Đề tài Tối ưu hóa cập nhật định tuyến trong môi trường đa giao thức

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Nhận xét của giáo viên phản biện ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… LỜI CẢM ƠN Là sinh viên đại học văn bằng thứ hai,không giống với các em sinh viên bằng một, chúng em gặp rất nhiều khó khăn rất đặc trưng của những người vừa làm, vừa học, vừa lo hoàn thành bổn phận của người cha người mẹ đối với gia đình nhưng nhờ nhà trường luôn tạo những điều kiện thuận lợi linh động phù hợp với thực tế của cuộc sống nên chúng em đã lần lượt hoàn thành các môn học của chương trình. Giờ đây ở ngưỡng cửa sắp bước ra khỏi mái trường đại học KTCN thân yêu này chúng em vô cùng trân trọng những gì mà nhà trường thầy cô đã dành cho chúng em suốt gần bốn năm học. Chúng em đặc biệt cảm ơn Thầy thạc sĩ Lê Mạnh Hải là người đã dẫn dắt giúp đỡ chúng em trong các môn học và đặc biệt là sự quan tâm theo dõi chu đáo của Thầy trong suốt quá trình chúng em làm đồ án cơ sở, đồ án chuyên ngành và giờ đây là luận văn tốt nghiệp. Qua ba lần được Thầy hướng dẫn chúng em đã cảm nhận được phương pháp luận khoa học để tìm hiểu, nghiên cứu và trình bày một cách hợp lý và khoa học những kiến thức mà mình đạt được, đây là một kỹ năng rất cần thiết trong cuộc sống cũng như trong công việc thực tế hàng ngày. Một lần nữa chúng em xin được cảm ơn nhà trường và thầy cô. Tp_Hồ Chí Minh,ngày 10 tháng 05 năm 2005 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Hiến Nguyễn Đức Quang MỤC LỤC Lời cảm ơn ……………………………………………………………………………………………………………………………03 Mục lục ………………………………………………………………………………………………………………………………….04 Giới thiệu mục tiêu của đề tài……………………………………………………………………………………….07 Cấu trúc của đề tài ……………………………………………………………………………………………………………08 Phần 1 : Môi trường đa giao thức và mô hình sát nhập mạng đa giao thức ……….…09 1_1 Tổng quan về môi trường đa giao thức………………………………………………………….….10 1_1_1 Những lý do của việc sử dụng nhiều giao thức………………….……….10 1_1_2 Những lý do của việc chỉ dùng một giao thức duy nhất…………..10 1_1_3 Khái niệm về phân phối tuyến đường……………………………………….……11 1_2 Giới thiệu tổng quan về nhu cầu kết nối các mạng và mô hình mạng của các công ty Việt Triều,Hạ Long và Đất Việt……………………….…12 1_3 Mô hình tổng quát và chi tiết sau khi sát nhập thành tổng công ty ……………………………………………………………………………………………………………………………………15 1_4 Giới thiệu tóm tắt các tính chất & tính năng của các giao thức định tuyến trong đề tài…………………………………………………………………18 1_4_1 Giao thức RIP……………………………………………………………………..…………………..18 1_4_2 Giao thức IGRP……………………………………………………………………………………….22 1_4_3 Giao thức OSPF ………………………………………………………………………………………27 Phần 2 : Tổng quan về kỹ thuật phân phối tuyến đường và những nguyên nhân dẫn đến việc cần phải tối ưu hoá.....................................................35 2_1 Phân phối tuyến đường giữa các giao thức định tuyến….……………..36 2_1_1 Kiểm soát cập nhật định tuyến trong môi trường đa giao thức……………………………………………………………………………………………… 36 2_1_2 Cấu hình phân phối tuyến đường giữa các giao thức…..38 2_1_3 Phân tích chi tiết các tham số khi cấu hình phân phối tuyến đường và các ứng dụng……………………………………….…………39 2_1_4 Những tính chất chính của kỹ thuật phân phối tuyến đường …………………………………………………………………………….