Bài giảng Mạng máy tính - Chương 8: Các giao thức định tuyến IP (P1) - Âu Bửu Long

ThS Âu Bửu Long 1Mạng máy tính nâng cao-V1 Router
Chuyển gói tin giữa các mạng mà nó kết nối đến.
Hoạt động trên tầng 3 của mô hình OSI.
Các router dùng các cơ chế khác nhau để xác định đường đi tốt nhất trên mạng.
Router có thể liên kết các loại mạng khác nhau. 2Mạng máy tính nâng cao-V1 Phân loại định tuyến
Định tuyến tĩnh
Định tuyến động ◦ Distance Vector ◦ Link state Mạng máy tính nâng cao-V1 3 DISTANCE VECTOR ROUTING Định nghĩa khoảng cách bằng số node trung gian Vector khoảng cách
Mỗi router khi muốn gởi gói tin đến router khác thì cần có thông tin về địa chỉ mạng và cổng vật lý tương ứng.
Bên cạnh đó còn có khoảng cách, được tính là số router trên đường đi.
Bảng các giá trị khoảng cách này được trao đổi giữa các router khi cần thiết. Mạng máy tính nâng cao-V1 5 Vector khoảng cách R3N1 N5N4 Destination Distance Port N1 0 1* N2 1 2 R1 R2N2 N3 N2 2 3 N3 1 2 N3 2 3 N4 1 3 N4 2 2 N5 1 3 N5 2 2 1 2 3 Bảng vector khoảng cách
Bảng định tuyến được khởi tạo động ◦ Router khởi tạo bảng dựa vào các mạng kết nối trực tiếp, khoảng cách bằng 0 ◦ Các router trao đổi bảng định tuyến với nhau định kỳ.  Nếu router kề (GS là R2) quảng bá đường định tuyến đến mạng N với khoảng cách D, thì ta có khoảng cách đến N là D+1  Router nhận sẽ cập nhật lại bảng định tuyến với đường đi đến mạng N là qua port nối với router R2 với khoảng cách D+1 Mạng máy tính nâng cao-V1 7 Cập nhật bảng định tuyến Mạng máy tính nâng cao-V1 8 Distance Vector Tables N1 N4 Dest Distance Route N1 0 1 N2 0 2 N3 0 3 1 N2 N3 R1 R2 N5Dest Distance Route N4 0 1 N5 0 2 T1 41 2 3 3 2T1 T1 T1 Distance Vector Tables N1 N4 1 Dest Distance Route N1 0 1 N2 0 2 N3 0 3 N4 0 1 N5 0 2 N1 1 3 N2 1 3 N3 1 3 N2 N3 R1 R2 N5 41 2 3 3 2T2T2T2T2 Distance Vector Tables N1 N4 N1 0 1 N2 0 2 N3 0 3 N4 1 4 N5 1 4 1 N2 N3 R1 R2 N5 N4 0 1 N5 0 2 N1 1 3 N2 1 3 N3 1 3 41 2 3 3 2 Ví dụ Distance Vector Leamington 86 → Essex 21 ↑ Welcome to Bobton Population: 1 Windsor 46 ← Whoohoo! A friend! RIP Routing Information Protocol Hoạt động của RIP
Là một loại định tuyến dựa trên vector khoảng cách
Các node trong mạng đươc chia thành 2 loại: ◦ Active node:  Là routers, nhận quảng bá của láng giềng để xây dựng bảng định tuyến.  Quảng bá thông tin định tuyến của chính mình ◦ Passive node:  Thường là các máy tính, chỉ nhận mà không quảng bá đi. Mạng máy tính nâng cao-V1 14 Hoạt động của RIP
Cả active và passive node đều cập nhật bảng định tuyến của mình bằng các gói quảng bá từ các node khác
Các mẫu tin đường đi với khoảng cách ngắn hơn sẽ được cập nhật ◦ Các đường đi cùng khoảng cách không được cập nhật. Mạng máy tính nâng cao-V1 15 Định dạng gói tin RIP command version 1 1 octets Cho biết gói tin hỏi hay trả lời reserved address family ID address metric 2 2 14 4 Lặp lại ứng với từng mẫu tin Gói hỏi & trả lời
Gói hỏi: Được gởi bởi router khi thông tin hết hạn
Gói trả lời: ◦ Gởi trả lời cho gói hỏi ◦ Gởi định kỳ ◦ Gởi khi có thay đổi về mạng Mạng máy tính nâng cao-V1 17 Ví dụ: Vấn đề với DV
Xét mô hình mạng như bên dưới: BA C 1 1 12 Dest Dist Port B 1 1 C 2 1 Dest Dist Port A 1 1 C 1 2 Dest Dist Port A 2 1 B 1 1 Ví dụ: Vấn đề với DV
Khi link giữa B và C bị đứt?
