Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo đồ án tốt nghiệp ngành viễn thông Các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP
Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục Mục lụcMục lục .1Thuật ngữ viết tắt .1Lời nói đầu 1 .2Chơng 1 .3Tổng quan về mạng IP .31.1 Mô hình tham chiếu OSI .31.1.1 Chức năng các tầng trong mô hình OSI .41.1.2 Các giao thức chuẩn của mô hình OSI 41.1.3 Phơng thức hoạt động của các tầng trong mô hình OSI .71.1.4 Truyền dữ liệu trong mô hình OSI 8 1.2 Bộ giao thức TCP/IP 81.2.1 Sự thúc đẩy cho việc ra đời của TCP/IP 81.2.2 Cấu trúc phân lớp của TCP/IP .9 1.3 So sánh hai mô hình TCP/IP và mô hình OSI .13 1.4 Phân loại mạng IP .14 1.5 Giao thức IP 151.5.1 Tổng quan về giao thức IP .151.5.2 Các chức năng của IP 161.5.3 Giao diện với các giao thức ở lớp trên và lớp dới 161.5.4 Địa chỉ IP .171.5.5 Các phơng pháp gán địa chỉ IP .281.5.6 Thứ tự byte và địa chỉ IP 281.5.7 Cấu trúc gói dữ liệu IP 291.5.8 Đóng gói dữ liệu 331.5.9 Phân mảnh và hợp nhất các gói IP .341.5.10 Điều khiển quá trình phân đoạn .38 1.6 Định tuyến IP .381.6.1 Các đặc tính của định tuyến IP 381.6.2 Xử lý tại lớp IP 401.6.3 Khởi tạo bảng định tuyến .41 Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 1.6.4 Thông báo lỗi tái định tuyến ICMP 421.6.5 Các bản tin khám phá router ICMP .43 1.7 IPv6 .44 1.8 Các giao thức khác của lớp Internet 471.8.1Giao thức phân giải địa chỉ ARP 481.8.2 Giao thức phân giải địa chỉ ngợc RARP 511.8.3 Giao thức bản tin điều khiển liên mạng ICMP .52 1.9Các cơ chế truyền tải .56Kết Luận .57Chơng 2 .59kĩ thuật định tuyến trong mạng IP .592.1 Khái niệm về định tuyến .592.2 Các phơng pháp định tuyến 612.2.1 Định tuyến tĩnh 612.2.2 Định tuyến động .622.3 Các thuật toán chọn đờng 642.3.1 Giới thiệu 642.3.2 Thuật toán tìm đờng ngắn nhất 662.3.3 Thuật toán Dijkstra 682.3.4 Thuật toán Bellman-Ford .702.4 Các loại giao thức định tuyến 732.4.1 Định tuyến theo vec-tơ khoảng cách 732.4.2 Định tuyến theo trạng thái liên kết .772.4.3 Giao thức định tuyến lai ghép 83Kết luận 84Chơng 3 .85Giao thức thông tin Định tuyến rip 853.1 Một số khái niệm cơ bản .853.1.1 Bộ định tuyến 853.1.2 Hệ thống tự trị - AS ( Autonomous System ) .853.2 Giao thức thông tin định tuyến RIP .873.2.1 Các loại gói RIP .88 Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 3.2.2 Định dạng các gói tin RIP 883.2.3 Các mode hoạt động của RIP .893.2.4 Tính toán các vec-tơ khoảng cách .893.2.5 Hạn chế của RIP 903.2.6 Giao thức thông tin định tuyến phiên bản 2 (RIP-2) 913.2.7 RIP thế hệ kế tiếp cho IPv6 .92Kết luận 95Chơng 4 .96Giao thức OSPF .964.1 Giới thiệu 964.2 Một số khái niệm dùng trong OSPF 964.3 Phân phát các LSA .994.3 Các kiểu gói tin OSPF .1004.4 Trao đổi thông tin giữa các node lân cận 1014.5 Trạng thái của router lân cận - Các sự kiện .1024.6 Bảng định tuyến , tìm đờng theo bảng định tuyến .102Kết luận .104Kết luận chung .105Tài liệu tham khảo 106 Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt Thuật ngữ viết tắtABR Area Boundary RouterBộ định tuyến vùng biênARP Address Resolution ProtocolGiao thức phân giải địa chỉAS Autonomous SystemHệ thống tự trịASBR AS Boundary RouterRouter biên ASBGP Border Gateway ProtocolGiao thức cổng biênCIDR Classless Inter-Domain RoutingĐịnh tuyến liên miền phân lớpCRC Cycle Redundancy CheckMã kiểm tra vòngDHCP Dynamic host control protocolGiao thức cấu hình trạm hoạt động.DNS Domain name systemHệ thống tên miềnDR Designeated RouterRouter hỗ trợ thiết kếDSV Dynamic