Xemtailieu Tải về Tìm hiểu về giao thức định tuyến eigrp trong router của cisco
Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triển của Internet cũng đồng nghĩa với việc tăng trưởng về quy mô và công nghệ nhiều loại mạng LAN, WAN … Và đặc biệt là lưu lượng thông tin trên mạng tăng đáng kể. Chính điều đó đã làm cho vấn đề chia sẻ thông tin trên mạng hay là vấn đề định tuyến trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Trong việc thiết kế mạng và lựa chọn giao thức định tuyến sao cho phù hợp với chi phí, tài nguyên của tổ chức là đặc biệt quan trọng. Internet phát triển càng mạnh, lượng người truy nhập càng tăng yêu cầu định tuyến càng phải tin cậy, tốc độ chuyển mạch nhanh và không gây ra lặp trên mạng. Hơn nữa khi nhiều tổ chức tham gia vào mạng thì nhiều giao thức được đưa vào sử dụng dẫn đến sự phức tạp về định tuyến cũng gia tăng, và số lượng các giao thức để phục vụ cho việc định tuyến cũng có rất nhiều. Việc hiểu biết và thiết kế các mạng thông tin cỡ lớn có sử dụng các thiết bị định tuyến đang trở thành một nhu cầu vô cùng cấp thiết trong thực tế. Nó đòi hỏi người thiết kế mạng phải có sự hiểu biết sâu về giao thức sẽ sử dụng cho việc thiết kế mạng cũng như các loại giao thức định tuyến khác. Hiện nay CISCO là một trong những nhà cung cấp các thiết bị mạng hàng đầu trên thế giới. Ở Việt Nam các thiết bị này đang được sử dụng ngày càng rộng rãi trong hệ thống mạng Internet, trong các mô hình mạng của các công ty, tổ chức, doanh nghiệp... Ngoài ra đó cũng là một trong những chuẩn thiết bị được sử dụng cho việc đào tạo các khóa học về mạng ở nước ta. CISCO cũng đưa ra các chứng chỉ nhằm đánh giá năng lực của các cá nhân muốn theo học các khóa đạo tào để trở thành chuyên viên mạng. Giao thức định tuyến EIGRP được CISCO phát triển độc quyền dựa trên giao thức định tuyến IGRP nhằm nâng cao tính hiệu quả cho quá trình định tuyến trong các router của họ. Năm 1994, CISCO đã thành công trong việc cải tiến giao thức định tuyến IGRP (là một giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách) vốn chưa linh hoạt trong việc định tuyến, các router định tuyến theo vector khoảng cách không biết được đường đi một cách cụ thể, không biết về các router trung gian trên đường đi và cấu trúc kết nối của chúng ra sao. Chính vì vậy, với các mạng nhỏ thì IGRP tỏ ra linh hoạt trong khi gặp những mạng có mô hình mạng lớn thì việc định tuyến của IGRP trở nên khó khăn. Nhận biết được điều này, CISCO phát triển IGRP lên thành EIGRP và vẫn Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 1 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP sử dụng thuật toán định tuyến theo vectơ khoảng cách nhưng khi cập nhật và bảo trì thông tin láng giềng và thông tin định tuyến thì nó làm việc giống như một giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Do sở hữu tới tận hai thuật toán định tuyến cho nên EIGRP còn được gọi là giao thức định tuyến ghép lai. Trong giới hạn của khóa luận tốt nghiệp em xin được giới thiệu qua một vài giao thức định tuyến hiện nay đang được sử dụng và tập trung đi sâu nói về giao thức định tuyến EIGRP với tên đề tài “ Tìm hiểu về giao thức định tuyến EIGRP trong Router của CISCO ” . Nội dung của khóa luận được chia làm ba chương : Chương 1 : Giới thiệu về các giao thức định tuyến Chương 2 : Giao thức định tuyến EIGRP Chương 3 : Cấu hình router EIGRP Vì khả năng chưa cho phép nên việc cấu hình giao thức trên các Router thật của CISCO chưa thực hiện được, thay vào đó em đã mô phỏng câu lệnh của EIGRP trên trình mô phỏng Packettracer - là một phần mềm của CISCO. Kiến thức về định tuyến quả thực rất rộng lớn, điều kiện thời gian cũng như kiến thức có hạn, nghiên cứu chủ yếu dựa trên lý thuyết nên đề tài còn sơ sài và còn nhiều thiếu sót. Em rất mong các thầy cô và các bạn góp ý thêm để em có thể hoàn thành tốt khóa luận này. Nhân đây, em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới toàn thể thầy cô giáo trường ĐH Công Nghệ đã giúp đỡ em trong suốt 4 năm học đại học tại trường, cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Hệ thống viễn thông và đặc biệt là