuyến Hình 2.13: Ví dụ cấu hình OSPF Single-area cơ bản Hình 2.14: Bảng cost với băng thông tương ứng Hình 2.15: Liên kết ảo Hình 2.16: Bầu chọn DR và BDR Hình 2.17: Mạng Point-To-Point Hình 2.18: Mạng quảng bá Multiaccess Hình 2.19: Mạng NBMA6 Hình 2.20: Cấu hình neighbor-frame relay NBMA Hình 2.21: Những topo mạng Frame Relay Hình 2.22: Những router định tuyến OSPF Hình 2.23: Router LSA Hình 2.24: Network LSA Hình 2.25: Sumary LSA Hình 2.26: Sumary LSA Hình 2.27: LSA external Hình 3.1: Giao diện phần mềm Cisco Packet Tracer Hình 3.2: Cấu hình mô phỏng OSPF Hình 3.3: Cấu hình router R1 Hình 3.4: Cấu hình router R2 3 Hình 3.5: Cấu hình router R3 Hình 3.6: Show neighbor Router R1 Hình 3.7: Show neighbor Router R2 Hình 3.8: Show neighbor Router R3 Hình 3.9: Duyệt web với tên miền ictu.edu.vn Hình 3.10: Bầu chọn DR và BDR theo mô hình mạng Multiaccess Hình 3.11: Cấu hình router R1 Hình 3.12: Cấu hình router R2 Hình 3.13: Cấu hình router R3 Hình 3.14: Cấu hình router R4 Hình 3.15: Show neighbor Router R1 Hình 3.16: Show neighbor Router R2 Hình 3.17: Show neighbor Router R3 Hình 3.18: Show neighbor Router R4 Hình 3.19: Thông tin định tuyến cập nhật từ hàng xóm Hình 3.20: Duyệt web với tên miền ictu.edu.vn 4 LỜI MỞ ĐẦU Trên thế giới, công nghệ thông tin và truyền thông ngày nay rất phát triển. Hòa cùng với xu thế chung của thế giới, công nghệ thông tin và truyền thông của nước nhà đã và đang được đẩy mạnh. Trong những năm gần đây, công nghệ IP đang ngày được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực truyền thông. Nó không chỉ được sử dụng để truyển dữ liệu mà còn được dùng để truyền các dịch vụ khác như: thoại, audio, video và các dịch vụ đa phương tiện…. Do vậy, các nhà nghiên cứu viễn thông đã tích cực nghiên cứu phát triển công nghệ IP để đáp ứng kịp thời cho nhu cầu thực tế. Trong đó vấn đề phát triển các giao thức định tuyến trong mạng IP là một vấn đề hết sức quan trọng. Một trong những phát minh gần đây nhất về vấn đề giao thức là giao thức OSPF được phát triển bởi nhóm đặc trách kĩ thuật Internet IETF. OSPF được phát triển để khắc phục những hạn chế của giao thức định tuyến RIP được phát triển trước đó. Bài báo cáo “Tìm hiểu hoạt động của OSPF và cấu hình mô phỏng” tìm hiểu các kiến thức cơ bản về giao thức OSPF, hoạt động của giao thức và cách thức cấu hình. Ngoài ra bài báo cáo còn nhắc lại một số kiến thức cơ bản xoay quanh định tuyến và một số giao thức định tuyến. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Vũ Huy Lượng đã góp ý và động viên em trong quá trình làm báo cáo. Mặc dù đã cố gắng hết sức, nhưng do khẳ năng còn có hạn nên không thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận được sự góp ý từ các thầy cô và các bạn để bài báo cáo được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Nguyễn Trường Sơn 5 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN 1.1. Khái niệm định tuyến Routing chỉ ra hướng, sự di chuyển của các gói (dữ liệu) được đánh địa chỉ từ mạng nguồn của chúng, hướng đến đích cuối thông qua các node trung gian; thiết bị phần cứng chuyên dùng được gọi là router (bộ định tuyến). Tiến trình định tuyến thường chỉ hướng đi dựa vào bảng định tuyến, đó là bảng chứa những lộ trình tốt nhất đến các đích khác nhau trên mạng. Vì vậy việc xây dựng bảng định tuyến, được tổ chức trong