Source RoutingĐịnh tuyến nguồn độngEGP Exterior Gateway ProtocolGiao thức cổng ngoàiFTP File Transfer ProtocolGiao thức truyền tệpICMP Internet Control Message ProtocolGiao thức bản tin điều khiển liên mạngIETF Internet Engineering Task ForceNhóm đặc trách kỹ thuật InternetIGMP Internet Group Management ProtocolGiao thức quản trị nhóm liên mạngIGP Interior Gateway ProtocolGiao thức cổng nộiIP Internet ProtocolGiao thức Internet IPv4 IP version 4IP phiên bản 4IPv6 IP version 6 IP phiên bản 6LSALink State AdvertisementThông báo trạng thái liên kết LAN Local Area NetworkMạng cục bộMTU Maximum Transfer Unit. Đơn vị truyền tối đa OSPF Open Shortest Path First Đờng dẫn đầu tiên ngắn nhấtOSI Open System InterconnectionKết nối các hệ thống mởPDU Protocol Data UnitĐơn vị dữ liệu giao thức Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt RIP Routing Information ProtocolGiao thức thông tin định tuyến RID Router IDentificatorRouter định danhRIP-2 RIP version 2RIP phiên bản 2RIPng RIP next generationRIP thế hệ kế tiếpQoS Quality of ServiceChất lợng dịch vụRARP Reverse Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa chỉ ngợcSIP Single IPIP đơnSMTP Simple mail transfer protocolGiao thức truyền th đơn giảnTFTP Trivial file transfer protocolGiao thức truyền tệp thông thờngTCP Transmission Control ProtocolGiao thức điều khiển truyền dẫnToS Type of ServiceKiểu dịch vụUDP User Datagram ProtocolGiao thức dữ liệu ngời dùngVPN Virtual Private NetworkMạng riên ảoVLSM Variable-Length Subnet MasksMặt nạ mạng con có độ dài biến đổi Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu Lời nói đầuTừ nhu cầu của cuộc sống con ngời, Viễn thông ra đời nh là một sự tất yếu.Với sự phát triển liên tục và mạnh mẽ, Viễn thông đã , đang và sẽ đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống, đem lại những lợi ích thiết thực, những dịch vụ mới đa dạng và phong phú.Mạng IP và các ứng dụng công nghệ IP với nhiều u điểm nh tính linh hoạt, khả năng mở rộng dễ dàng, hiệu quả sử dụng cao, đang chiếm u thế trên thị trờng Viễn thông thế giới và ở Việt Nam quá trình IP hoá cũng đang phát triển rất nhanh chóng. Đứng trớc tình hình đó, việc nghiên cứu, tìm hiểu mạng IP và các ứng dụng của nó là rất cần thiết.Nhng điều này cũng đòi hỏi phải tốn nhiều thời gian và công sức vì có rất nhiều vấn đề cần nghiên cứu .Trong tài liệu này chúng ta sẽ tìm hiểu một vấn đề của định tuyến trong mạng IP .Định tuyến là một chức năng không thể thiếu trong bất kỳ mạng viễn thông nào. Mục đích của định tuyến là chuyển thông tin từ một điểm trong mạng (nguồn) tới một hoặc nhiều điểm khác (đích). Mỗi khi thực hiện thiết kế, xây dựng một mạng mới, hay cải tiến một mạng đã có, ngời thiết kế mạng phải đặc biệt quan tâm tới vấn đề định tuyến, bởi hoạt động của một mạng có hiệu quả hay không, chất lợng của các dịch vụ cung cấp trên mạng có thoả mãn đợc yêu cầu của ngời sử dụng mạng hay không phụ thuộc rất nhiều vào việc định tuyến trong mạng đó.Trải qua một quá trình phát triển mạnh, rất nhiều phơng pháp, kỹ thuật định tuyến đã đợc đa ra. Nghiên cứu về các kỹ thuật định tuyến là một lĩnh vực nghiên cứu rất rộng lớn bởi mỗi mạng cần có một chiến lợc định tuyến cho riêng mình, phù hợp với mục đích truyền dẫn, phù hợp với công nghệ mạng, phù hợp với yêu cầu của những ngời sử dụng mạng để trao đổi thông tin . Không thể áp đặt hoàn toàn một chiến lợc định tuyến của một mạng lên một mạng khác. Do đó, đối với ngời thiết kế mạng, khi xác định kỹ thuật định tuyến để sử dụng trong