ThS.Trần Quang Đạt đã trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình để em có thể thực hiện tốt khóa luận này. Hà Nội, tháng 5/2008 Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 2 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN Chương này sẽ giới thiệu qua về một số giao thức định tuyến cơ bản nhằm giúp chúng ta có được một cái nhìn tổng quan về các giao thức định tuyến. Nội dung của chương sẽ giải quyết được một số vấn đề sau: Hiểu được khái niệm về định tuyến (routing). Phân biệt định tuyến động, định tuyến tĩnh. Lý giải vì sao định tuyến động lại chiếm ưu thế trong việc định tuyến hiện nay. Phân biệt được thế nào là định tuyến theo vectơ khoảng cách (distance vector) thế nào là định tuyến theo trạng thái đường liên kết (link-state). 1.1. KHÁI NIỆM VỀ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN Trong việc nối mạng máy tính thì thuật ngữ định tuyến (routing) là chỉ sự chọn lựa đường đi trên một mạng máy tính để gửi dữ liệu. Định tuyến chỉ ra hướng, sự di chuyển của các gói dữ liệu được đánh địa chỉ từ nguồn của chúng, hướng đến đích cuối thông qua các nút 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. Định tuyến khác với bắc cầu (bridging) 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, định tuyến làm việc tốt hơn bắc cầu trong những mạng lớn, và nó trở thành dạng chiếm ưu thế của việc tìm đường trên mạng Internet. Các mạng nhỏ có thể có các bảng định tuyến được cấu hình thủ công, còn những mạng lớn hơn có cấu trúc mạng phức tạp và thay đổi liên tục thì xây dựng thủ công các bảng định tuyến là vô cùng khó khăn. Tuy nhiên, hầu hết mạng điện thoại chuyển mạch chung (PSTN) sử dụng bảng định tuyến được tính toán trước, với những tuyến dự trữ nếu các lộ trình trực tiếp đều bị nghẽn. Định tuyến động cố gắng giải quyết vấn đề tắc nghẽn bằng việc xây dựng bảng định tuyến một cách tự động, Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 3 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP dựa vào những thông tin được giao thức định tuyến cung cấp, và cho phép mạng hành động gần như tự trị trong việc ngăn chặn mạng bị lỗi và nghẽn. Những mạng trong đó các gói thông tin được vận chuyển, ví dụ như Internet, chia dữ liệu thành các gói, rồi dán nhãn với các đích đến cụ thể và mỗi gói được lập lộ trình riêng biệt. Các mạng xoay vòng, như mạng điện thoại cũng thực hiện định tuyến để tìm đường cho các vòng (ví dụ như cuộc gọi điện thoại) để chúng có thể gửi lượng dữ liệu lớn mà không phải tiếp tục lặp lại địa chỉ đích. Định tuyến IP truyền thống vẫn còn tương đối đơn giản vì nó dùng cách định tuyến bước kế tiếp (next-hop routing), router chỉ xem xét nó sẽ gửi gói thông tin đến đâu, và không quan tâm đường đi sau đó của gói trên những bước truyền còn lại. Tuy nhiên, những chiến lược định tuyến phức tạp hơn có thể được, và thường được dùng trong những hệ thống như MPLS, ATM hay Frame Relay, những hệ thống này đôi khi được sử dụng như công nghệ bên dưới để hỗ trợ cho mạng IP. 1.2. PHÂN LOẠI GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN 1.2.1. ĐỊNH TUYẾN TĨNH Đối với định tuyến tĩnh, các thông tin về đường đi phải do người quản trị mạng nhập cho router. Khi cấu trúc mạng có bất kỳ thay đổi nào thì chính người quản trị mạng phải xóa hoặc thêm các thông tin về đường đi cho router. Những loại đường đi như vậy gọi là đường đi cố định. Đối với hệ thống mạng lớn thì công việc bảo trì bảng định tuyến cho router như trên tốn rất nhiều thời gian. Còn đối với hệ thống mạng nhỏ, ít có thay đổi thì công việc này đỡ mất thời gian hơn. Chính vì định tuyến tĩnh đòi hỏi người quản trị mạng phải cấu hình mọi thông tin về đường đi cho router nên nó không có được tính linh hoạt như định tuyến động. Trong những hệ thống mạng lớn, định tuyến tĩnh thường được sử dụng kết hợp với giao thức định tuyến động cho một số mục đích đặc biệt. Đối với các mạng LAN không có những thiết bị định tuyến chuyên dụng thì việc định tuyến tĩnh là bắt buộc. Những mạng này thường là những mạng cố định, không có thay đổi về mặt vật lý. Khi thêm một thiết bị như máy tính vào mạng thì người quản trị trực tiếp cấu hình trên máy tính đó sao cho phù hợp với các thiết bị khác. Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 4 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP 1.2.2. ĐỊNH TUYẾN ĐỘNG Đối với định tuyến động thì Router sẽ tự động cập nhật bảng định tuyến từ các router khác, chúng chia sẻ dữ liệu định tuyến với nhau và từ đó router sẽ tự động thay đổi thông tin của bảng định tuyến với việc lựa chọn ra đường đi tốt nhất tới một mạng. Ưu điểm của định tuyến động là đơn giản trong việc cấu hình và tự động tìm ra những tuyến đường thay thế nếu như mạng có sự thay đổi. Định tuyến động chiếm ưu thế trên Internet. Tuy nhiên, việc cấu hình các giao thức định tuyến thường đòi hỏi nhiều kinh nghiệm, chúng ta không nên nghĩ rằng kỹ thuật nối mạng đã phát triển đến mức hoàn toàn tự động cho việc định tuyến. Định tuyến động được chia ra làm hai loại chính sau : • Giao thức định tuyến cổng nội (IGP) • Giao thức định tuyến cổng ngoại (EGP) Giao thức định tuyến cổng nội : Được sử dụng để định tuyến trong phạm vi một hệ tự trị (AS). Giao thức này được chia làm 2 loại : Định tuyến theo vector khoảng cách (Distance Vector) bao gồm : RIP, RIPv2, IGRP. Định tuyến theo trạng thái đường liên kết (Link State) bao gồm : OSPF, IS-IS. Giao thức định tuyến cổng ngoại (EGP) bao gồm : BGP Ngoài ra các giao thức định tuyến còn chia theo các loại hỗ trợ định tuyến IP: Classfull, classless, IPv6. • Classfull: RIP, IGRP, EGP • Classless: RIPv2, EIGRP, OSPF, IS-IS, BGPv4 • IPv6: RIPng, EIGRP for IPv6, OSPFv3, IS-IS for IPv6, BGPv4 for IPv6. Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 5 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP Hình 1 : Phân loại các giao thức định tuyến động Trong giao thức định tuyến cổng nội (IGP) có 2 loại là định tuyến theo vector khoảng cách và định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Cả 2 loại giao thức này đều thực hiện định tuyến trong phạm vi một hệ tự trị. Chúng sử dụng 2 phương pháp khác nhau để thực hiện cùng một nhiệm vụ. 1.2.2.1. ĐỊNH TUYẾN THEO VECTƠ KHOẢNG CÁCH Thuật toán vector khoảng cách so sánh chính xác các đường nhằm tìm ra con đường tốt nhất tới bất kỳ địa chỉ đích đã cho nào. Thuật toán cung cấp thông tin cụ thể về cấu trúc đường đi trong mạng và hoàn toàn không nhận biết về các router trên đường đi. Các router theo vector khoảng cách thực hiện gửi toàn bộ hoặc một phần các bảng định tuyến của mình và chỉ gửi cho các router kết nối trực tiếp với mình. Vì thông tin trên bảng định tuyến rất ngắn gọn, chỉ cho biết tương ứng với một mạng đích là cổng nào trên router, router kế tiếp có địa chỉ IP là bao nhiêu, thông số định tuyến của con đường này là bao nhiêu. Do đó, các router định tuyến theo vector khoảng cách không biết được đường đi một cách cụ thể, không biết về các router trung gian trên đường đi và cấu trúc kết nối của chúng. Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 6 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP Các router định tuyến theo vector khoảng cách thực hiện cập nhật thông tin định tuyến theo định kỳ nên tốn nhiều băng thông đường truyền. Khi có sự cố thay đổi xảy ra, router nào nhận biết sự thay đổi đầu tiên sẽ cập nhật bảng định tuyến của mình trước rồi chuyển bảng định tuyến cập nhật cho router láng giềng. Router láng giềng nhận được thông tin mới, cập nhật vào bảng định tuyến đã được cập nhật cho các router láng giềng kế tiếp. Quá trình cập nhật cứ lần lượt như vậy ra toàn bộ hệ thống. Do đó thời gian hội tụ chậm. Giao thức thông tin định tuyến (RIP) là một trong những giao thức lâu đời nhất trong các giao thức định tuyến. RIP cũng là một trong các giao thức không rõ ràng, vì có rất nhiều giao thức định tuyến giống như RIP đang phát triển, một vài trong số đó được sử dụng cùng tên. RIP và vô số các giao thức giống như RIP đều dựa trên cùng một bộ thuật toán là sử dụng vectơ khoảng cách để so sánh chính xác các đường nhằm tìm ra con đường tốt nhất tới bất kỳ địa chỉ đích đã cho nào. Các thuật toán này xuất hiện từ các nghiên cứu khoa học trước năm 1957. 