bộ nhớ của router, trở nên vô cùng quan trọng cho việc định tuyến hiệu quả. Routing khác với bridging (bắc cầu) ở chỗ trong nhiệm vụ của nó thì các cấu trúc địa chỉ gợi nên sự gần gũi của các địa chỉ tương tự trong mạng, qua đó cho phép nhập liệu một bảng định tuyến đơn để mô tả lộ trình đến một nhóm các địa chỉ. Vì thế, routing làm việc tốt hơn bridging trong những mạng lớn, và nó trở thành dạng chiếm ưu thế của việc tìm đường trên mạng Internet. Hình 1.1: Truyền phát gói tin Khái niệm routing gắn liền với mạng Intranet và Internet sử dụng một mô hình định tuyến hop-by-hop. Điều này có nghĩa rằng mỗi PC hay Router sẽ tiến hành kiểm tra trường địa chỉ đích trong phần tiêu đề của gói IP, tính toán chặng tiếp theo (Next hop) để từng bước chuyển gói IP dần đến đích của nó và các Router cứ tiếp tục phát các gói tới chặng tiếp theo như vậy cho tới khi các gói IP đến được đích. 6 1.2. Phân loại định tuyến Có 2 loại định tuyến: định tuyến tĩnh và định tuyến động. 1.2.1. Định tuyến tĩnh Trong bảng định tuyến gồm: + Địa chỉ mạng và subnet mask và địa chỉ IP của router tiếp theo hoặc exit interface. + Được ký hiệu là chữ “S” trong bảng định tuyến. Chúng ta sử dụng định tuyến tĩnh khi: + Khi mạng chỉ có 1 vài router hay mô hình mạng đơn giản. + Mạng được kết nối với Internet chỉ thông qua 1 ISP. + Mô hình Hub & spoke được sử dụng trên 1 mạng lớn. Hình 1.2: Định tuyến tĩnh 7 1.2.2. Định tuyến động Hình 1.3: Định tuyến động Giao thức định tuyến động được sử dụng bởi các router để chia sẻ thông tin về tình trạng của các mạng từ xa. Giao thức định tuyến động thực hiện 1 số hoạt động bao gồm: + Khám phá mạng. + Cập nhật và duy trì bảng định tuyến. Điểm đặc trưng của định tuyến động là: + Tự động khám phá mạng. + Duy trì bảng định tuyến. Các loại định tuyến động: + RIP (Routing Information Protocol). + IGRP (Interior Gateway Routing Protocol). + EIGRP (Enhanced IGRP). + OSPF (Open Shortest Path First). + IS-IS (Intermediate System-to-Intermediate System). + BGP (Border Gateway Protocol). 1.3. Giao thức định tuyến Giao thức định tuyến là ngôn ngữ để một router trao đổi với router khác để chia sẻ thông tin định tuyến về khả năng đến được cũng như trạng thái của mạng. Được cài đặt tại các Router, chúng được sử dụng để: xây dựng nên bảng định tuyến, để đảm bảo 8 rằng tất cả các Router đều có bảng định tuyến tương thích nhau cũng như đường đi đến các mạng phải được xác định trong bảng định tuyến. Các giao thức định tuyến: gồm 2 loại. 1.3.1. Giao thức định tuyến Vecto khoảng cách Giao thức định tuyến Vecto khoảng cách (Distance-Vector Routing Protocol) dùng thuật toán Bellman-Ford. Phương pháp này chỉ định một con số, gọi là chi phí (hay trọng số), cho mỗi một liên kết giữa các node trong mạng. Các node sẽ gửi thông tin từ điểm A đến điểm B qua đường đi mang lại tổng chi phí thấp nhất (là tổng các chi phí của các kết nối giữa các node được dùng). Giao thức hoạt động với những hành động rất đơn giản. Khi một node khởi động lần đầu, nó chỉ biết các node kề trực tiếp với nó, và chi phí trực tiếp để đi đến đó (thông tin này, danh sách của các đích, tổng chi phí của từng node, và bước kế tiếp để gửi dữ liệu đến đó tạo nên bảng định tuyến, hay bảng khoảng cách). Mỗi node, trong một tiến trình, gửi đến từng “hàng xóm” tổng chi phí của nó để đi đến các đích mà nó