……………….44 2_2 Những vấn đề xảy ra khi thiết lập môi trường đa giao thức và hướng khắc phục cụ thể…………………………………………………………..46 2_2_1 Tình trạng lặp vòng xảy ra dẫn đến khả năng gói tin không bao giờ đến đích………………………..46 2_2_2 Những quyết định định tuyến sai lầm hoặc kém hiệu quả do sự khác nhau giữa các giao thức định tuyến về metric………………………………………………………………………………49 2_2_3 Thời gian hội tụ của toàn mạng tăng do các giao thức khác nhau có độ hội tụ khác nhau điều này dẫn đến khả năng bị timeouts và mạng bị tê liệt tạm thời………………51 2_2_4 Vấn đề chủ động kiểm soát quyết định chọn đường trong môi trường đa giao thức dựa vào chỉ số AD của giao thức………………………………………………………………….……54 Phần 3 : Thực hiện các giải pháp cụ thể cho việc tối ưu hóa mô hình mạng thực tế sát nhập các công ty……………………………………………………………………..57 3_1 Giải pháp dùng danh sách phân phối (distribute-lists) để chống lặp vòng…………………………………………………………………………………………58 3_1_1 Tổng quan về danh sách phân phối ……………………………………58 3_1_2 Giải quyết bài toán chống lặp vòng trong mô hình thực tế của tổng công ty bằng kỹ thuật danh sách phân phối………………………………………………………………………………61 3_2 Giải pháp dùng kỹ thuật route-map để lập trình điều chỉnh metric phù hợp với mô hình thực tế nhằm khắc phục sai sót về metric trong quá trình phân phối……………… ……………………………………………………..………………………63 3_2_1 Tổng quan chung về Route-Map……………….…………………………63 3_2_2 Giải quyết bài toán của về metric của RIP khi phân phối vào OSPF trong mô hình thực tế của tổng công ty với kỹ thuật Route-map……………………………………………………………………….……………..65 3_3 Giải pháp thay đổi thời gian cập nhật quảng bá mặc định của giao thức định tuyến nhằm tăng tốc độ hội tụ chung của toàn mạng…………………………………………………………………………………………………………….….……….69 3_3_1 Tổng quan về hội tụ……………………………………………………….…………69 3_3_2 Thực hiện cấu hình tham số của thời gian cập nhật hội tụ trên tất cả các bộ định tuyến……………………………………………….…………72 3_4 Thiết lập kết nối dự phòng được định tuyến sẵn qua chỉ số AD của giao thức và khả năng hướng luồng lưu lượng theo nhu cầu qua kết nối dự phòng…………………………………………………………………………………………………..75 3_4_1 Ứng dụng của chỉ số AD vào việc kết nối một tuyến đường dự phòng luôn sẵn sàng……………………………………75 3_4_2 Ứng dụng của chỉ số AD vào việc thay đổi hướng luồng lưu lượng……………………………………………………………………………78 3_5 Kết luận chung về phương pháp tối ưu hóa cập nhật định tuyến trên môi trường đa giao thức …………………………………………….……..79 Hướng phát triển của đề tài……………………………………………………………………………….………….80 Tài liệu tham khảo…………………………………………………………………………………………………………….81 GIỚI THIỆU MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Đề tài này tập trung tìm hiểu các giải pháp của Cisco trong việc giải quyết những khó khăn và bất cập trong môi trường định tuyến đa giao thức. Môi trường đa giao thức không được khuyến khích phát triển vì môi trường này luôn tồn tại rất nhiều vấn đề phức tạp do có quá nhiều sự khác nhau giữa các giao thức làm cho chúng không thể hiểu nhau nhưng trong thực tế môi trường này là không thể tránh khỏi. Làm chủ được môi trường đa giao thức, duy trì tốt được một mạng có nhiều giao thức khác nhau cùng hoạt động một cách thống nhất và hiệu quả mang lại một lợi ích to lớn về mặt kinh tế do tiết kiệm được chi phí đầu tư trang bị hàng loạt thiết bị tương thích, đồng thời giúp cho những vùng mạng tham gia môi trường duy trì được chính sách riêng của mạng cục bộ do giao thức đang sử dụng hỗ trợ mạnh mẽ. Đề tài không dừng lại ở mục tiêu là tìm hiểu những giải pháp của Cisco trong việc giải quyết vấn đề này mà qua mô hình thực tế việc sát nhập ba công ty Hạ Long, Đất