1.2.2.2. ĐỊNH TUYẾN THEO TRẠNG THÁI ĐƯỜNG LIÊN KẾT Thuật toán định tuyến trạng thái theo đường liên kết, hay còn gọi là thuật toán chọn đường ngắn nhất (SPF), thuật toán này đôi khi còn được gọi là thuật toán Dijkstra (đặt theo tên gọi của người đã phát minh ra thuật toán). Thuật toán lưu giữ một cơ sở dữ liệu phức tạp các thông tin về cấu trúc hệ thống mạng và có đầy đủ thông tin về các router trên đường đi và cấu trúc kết nối của chúng. Giao thức định tuyến OSPF là một trong những giao thức định tuyến sử dụng thuật toán này. OSPF có nhiều những ưu điểm mà các giao thức định tuyến trước đó như RIP hay IGRP sử dụng định tuyến theo vectơ khoảng cách không có được. Vì vậy mà OSPF có cơ chế hoạt động trái ngược hoàn toàn với RIP và IGRP. Giao thức này phát các thông tin về đường đi cho mọi router để các router trong mạng đều có cái nhìn đầy đủ về cấu trúc hệ thống mạng. Hoạt động cập nhật chỉ được thực hiện khi có sự kiện thay đổi, không cập nhật định kỳ, do đó băng thông được sử dụng hiệu quả hơn và mạng hội tụ nhanh hơn. Ngay khi có sự thay đổi trạng thái liên kết, thông tin lập tức được phát ra cho tất cả các router trong mạng. Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết thu thập thông tin về đường đi từ tất cả các router khác trong cùng hệ thống mạng hay trong cùng một Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 7 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP vùng đã được xác định. Khi tất cả các thông tin đã được thu thập đầy đủ thì sau đó mỗi router sẽ tự tính toán để chọn ra đường đi tốt nhất cho nó đến các mạng đích trong hệ thống. Như vậy mỗi router có một cái nhìn riêng và đầy đủ về hệ thống mạng khi đó chúng sẽ không còn truyền đi các thông tin sai lệch mà chúng nhận được từ các router láng giềng. Sau đây là các ưu điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết : Sử dụng chi phí làm thông số định tuyến để chọn đường đi trong mạng. Thông số chi phí này có thể phản ánh được dung lượng của đường truyền. Thực hiện cập nhật khi có sự kiện xảy ra, phát các gói quảng cáo trạng thái đường liên kết (LSAs) ra cho mọi router trong hệ thống mạng. Điều này giúp cho thời gian hội tụ nhanh hơn. Mỗi router có một sơ đồ đầy đủ và đồng bộ về toàn bộ cấu trúc hệ thống mạng. Do đó chúng rất khó bị lặp vòng. Router sử dụng thông tin mới nhất để quyết định chọn đường đi. Cần thiết kế hệ thống mạng một cách cẩn thận để cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết có thể được thu nhỏ lại, nhờ đó chúng ta có thể tiết kiệm được các tính toán Dijkstra và hội tụ nhanh hơn. Mọi router sử dụng sơ đồ cấu trúc mạng của riêng nó để chọn đường. Đặc tính này sẽ giúp chúng ta khi cần xử lý sự cố. Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết có hỗ trợ CIDR và VLSM. Các nhược điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết: Chúng đòi hỏi nhiều dung lượng bộ nhớ và năng lực xử lý cao hơn so với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách. Do đó chúng khá đắt tiền đối với các tổ chức nhỏ, chi phí hạn hẹp và thiết bị cũ. Chúng đòi hỏi hệ thống mạng phải được thiết kế theo mô hình phân cấp, hệ thống mạng được chia ra thành nhiều cấp mạng nhỏ để làm giảm bớt độ lớn và độ phức tạp của cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng. Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 8 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP Chúng đòi hỏi nhà quản trị mạng phải nắm vững giao thức. Trong suốt quá trình khởi động, các router thu thập thông tin về cấu trúc hệ thống mạng để xây dựng cơ sở dữ liệu, chúng phát các gói LSA ra trên toàn bộ mạng. Do đó tiến trình này có thể làm giảm dung lượng đường truyền dành cho dữ liệu khác. Bảng1 : Phân biệt giữa Distance Vector và Link- State Loại giao thức Định tuyến theo vector khoảng cách (Distance vector) Ví dụ RIPv1 và RIPv2 Đặc điểm -Copy bảng định tuyến cho router láng giềng. -Cập nhật định kỳ. -RIPv1 và RIPv2 sử dụng số lượng hop làm thông số định tuyến. -Mỗi router nhìn hệ thống mạng theo sự chi phối của các router láng giềng. -Hội tụ chậm. -Dễ bị lặp vòng. -Dễ cấu hình và dễ quản trị. -Tốn nhiều băng thông. Định tuyến theo trạng