một mạng mới, cần phải nắm đợc những điều cơ bản về định tuyến. Bên cạnh đó, cần phải biết kỹ thuật định tuyến đợc sử dụng trong một số mạng có đặc điểm tơng tự, Từ đó, có thể định ra đợc chiến lợc định tuyến thích hợp cho mạng của mình. Đối với những ngời nghiên cứu mạng, kỹ thuật định tuyến trong mạng là một điều rất đáng quan tâm.Kĩ thuật định tuyến trong mạng IP gồm kĩ thuật định tuyến nội (định tuyến trong) và kĩ thuật định tuyến ngoại (định tuyến ngoài ), trong đó các giao thức định tuyến là nền tảng của các kỹ thuật định tuyến. Đồ án tốt nghiệp Các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP sẽ đa ra kiến thức cơ bản về mạng IP , định tuyến trong mạng IP và các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP.Đồ án đợc xây dựng nhằm mục đích tự tìm hiểu, trang bị thêm kiến thức cơ bản, nâng cao hiểu biết cho ngời viết, củng cố nền tảng cho quá trình công tác, nghiên cứu mạng sau này. Đồng thời, nếu có thể, làm một tài liệu tham khảo cho những ngời quan tâm. Đồ án đợc xây dựng gồm 4 chơng :Phạm Văn Hiến - Đ01VT1 Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu Chơng 1-Tổng quan về mạng IP: Cung cấp một cái nhìn tổng quan về mạng IP và những khái niệm cơ bản trong mạng IP . Chơng 2-Kỹ thuật định tuyến trong mạng IP: Trình bày các kỹ thuật định tuyến, các phơng pháp định tuyến cùng một số thuật toán chọn đờng trong mạng IP, Chơng 3-Giao thức thông tin định tuyến RIP: Tìm hiểu về hệ thống tự trị, khái niệm về giao thức định tuyến cổng nội và giao thức định tuyến cổng ngoại trong mạng IP. Mục đích của chơng này là trình bày về giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP sử dụng định tuyến theo vectơ khoảng cách, đó là giao thức RIP. Chơng 4-Giao thức OSPF: Trình bày về giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP sử dụng định tuyến theo trạng thái liên kết, đó là giao thức OSPF. Nh đã nói ở trên, tìm hiểu về mạng IP cần phải tốn nhiều thời gian và công sức.Trong quỹ thời gian ít ỏi cộng với kiến thức còn hạn chế nên em chỉ trình bày đợc một cái nhìn tổng quan cùng một vấn đề nhỏ về định tuyến trong mạng IP . Và tất nhiên sai sót là điều khó tránh khỏi. Bởi vậy, em mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầy, các cô, cùng các bạn để có thể sửa chữa, nâng cao hiểu biết của mình.Em xin cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo-TS. Nguyễn tiến ban để em có thể hoàn thành đồ án này.Em cũng xin cảm ơn các thầy cô và các bạn đã giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành đồ án. Hà nội, ngày25 tháng11 năm 2005 Sinh viên thực hiện: Phạm văn hiến Phạm Văn Hiến - Đ01VT2 Đồ án tốt nghiệp Đại học Ch ơng 1 Tổng quan về mạng IP Chơng 1Tổng quan về mạng IP1.1 Mô hình tham chiếu OSICùng với sự bùng nổ phát triển của mạng máy tính đã có những vấn đề nảy sinh là có nhiều nhà thiết kế và mỗi nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc mạng riêng của mình. Từ đó dẫn đến tình trạng không tơng thích giữa các mạng về: Phơng pháp truy nhập đờng truyền khác nhau, họ giao thức khác nhau. sự không tơng thích đó làm trở ngại cho quá trình tơng tác giữa ngời dùng ở các mạng khác nhau. Nhu cầu trao đổi thông tin càng lớn thì trở ngại đó càng không thể chấp nhận đợc với ngời sử dụng. Với lý do đó tổ chức chuẩn hoá quốc tế ISO đã thành lập một tiểu ban nhằm xây dựng một khung chuẩn về kiến trúc mạng để làm căn cứ cho các nhà thiết kế và chế tạo các sản phẩm mạng. Kết quả là năm 1984 ISO đã đa ra mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống mở ( Reference Model for Open System Inter - connection) hay gọn hơn là OSI Reference model. Mô hình này đợc dùng làm cơ sở để kết nối các hệ thống mở. ISO sử dụng phơng pháp phân tích các hệ thống mở theo kiến trúc phân tầng và đã công bố mô hình OSI cho việc kết nối các hệ thống mở gồm 7 tầng. Các nguyên lý đợc áp dụng cho 7 tầng nh sau: Một lớp cần thiết phải tạo ở mức độ khác nhau của khái niệm trừu tợng. Mỗi lớp phải thực hiện một chức năng xác định rõ ràng. Chức năng của mỗi lớp phải đợc chọn theo quan điểm hớng tới các giao thức chuẩn quốc tế đã đợc định nghĩa. Ranh giới giữa các lớp phải đợc chọn để tối thiểu luồng thông tin đi qua các giao diện. Phạm Văn Hiến - Đ01VTApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysical Mô hình OSI 7 tầng3 Đồ án tốt nghiệp Đại học Ch ơng 1 Tổng quan về mạng IP Số các lớp phải đủ lớn để phân biệt các chức năng cần thiết nhng không đa vào cùng một lớp quá nhiều chức năng, và phải đủ nhỏ để kiến trúc không rắc rối. Ưu điểm của quá trình phân lớp chức năng khi xây dựng mô hình OSI Tách hoạt động thông tin mạng thành các phần nhỏ hơn, đơn giản hơn Chuẩn hoá các thực thể chức năng của mạng Cho phép các lớp chức năng phát triển một cách độc lập mà không ảnh hởng tới toàn cục Tạo ra sự dễ hiểu trong quá trình xây dựng, nghiên cứu giao thức1.1.1 Chức năng các tầng trong mô hình OSI Tầng Chức năng 1 Vật lý Cung cấp phơng tiện truyền tin, thủ tục, khởi động duy trì, huỷ bỏ các liên kết vật lý, cho phép truyền dữ liệu ở dạng bit. Truy nhập đờng truyền vật lý nhờ các phơng tiện: Cơ, điện, hàm, thủ tục. 2 Liên kết dữ liệu Thiết lập, duy trì, huỷ bỏ các liên kết dữ liệu, kiểm soát luồng dữ liệu, phát hiện sai sót và khắc phục các sai sót truyền tin.3 Tầng mạngThực hiện việc chọn đờng và chuyển tiếp thông tin với công nghệ chuyển mạch thích hợp. Thực hiện việc kiểm soát luồng dữ liệu và cắt hợp dữ liệu nếu cần.4 Tầng giao vậnThực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai đầu nút (end- to- end), kiểm soát lỗi và kiểm tra việc truyền dữ liệu giữa hai đầu nút. Có thể thực hiện việc ghép kênh (Multiplxing), cắt hợp dữ liệu nếu cần5 Tầng phiênThiết lập, duy trì và đông bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông6 Trình diễnBiểu diễn thông tin theo cú pháp ngời sử dụng để đảm bảo truyền dữ liệu của các ứng dụng qua môi trờng OSI.7ứng dụngLà giao diện giữa ngời sử dụng và môi trờng OSI,đồng thời cung cấp các dịch vụ thông tin phân tán.Hình 1.2 Chức năng các tầng trong mô hình OSI1.1.2 Các giao thức chuẩn của mô hình OSIPhạm Văn Hiến - Đ01VT4 [...]... cấp các thông tin về địa chỉ cho giao thức IP thông qua các tham số của lời gọi Giao thức IP sau đó sẽ tạo ra các gói tin IP, ra quyết định chọn đờng và gọi các giao thức mạng ở tầng dới để mạng các gói tin IP này đi tới gateway hoặc tới trạm đích Telnet FTP TCP TFTP UDP Giao thức IP và ICMP Giao diện mạng (Ethernet, Token-Ring, ) Phạm Văn Hiến - Đ01VT Hình 1.9 Mối quan hệ giữa giao thức IP và các. .. (Fragmentation-Reassembly) các gói dữ liệu và nhúng/tách chúng trong các frame ở lớp truy nhập mạng 1.5.3 Giao diện với các giao thức ở lớp trên và lớp dới Giao thức IP gọi các giao thức ở lớp dới, để mang các gói tin IP tới gateway hoặc tới trạm đích Đồng thời nó cũng bị gọi bởi giao thức ở lớp trên là lớp giao vận nh giao thức TCP để truyền các đoạn dữ liệu của giao thức đó tới trạm đích Giao thức ở tầng trên... trên tầng mạng, giao thức IP còn có khả năng tìm lỗi, chia nhỏ các gói tin và lắp ráp lại chúng, nhằm cho