Việt và Việt Triều sẽ trình bày những bất cập xảy ra trong quá trình sát nhập mạng,tiếp theo là giải pháp cụ thể cho từng vấn đề được thực hiện trên thiết bị thật của công nghệ Cisco. Những vấn đề được trình bày và giải quyết trong luận văn này chỉ là một vài thí dụ tiêu biểu vì môi trường đa giao thức là một môi trường vô cùng phức tạp trong đó mỗi mạng cụ thể sẽ phát sinh những vấn đề cụ thể rất đặc thù. CẤU TRÚC CỦA ĐỀ TÀI Đề tài được chia làm 03 phần như sau: Phần một : Tổng quan về môi trường đa giao thức gồm những lý do của sự tồn tại và duy trì môi trường phức tạp này, tiếp theo là phần giới thiệu những mô hình mạng cụ thể của các công ty tham gia sát nhập tạo nên môi trường đa giao thức. Cũng nằm trong phần một này là giới thiệu khái quát nhưng cũng rất đầy đủ những chi tiết cần thiết có liên quan trong đề tài của những giao thức định tuyến mà các công ty tham gia sát nhập đang sử dụng là RIP ,IGRP và OSPF. Phần hai : Mở đầu của phần hai giới thiệu kỹ thuật phân phối tuyến đường giữa các giao thức dựa trên công nghệ của Cisco gồm những giải pháp và phương pháp cho những vấn đề cụ thể, những tính chất của việc phân phối là hệ quả của quá trình phân phối từng cặp giao thức. Phần nội dung mang tính thực tiễn nhất trong phần hai này là giới thiệu những vấn đề xảy ra khi sát nhập các công ty nêu trên ngay sau đó là những giải pháp đề nghị cụ thể. Phần ba : Là phần chính của luận văn tập trung giới thiệu về phương pháp giải quyết cho các vấn đề nêu ở phần hai, đầu tiên là lý thuyết tổng quát của kỹ thuật công nghệ sau đó là hiện thực giải pháp chi tiết cho từng vấn đề. Sau cùng là những kết luận rút ra từ kinh nghiệm qua quá trình tìm hiểu và thực hiện cấu hình thực tế trên thiết bị. Hướng phát triển của đề tài kết thúc đề tài luận văn tốt nghiệp với mong muốn tìm hiểu và giải quyết những vấn đề phức tạp hơn của môi trường đa giao thức song vì giới hạn của luận văn mà không thể trình bày thêm. PHẦN 1 MÔI TRƯỜNG ĐA GIAO THỨC VÀ MÔ HÌNH SÁT NHẬP MẠNG ĐA GIAO THỨC 1_1 Tổng quan về môi trường đa giao thức: 1_1_1 Những lý do của việc sử dụng nhiều giao thức : Việc sử dụng đa giao thức thường không được khuyến khích nhưng trong những trường hợp sau đây cần phải sử dụng để giải quyết những vấn đề thực tế: Một tổ chức đang trong giai đoạn chuyển đổi từ từ, từng phần sang một giao thức định tuyến khác vì giao thức cũ không đủ khả năng đáp ứng những yêu cầu mới khi mạng của tổ chức này đã phát triển lớn hơn trước đây. Do vấn đề lịch sử để lại, tổ chức này được cấu thành từ một loạt những tổ chức có quy mô nhỏ nay trở thành một tổ chức lớn và đang chuyển dần sang dùng một giao thức duy nhất trong tương lai. Một vài phòng ban cần những giải pháp riêng biệt phải dùng giao thức phù hợp với giải pháp này. Do việc hợp nhất các tổ chức, công ty, liên kết sát nhập mà các thành phần này đã có cơ sở hạ tầng mạng sẵn. Do môi trường mạng của một tổ chức quá rộng lớn nhưng tư tưởng sách lược trong quản trị mạng của các nhà quản trị mỗi nơi mỗi khác để phù hợp với tình trạng hiện tại của vùng mà mình quản lý. Do môi trường rộng lớn phân chia làm nhiều vùng mỗi vùng có một nhu cầu đặc trưng nhằm giúp cho vùng đó giải quyết hiệu quả công việc của mình đó là những trường hợp điển hình của các công ty đa quốc gia có thể dùng giao thức EIGRP trong nội vùng nhưng khi ra ngoài thì phải hội nhập qua giao thức BGP. 1_1_2 Những lý do của việc chỉ dùng một giao thức duy nhất: Giúp cho việc cấu hình và quản lý đơn giản và hiệu quả hơn. Nhằm hạn chế những bất cập của việc dùng nhiều giao thức có thể gây lỗi mạng nghiêm trọng rất khó kiểm soát và tìm lỗi. 1_1_3 Khái niệm về phân phối tuyến đường : Một bộ định tuyến thực hiện chức năng phân phối trong trường hợp bộ định tuyến đó đang sử dụng một giao thức định tuyến để quảng bá những tuyến đường học được từ một vài “phương thức” khác. Những phương thức khác này có thể là một loại giao thức định tuyến khác, một tuyến đường tĩnh hoặc một kết nối trực tiếp đến mạng đích. Ví dụ như một bộ định tuyến có thể chạy cùng lúc cả hai tiến trình OSPF và tiến trình RIP, nếu tiến trình định tuyến OSPF được cấu hình để quảng bá những tuyến đường học được qua tiến trình RIP thì được gọi là”phân phối RIP”. Từ cả hai khía cạnh là quản lý cấu hình và kiểm soát lỗi thì việc chạy một giao thức duy nhất xuyên suốt toàn mạng là lý tưởng nhất nhưng thực tế của môi trường mạng hiện đại thường bắt ta phải chấp nhận những vùng định tuyến đa giao thức bởi những lý do đã nêu trong phần 1_1_1. Giao thức định tuyến IP hỗ trợ nhiều khả năng cho việc phân phối tuyến đường lẫn nhau, mỗi giao thức có những tính chất riêng về metric cũng như có chỉ số AD khác nhau,giao thức có thể là classless hay classful. Trong quá trình phân phối tuyến đường giữa chúng cần phải quan tâm đến những tính chất trên vì những tính chất này nếu không được xem xét kỹ lưỡng có thể dẫn đến phân phối thất bại hay phân phối thiếu một vài tuyến đường thậm chí có thể dẫn đến lặp vòng hay làm triệt tiêu thông tin cập nhật định tuyến. 1_2 Giới thiệu tổng quan về nhu cầu kết nối các mạng và mô hình mạng của các công ty Việt Triều,Hạ Long và Đất Việt . Xuất phát từ nhu cầu thực tế của việc sát nhập ba công ty Việt Triều, Hạ Long và Đất Việt nảy sinh vấn đề cần giải quyết là kết nối ba mạng riêng lẻ của ba công ty trên trong điều kiện mỗi mạng riêng này vẫn giữ nguyên mô hình và giao thức cũ đang sử dụng. Sau đây là tóm tắt các mô hình của ba mạng trên. Công ty Việt Triều : Công ty Việt Triều có một văn phòng chính ở quận 3 tp_HCM, một văn phòng đại diện ở Bình Dương và một văn phòng khác tại Cần Thơ. Ba văn phòng trên đã được nối mạng với nhau bằng dịch vụ Frame-Relay do VDC cung cấp. Công ty Việt Triều sử dụng giao thức IGRP do các bộ định tuyến của công ty đều là của hãng Cisco nên công ty tận dụng ưu điểm của giao thức này vào mạng của mình và mô hình mạng Frame Relay của công ty là mô hình dạng sao nhằm tiết kiệm chi phí thuê bao, mỗi kết nối điểm điểm có CIR là 128 kbps, mạng của công ty hoạt động rất tốt. HÌNH 1 : MÔ HÌNH TỔNG QUÁT MẠNG CÔNG TY VIỆT TRIỀU HÌNH 2 : HIỆN TRẠNG MẠNG CHI TIẾT CTY VIỆT TRIỀU Công ty Hạ Long : Văn phòng chính của công ty Hạ Long ở đường Đội Cấn, Hà Nội, văn phòng thứ hai ở Bắc Ninh và văn phòng còn lại ở Vĩnh Phúc. Công ty Hạ Long có một trục leased line 192 kpbs nối ba địa điểm trên và dùng giao thức định tuyến OSPF. Do có ý định mua một địa chỉ IP thật nên công ty triển khai sử dụng giao thức OSPF vì giao thức này hỗ trợ VLSM giúp công ty tiết kiệm địa chỉ IP. Mạng của công ty được thiết kế với 2 vùng OSPF là vùng 0 và vùng 1. HÌNH 3 : MÔ HÌNH TỔNG QUÁT MẠNG CÔNG TY HẠ LONG HÌNH 4 : HIỆN TRẠNG MẠNG CHI TIẾT CTY HẠ LONG Công ty Đất Việt : Công ty Đất Việt có 02 văn phòng, một ở đường Trần Quốc Toản, Đà Nẵng và một văn phòng đại diện tại Tháp Chàm, Phan Rang. Mạng của công ty là một đường leased line