thái đường liên kết (Link State) OSPF -Sử dụng đường ngắn nhất. -Chỉ cập nhật khi có sự kiện xảy ra. -Gửi gói thông tin về trạng thái các đường liên kết cho tất cả các router trong mạng. -Mỗi router có cái nhìn đầy đủ về cấu trúc hệ thống mạng. -Hội tụ nhanh. -Không bị lặp vòng. -Cấu hình phức tạp hơn. -Đòi hỏi nhiều bộ nhớ và năng lượng xử lý Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 9 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP hơn so với định tuyến theo khoảng cách. -Tốn ít băng thông hơn so với định tuyến theo khoảng cách. 1.2.3. SO SÁNH VÀ PHÂN BIỆT ĐỊNH TUYẾN THEO VECTƠ KHOẢNG CÁCH VÀ TRẠNG THÁI ĐƯỜNG LIÊN KẾT Các router theo vectơ khoảng cách thực hiện gửi toàn bộ bảng định tuyến của mình và chỉ gửi cho các router kết nối trực tiếp với mình. Thông tin trên bảng định tuyến rất ngắn gọn, chỉ cho biết tương ứng với một mạng đích là cổng nào của router đó, router kế tiếp có địa chỉ IP là gì, thông số định tuyến của con đường này là bao nhiêu. Do đó, các router định tuyến theo vectơ khoảng cách không biết được đường đi một cách cụ thể nên không biết về các router trung gian trên đường đi và cấu trúc kết nối giữa chúng. Hơn nữa, bảng định tuyến là kết quả chọn đường tốt nhất của mỗi router. Do đó, khi chúng trao đổi bảng định tuyến với nhau, các router chọn đường dựa trên kết quả đã chọn của router láng giềng. Mỗi router nhìn hệ thống mạng theo sự chi phối của các router láng giềng. Các router theo vectơ khoảng cách thực hiện cập nhật thông tin định tuyến theo chu kỳ nên tốn nhiều băng thông đường truyền. Khi có sự thay đổi xảy ra, các router nào nhận biết sự thay đổi đầu tiên sẽ cập nhật bảng định tuyến của mình trước rồi chuyển bảng định tuyến đó cập nhật cho các router láng giềng. Các router láng giềng nhận được thông tin mới, cập nhật vào bảng định tuyến đã được cập nhật cho các router láng giềng kế tiếp. Quá trình cập nhật cứ lần lượt như vậy ra toàn bộ hệ thống. Do đó thời gian hội tụ chậm. Bây giờ ta xét đến giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Khi bắt đầu hoạt động, mỗi router sẽ gửi thông tin cho biết nó có bao nhiêu kết nối và trạng thái của mỗi đường kết nối như thế nào, và nó gửi cho mọi router khác trong mạng bằng địa chỉ nhóm (multicast). Do đó, mỗi router đều nhận được từ tất cả các router khác thông tin về các kết nối của chúng. Kết quả là mỗi router sẽ có đầy đủ thông tin để xây dựng một cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết, hay còn gọi là cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng. Như vậy, mỗi router đều có một cái nhìn đầy đủ và cụ thể về cấu trúc của hệ thống mạng. Từ đó, mỗi router tự tính toán để chọn đường đi tốt nhất đến từng mạng đích. Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 10 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP Khi các router định tuyến theo trạng thái đường liên kết đã hội tụ xong không thực hiện cập nhật định kỳ. Chỉ khi nào có sự thay đổi thì thông tin về sự thay đổi đó được truyền đi cho tất cả các router trong mạng. Do đó thời gian hội tụ nhanh và ít tốn băng thông hơn. Ta thấy ưu điểm nổi trội của định tuyến theo trạng thái đường liên kết so với định tuyến theo vectơ khoảng cách là thời gian hội tụ nhanh hơn và tiết kiệm băng thông đường truyền hơn. Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết có hỗ trợ định tuyến liên miền không theo lớp địa chỉ (CIDR) và kỹ thuật VLSM. Do đó, chúng là một lựa chọn tốt cho mạng lớn và phức tạp. Thực chất giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết thực hiện định tuyến tốt hơn so với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách ở mọi kích cỡ mạng. Tuy nhiên, giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết không được triển khai ở mọi hệ thống mạng vì chúng đòi hỏi dung lượng bộ nhớ lớn và năng lực xử lý mạnh hơn, do đó có thể gây quá tải cho các thiết bị xử lý chậm. Một nguyên nhân nữa làm cho chúng không được triển khai rộng rãi là do chúng là một giao thức thực sự phức tạp, đòi hỏi người quản trị mạng phải được đào tạo tốt mới có thể cấu hình đúng và vận hành được. Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 11 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP CHƯƠNG II : GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN EIGRP Đây là chương chính của khóa luận. Nội dung của chương sẽ nói chi tiết hơn về giao thức định tuyến EIGRP. Sau khi hoàn tất chương chúng ta sẽ nắm bắt được những vấn đề như : Mô tả sự khác nhau giữa EIGRP và IGRP. Mô tả các khái niệm, kỹ thuật và cấu trúc dữ liệu của EIGRP. Hiểu được quá trình hội tụ của EIGRP và các bước hoạt động cơ bản của thuật toán DUAL. Hiểu được kỹ thuật VLSM, lược đồ địa chỉ CIDR. 2.1. GIỚI THIỆU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN EIGRP. Giao thức định tuyến EIGRP được viết tắt bởi cụm từ tiếng anh Enhanced Interior Gateway Routing Protocol là một giao thức định tuyến độc quyền của Cisco được phát triển từ giao thức định tuyến IGRP. Giao thức EIGRP còn được gọi là giao thức ghép lai (hybrids) vì nó kết hợp các ưu điểm của cả giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách và giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Không giống như IGRP là một giao thức định tuyến theo lớp địa chỉ, EIGRP có hỗ trợ định tuyến liên miền không theo lớp địa chỉ (CIDR) và cho phép người thiết kế mạng tối ưu không gian sử dụng địa chỉ bằng kỹ thuật VLSM. So với IGRP, EIGRP có thời gian hội tụ nhanh hơn, khả năng mở rộng tốt hơn và khả năng chống vòng lặp cao hơn. Hơn nữa, EIGRP còn thay thế được cho giao thức Novell Routing Information Protocol (Novell RIP) và Apple Talk Routing Table Maintenace Protocol (RTM) để phục vụ hiệu quả cho cả hai mạng IPX và Aplle Talk. Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 12 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP EIGRP là một giao thức định tuyến nâng cao dựa trên các đặc điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Những ưu điểm tốt nhất của OSPF như thông tin cập nhật một phần, phát hiện router láng giềng đều được đưa vào EIGRP. Tuy nhiên, cấu hình EIGRP dễ hơn cấu hình OSPF. 2.2. SO SÁNH EIGRP VÀ IGRP. Cisco đưa ra giao thức EIGRP vào năm 1994 như là một phiên bản mới mở rộng và nâng cao hơn của giao thức IGRP. Kỹ thuật vectơ khoảng cách trong IGRP vẫn được sử dụng cho EIGRP. EIGRP cải tiến các đặc tính của quá trình hội tụ, hoạt động hiệu quả hơn IGRP. Điều này cho phép chúng ta mở rộng, cải tiến cấu trúc trong khi vẫn giữ nguyên những gì đã xây dựng trong IGRP. Chúng ta sẽ tập trung so sánh EIGRP và IGRP trong các lĩnh vực sau: Tính tương thích. Cách tính thông số định tuyến. Số lượng hop. Hoạt động phân phối thông tin tự động. Đánh dấu đường đi. 2.2.1 TÍNH TƯƠNG THÍCH Vì EIGRP được xem như phiên bản nâng cấp của IGRP cho nên chúng hoàn toàn tương thích với nhau. Router EIGRP không có ranh giới khi hoạt động chung với router IGRP. Thông thường khi muốn sử dụng các router có sử dụng các giao thức định tuyến khác nhau thì cần phải thống nhất một số các đặc điểm nào đó để chúng có thể thực hiện định tuyến được cho nhau nhưng khi sử dụng router EIGRP và IGRP trên cùng một mạng thì chúng ta không cần phải quan tâm tới những điều đó. Do đó, đặc điểm này rất quan trọng khi người sử dụng muốn tận dụng ưu điểm của cả hai giao thức. Tuy nhiên, router EIGRP có thể hỗ trợ nhiều loại giao thức khác nhau còn IGRP thì không do vậy khi thiết kế các mạng với các giao thức khác nhau cần chú ý Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 13 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP tới vấn đề router IGRP có hỗ trợ giao thức đó không khi dùng cả hai router này trong cùng một mạng. 2.2.2. CÁCH TÍNH THÔNG SỐ ĐỊNH TUYẾN EIGRP và IGRP có cách tính thông số định tuyến khác nhau. EIGRP tăng thông số định tuyến của IGRP lên 256 lần vì EIGRP sử dụng thông số 32bit, còn IGRP sử dụng thông số 24 bit. Bằng cách nhân lên hoặc chia đi 256 lần, EIGRP có thể dễ dàng chuyển đổi thông số định tuyến của IGRP. EIGRP và IGRP đều sử dụng công thức tính thông số định tuyến như sau: Thông số định tuyến = [K1 * băng thông + (K2 * băng thông/ (256- độ tải) + (K3 * độ trễ))] * [K5/(độ tin cậy + K4)] Mặc định : K1=1, K2=0, K3=1, K4=0, K5=0. Khi