phép truyền thông qua các mạng có kích thớc gói tin nhỏ hơn Giao thức IP là một giao thức rất hiệu quả và đợc sử dụng nhiều trong các chơng trình ứng dụng Giao thức IP đợc thiết kế để dùng trong các hệ thống các mạng máy tính truyền thông chuyển mạch gói (packet-switched) Giao thức IP truyền các khối... toàn cầu, mạng IP trong các tổ chức và doanh nghiệp còn gọi là mạng Intranet, mạng riêng ảo dùng giao thức IP (IP VPN) Một số mạng IP bao gồm cả ba loại mạng trên Ví dụ trong một doanh nghiệp có một số mạng LAN chạy giao thức IP trên các công nghệ nh Ethernet, TokenRing, FDDI ở các chi nhánh khác nhau Mỗi địa điểm ở xa sẽ có các router kết nối với mạng WAN dùng IP VPN Mạng này có cổng nối ra Internet,... Chơng 1 Tổng quan về mạng IP bảo này tạo lên một tính năng gọi là đảm bảo chất lợng dịch vụ (QoS) QoS là sự khác nhau cơ bản chủ yếu giữa IP VPN, Intranet và Internet công cộng 1.5 Giao thức IP 1.5.1 Tổng quan về giao thức IP Giao thức IP có chức năng của tầng mạng trong mô hình TCP /IP Giao thức IP là giao thức không liên kết (connectionless) , nghĩa là không có sự đảm bảo rằng các gói tin gửi đi sẽ... đầu các gói tin và đợc giao thức tầng thấp truyền theo dạng khung dữ liệu (Frame) IP định tuyến các gói tin thông qua liên mạng bằng cách sử dụng các bảng định tuyến động tham chiếu tại mỗi bớc nhảy Xác định tuyến đợc tiến hành bằng cách tham khảo thông tin thiết bị mạng vật lý & logic nh ARP _giao thức phân giải địa chỉ IP thực hiện việc tháo rời và khôi phục các gói tin theo yêu cầu kích thớc đợc định. .. thứ ba liên quan đến việc định tuyến Địa chỉ IP đợc dùng chủ yếu trong việc định tuyến Các gateway sẽ dùng địa chỉ IP để thực hiện các quyết định định tuyến cho các gói tin IP Nh ta đã biết một trạm mà có hai nối kết sẽ có hai địa chỉ IP Do đó đờng đi của gói tin IP trong mạng sẽ phụ thuộc vào địa chỉ IP Có thể với địa chỉ IP này gói tin sẽ tới đợc đích, còn với địa chỉ IP kia thì không Việc này... một đích trong đó nguồn và đích là các trạm máy tính đợc nhận dạng thông qua các địa chỉ có độ dài cố định Giao thức IP cũng cho phép việc phân đoạn và lắp ráp lại các gói tin IP có độ dài lớn để cho phép các gói tin này đi qua các mạng máy tính có đơn vị gói tin nhỏ Giao thức IP chỉ giới hạn trong việc cung cấp các chức năng cần thiết nhằm truyền các gói bít từ nguồn tới đích trên một hệ thống mạng Không... xây dựng mạng riêng nhng giá thành sẽ là quá cao Một giải pháp là xây dựng mạng riêng ảo trên nền tảng mạng Internet công cộng chạy giao thức IP Do đó, IP VPN là một dịch vụ mới, dự định cung cấp cho các doanh nghiệp một loại mạng IP có chất lợng tơng đơng với Intranet Trong các mạng IP VPN có sự đảm bảo về độ trễ thấp, về băng thông cũng nh các tính năng bảo mật để bắt chớc các đặc điểm của mạng Intranet... chỉ liên mạng (IP Interrnet) Do đó một trong những vấn đề quan trọng nhất của giao thức IP là địa chỉ Địa chỉ IP bao gồm 2 phần: NET ID + HOST ID Phần NET ID cho phép định tuyến gói tin đến mạng đích trong môi trờng liên mạng Phần HOST ID cho phép định tuyến gói tin đến HOST cụ thể trong 1 mạng Phần NET ID do tổ chức ARIN (American Registry for Internet Numbers) cấp cho các nhà quản trị mạng Phần . định tuyến. Đồ án tốt nghiệp Các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP sẽ đa ra kiến thức cơ bản về mạng IP , định tuyến trong mạng IP và các giao. giao thức định tuyến cổng nội và giao thức định tuyến cổng ngoại trong mạng IP. Mục đích của chơng này là trình bày về giao thức định tuyến cổng nội trong