B sẽ nhận ra trước tiên và cố tìm đường khác đi đến C BA C Dest Dist Port B 1 1 C 2 1 Dest Dist Port A 1 1 C 1 2 Dest Dist Port A 2 1 B 1 1 1 1 12 X Ví dụ: Vấn đề với DV
B sẽ hỏi router lên cận (A)
A sẽ trả lời??? ◦ A tra bảng định tuyến của mình để tìm đường đến C BA C Dest Dist Port B 1 1 C 2 1 Dest Dist Port A 1 1 C ? ? 1 1 12 X Ví dụ: Vấn đề với DV
A có thông tin đường đến C với khoảng cách là 2 ◦ Đường này đi thông qua link bị đứt, nhưng A không biết.
B sẽ nhận thông tin (sai) rằng có thể đến C thông qua A ◦ B cập nhật đường đi với khoảng cách =3 BA C Dest Dist Port B 1 1 C 2 1 Dest Dist Port A 1 1 C 3 1 1 1 12 X Ví dụ: Vấn đề với DV
G/s B muốn gởi gói tin cho C: ◦ B sẽ gởi sang A:  Như thông tin trong bảng định tuyến ◦ A sẽ gởi lại B... ◦ Dẫn đến lặp liên tục gói tin... BA C Dest Dist Port B 1 1 C 2 1 Dest Dist Port A 1 1 C 3 1 1 1 12 X Ví dụ: Vấn đề với DV
Bên cạnh đó, khi các gói tin cập nhật định tuyến được gởi, A và B có thể liên tục cập nhật khoảng cách sai đến C tăng dần.
Giải pháp: ◦ “Count to infinity” ◦ “Split Horizon” Mạng máy tính nâng cao-V1 23 Count to Infinity
Ví dụ đường đi đến host D D R1 R2 NetworkR3 Count to Infinity
G/s link giữa R1 và D fail? ◦ R1 nhận biết và tìm đường đi khác D R1 R2 NetworkR3X Count to Infinity
R2 quảng bá đường đến D (với distance 2) ◦ R1 không biết là đường này đi qua chính mình D. D R1 R2 NetworkR3 ? Count to Infinity
R1 cập nhật đường đến D ◦ Khoảng cách = 3 (2+1) ◦ Đường đi thông qua R2 D R1 R2 NetworkR3 ? D 3 Count to Infinity
R2 cập nhật đường đi đến D (theo thông tin từ R1) ◦ Khoảng cách sẽ là 4 (3+1) ◦ Vector khoảng cách được gởi cho R1 D R1 R2 NetworkR3 ? D 4 Count to Infinity
R1 lại cập nhật thông tin đến D ◦ Khoảng cách 5 (4+1) ◦ ... V/v (đến giá trị ‘infinity’) D R1 R2 NetworkR3 ? D 5 Count to Infinity
Khi đến giá trị “infinity”, R2 xác nhận không tìm được đường đến D qua R1
R2 tiếp tục dùng R3 để tìm đường đến D D R1 R2 NetworkR3 ? Thời gian hội tụ
Mất nhiều thời gian hội tụ do: ◦ Các router mất nhiều thời gian tìm đường.  Một số router nhận biết đứt kết nối, số khác thì không
Trong RIP, khoảng cách 16 được xem là infinity ◦ Kích thước mạng dùng định tuyến RIP bị giới hạn. Cơ chế Split Horizon
Để hạn chế đếm đến vô cùng: ◦ DV không gởi quảng bá đến port đã nhận.
Ví dụ: ◦ R1 quảng bá cho R2 đường đến D: (D,1) ◦ R2 nhận và tạo ra mẫu tin của mình: (D,2) ◦ R2 không quảng bá mẫu tin này lại cho R1  Nhưng sẽ gởi đến các port khác. D R1 R2 NetworkR3 ? Cơ chế Split Horizon
Vấn đề: ◦ Nguồn của mẫu tin cập nhật cũng phải được lưu lại ◦ Tuy nhiên, vẫn có thể bị “count to infinity” khi có nhiều router. Các cơ chế khác
Hold down timer: Tăng tính ổn định khi mạng đang hội tụ,
Poison Reverse: Router vẫn giữ mậu tin cho các mạng bị đứt kết nối, nhưng thay giá trị khoảng cách bằng infinity Q&A Mạng máy tính nâng cao-V1 35