K4=K5=0 thì phần [K5/ (độ tin cậy +K4)] trong công thức không còn là một nhân tố khi tính thông số định tuyến nữa. Do đó, công thức tính còn lại như sau : Thông số định tuyến = băng thông + độ trễ IGRP và EIGRP sử dụng các biến đổi sau để tính toán thông số định tuyến : Băng thông trong công thức trên áp dụng cho IGRP = 10 000 000/băng thông thực sự. Băng thông trong công thức áp dụng cho EIGRP = (10 000 000 /băng thông thực sự) * 256 Độ trễ trong công thức trên áp dụng cho IGRP = độ trễ thực sự /10 Độ trễ trong công thức trên áp dụng cho EIGRP = (độ trễ thực sự /10) *256 2.2.3. SỐ LƯỢNG HOP IGRP có số lượng hop tối đa là 255. EIGRP có số lượng hop tối đa là 224. Con số này dư sức đáp ứng cho một mạng được thiết kế hợp lý lớn nhất. Số lượng hop trong mạng sử dụng giao thức EIGRP ít hơn trong mạng sử dụng giao thức định tuyến IGRP là bởi vì giao thức EIGRP sử dụng thuật toán Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 14 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP phức tạp hơn trong giao thức IGRP. IGRP định tuyến theo khoảng cách trong khi đó EIGRP định tuyến theo cả vectơ khoảng cách lẫn trạng thái đường liên kết. Do vậy, khả năng định tuyến của EIGRP như vậy sẽ tốt hơn xong lại bị hạn chế số lượng hop cho hệ thống. Mặc dù vậy với số lượng 224 hop cũng là rất lớn cho bất cứ mạng nào được thiết kế hợp lý. 2.2.4. HOẠT ĐỘNG PHÂN PHỐI THÔNG TIN TỰ ĐỘNG Các giao thức định tuyến khác như OSPF và RIP để có thể thực hiện chia sẻ thông tin định tuyến với nhau cần phải cấu hình nâng cao hơn. Trong khi đó IGRP và EIGRP có cùng số AS của hệ tự trị sẽ tự động phân phối và chia sẻ các thông tin về đường đi mà EIGRP học được từ IGRP AS và ngược lại. Điều này cũng lý giải vì sao khi router sử dụng giao thức định tuyến IGRP và EIGRP lại có thể hoạt động trong cùng một hệ tự trị mà không cần phải can thiệp vào phần cứng cũng như phần mềm của chúng. Hay nói cách khác là chúng tương thích nhau và hỗ trợ cho nhau. 2.2.5. ĐÁNH DẤU ĐƯỜNG ĐI EIGRP đánh dấu những đường mà nó học được từ IGRP hay từ bất kỳ nguồn nào khác là đường ngoại vi vì những đường này không xuất phát từ EIGRP router. IGRP thì không phân biệt đường ngoại vi và nội vi. Ví dụ như hình2, trong kết quả hiển thị của lệnh show ip route, đường EIGRP được đánh dấu bằng chữ D, đường ngoại vi được đánh dấu bằng chữ EX. RTA phân biệt giữa mạng học đươc từ EIGRP (172.16.0.0) và mạng phân phối từ IGRP (192.168.1.0). Trong bảng định tuyến của RTC, giao thức IGRP không có sự phân biệt này. RTC chỉ nhận biết tất cả các đường đều là đường IGRP mặc dù 2 mạng 10.1.1.0 và 172.16.0.0 là được phân phối từ EIGRP. Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 15 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP Hình 2: EIGRP và IGRP có cùng số AS sẽ tự động phân phối thông tin về đường đi giữa hai hệ tự trịvới nhau. RTA# show ip route C10.1.1.0 is directly connected , serial 0 D 172.16.1.0 [90/2681856] via 10.1.1.1. serial 0 D EX 192.168.1.0 [170/2681856] via 10.1.1.1, 0:00:04, serial 0 RTC# show ip route C192.168.1.0 is directly connected, serial 0 I10.0.0.0 [100/10476] via 192.168.1.1, 00:00:04, serial 0 I172.16.0.0 [100/10476] via 192.168.1.1, 00:00:04, serial 0 Bảng dưới đây cho ta thấy sự khác nhau giữa EIGRP và một số giao thức định tuyến khác. Bảng 2 :Bảng so sánh EIGRP với IGRP và một số giao thức khác RIP v1 RIP v2 IGRP EIGRP OSPF Vectơ khoảng Vectơ cách / trạng khoảng Vectơ khoảng Vectơ khoảng Ghép lai Trạng thái Trạng đường thái Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 16 (Hybrid) IS-IS Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP thái đường liên kết cách cách cách Phân lớp / không phân lớp Hỗ trợ phân lớp Không phân lớp Hỗ trợ phân lớp Vấn đề khoảng cách xa Có Có Có Administrativ 120 e 120 Phương thức truyền gói cập nhật (update) Địa chỉ nhóm (Multica st) 224.0.0.9 Phổ biến rông rãi (Broad cast) 255.255 .255.25 5 liên kết đường liên kết Không phân lớp Không phân lớp Không phân lớp 100 90 110 Phổ biến rông rãi (Broadca st) 255.255.2 55.255 Địa chỉ nhóm (Multicast ) Địa chỉ CLNS nhóm (Multicast ) 224.0.06 Thời gian