biết. Các node “hàng xóm” phân tích thông tin này, và so sánh với những thông tin mà chúng đang “biết”, bất kỳ điều gì cải thiện được những thông tin chúng đang có sẽ được đưa vào các bảng định tuyến của những “hàng xóm” này. Đến khi kết thúc, tất cả node trên mạng sẽ tìm ra bước truyền kế tiếp tối ưu đến tất cả mọi đích, và tổng chi phí tốt nhất. Khi một trong các node gặp vấn đề, những node khác có sử dụng node hỏng này trong lộ trình của mình sẽ loại bỏ những lộ trình đó, và tạo nên thông tin mới của bảng định tuyến. Sau đó chúng chuyển thông tin này đến tất cả node gần kề và lặp lại quá trình trên. Cuối cùng, tất cả node trên mạng nhận được thông tin cập nhật, và sau đó sẽ tìm đường đi mới đến tất cả các đích mà chúng còn tới được. Các giao thức định tuyến thuộc loại này như RIP, IGRP…. - Ưu điểm: Dễ cấu hình, router không phải xử lý nhiều nên không tốn nhiều dung lượng bộ nhớ và CPU có tốc độ xử lý nhanh hơn. - Nhược điểm: + Hệ thống metric quá đơn giản (như RIP chỉ là hop count) dẫn đến việc các tuyến đường được chọn vào routing table chưa phải tuyến đường tốt nhất. 9 + Vì các gói tin update được gửi theo định kỳ nên một lượng băng thông (bandwidth) đáng kể sẽ bị chiếm (mặc dù mạng không thay đổi nhiều). + Do router hội tụ chậm, dẫn đến việc sai lệch trong bảng định tuyến gây nên hiện tượng lặp định tuyến (loop). 1.3.2. Giao thức định tuyến trạng thái liên kết Khi áp dụng các giao thức trạng thái liên kết (Link-State Routing Protocol), mỗi node sử dụng dữ liệu cơ sở của nó như là một bản đồ của mạng với dạng một đồ thị. Để làm điều này, mỗi node phát đi tới tổng thể mạng những thông tin về các node khác mà nó có thể kết nối được, và từng node góp thông tin một cách độc lập vào bản đồ. Sử dụng bản đồ này, mỗi router sau đó sẽ quyết định về tuyến đường tốt nhất từ nó đến mọi node khác. Thuật toán đã làm theo cách này là thuật toán Dijkstra, bằng cách xây dựng cấu trúc dữ liệu khác, dạng cây, trong đó node hiện tại là gốc, và chứa mọi noded khác trong mạng. Bắt đầu với một cây ban đầu chỉ chứa chính nó. Sau đó lần lượt từ tập các node chưa được thêm vào cây, nó sẽ thêm node có chi phí thấp nhất để đến một node đã có trên cây. Tiếp tục quá trình đến khi mọi node đều được thêm. Cây này sau đó phục vụ để xây dựng bảng định tuyến, đưa ra bước truyền kế tiếp tốt ưu, … để từ một node đến bất kỳ node khác trên mạng. Các giao thức định tuyến thuộc loại này như: OSPF, IS-IS. - Ưu điểm: + Có thể thích nghi với đa số hệ thống, cho phép người thiết kế có thể thiết kế mạng linh hoạt, phản ứng nhanh với tình huống xảy ra. + Do không gửi inverval-update nên link state bảo đảm được băng thông cho các đường mạng. - Nhược điểm: + Do router phải xử lý nhiều nên chiếm nhiều bộ nhớ, tốc độ CPU chậm hơn nên tăng delay. + Link state khá khó cấu hình để chạy tốt. 1.4. Thông số định tuyến Một thông số định tuyến bao gồm bất kỳ giá trị nào được dùng bởi thuật toán định tuyến để xác định một lộ trình có tốt hơn lộ trình khác hay không. Các thông số có 10 . Point to Point Protocol Giao thức điểm điểm SPF Shortest Path First Thuật toán ưu tiên đường đi ngắn nhất TCP Transport Control Protocol Giao thức điều. tuyến classless nên có khả năng hội tụ rất nhanh và sử dụng metric là cost (Cisco IOS tính cost qua bandwidth). 11 OSPF được phát triển bởi Internet Engineering