gửi gói hello (Link State) 224.0.0.10 5 giây(LAN) 10 giây (LAN) 15 holddown 30 giây (WAM) 10 giây 60 giây (WAM) 189 holddown Thời gian gửi hết gói cập nhật? (Distance 30 giây (180 holddo wn) 30 giây (180 holddow Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 90 giây (270 Holddow n) 17 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Vector) Giao thức định tuyến EIGRP n) Khoảng cách (metric) Đếm Đếm hop/ tối hop/ tối đa là 15 đa là 15 Khoảng cách kết hợp (băng thông+ độ trễ) (tối đa =255) mặc định =128) Khoảng Chi phí cách kết 10^8/băn hợp (băng g thông thông+ độ trễ) (tối đa =224) mặc định =128) Chi phí Tính xác thực Không Có Không Có Có Có Băng thông Cao Cao Cao Thấp Thấp Thấp CPU sử dụng Thấp Thấp Thấp Cao Cao Cao Tốc độ hội tụ Chậm Chậm Chậm Nhanh Nhanh Nhanh Lặp Có Có Có Không Không Không 2.3. CÁC ĐẶC TÍNH VÀ ƯU ĐIỂM CỦA EIGRP EIGRP là giao thức độc quyền của Cisco, nó kết hợp các ưu điểm của họ giao thức trạng thái đường liên kết và vectơ khoảng cách. EIGRP hoạt động khác với IGRP. Về bản chất EIGRP là một giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách nâng cao nhưng khi cập nhật và bảo trì thông tin láng giềng và thông tin định tuyến thì nó làm việc giống như một giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Sau đây là các ưu điểm của EIGRP so với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách thông thường: 2.3.1. HỘI TỤ NHANH (FAST CONVERGENCE) Vì là các router EIGRP sử dụng thuật toán DUAL, thuật toán này bảo đảm hoạt động không bị lặp vòng khi tính toán đường đi, cho phép mọi router trong hệ thống mạng thực hiện đồng bộ cùng lúc khi xảy ra sự cố. Các router EIGRP lưu trữ tất cả các láng giềng của nó trong một bảng cho nên nó có thể “thích ứng” rất nhanh với các router khác. Nếu tồn tại một tuyến không phù hợp, EIGRP sẽ yêu cầu các láng giềng Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 18 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP để học một tuyến mới. Các yêu cầu này được truyền rộng khắp cho đến khi một tuyến khác được tìm ra. 2.3.2. HỖ TRỢ GIAO THỨC VLSM VÀ CIDR Không giống như IGRP, EIGRP là một giao thức không phân lớp (classless protocol) nên nó quảng bá cả subnetmask cho từng mạng đích, cấu trúc này cho phép EIGRP hỗ trợ các mạng con không liên tục và VLSM. Ngoài ra các router sử dụng giao thức EIGRP còn được giảm gánh nặng nhờ sử dụng phương pháp CIDR, CIDR cho phép một địa chỉ IP có thể đại diện cho hàng ngàn địa chỉ khác có nhu cầu được phục vụ bởi các nhà cung cấp đường trục Internet (Internet backbone provider). Tất cả các gói tin gửi cho các địa chỉ đó sẽ được chuyển đến cho nhà cung cấp dịch vụ ISP (Internet Service Provider). 2.3.3. HỖ TRỢ THAY ĐỔI MỘT PHẦN (PARTIAL UPDATE) EIGRP không gởi các bản cập nhật một cách định kỳ, thay vào đó nó gởi cập nhật một phần ngay khi trong mạng có sự thay đổi, các gói cập nhật chỉ chứa thông tin về sự thay đổi. Việc truyền các cập nhật cũng được giới hạn một cách tự động, chỉ có các router cần thông tin (các router bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi) mới được cập nhật. Cách hoạt động này khác với các giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết, trong đó cập nhật được truyền tới tất cả các router trong một vùng. Và điều này cũng khiến cho EIGRP sử dụng băng thông một cách hiệu quả. Thay vì gửi toàn bộ bảng định tuyến thì nó chỉ gửi thông tin cập nhật một phần. Nhờ vậy nó chỉ tốn một lượng băng thông tối thiểu khi hệ thống mạng đã ổn định. Chính vì vậy mà hoạt động cập nhật của EIGRP gọi là cập nhật giới hạn. Thay vì hoạt động cập nhật theo chu kỳ, các router EIGRP giữ liên lạc với nhau bằng các gói hello rất nhỏ. Việc trao đổi các gói hello theo định kỳ không chiếm nhiều băng thông đường truyền. 2.3.4. HỖ TRỢ NHIỀU GIAO THỨC LỚP MẠNG ( Multiple network layer protocol support) : EIGRP hỗ trợ các giao thức IP, IPX, AppleTalk thông qua việc sử dụng các module phụ thuộc giao thức (protocoldependent module). Mỗi một module đáp ứng các yêu cầu riêng cho từng giao thức lớp mạng. Việc sử dụng các modules khác nhau cho từng giao thức lớp mạng nâng cao hiệu quả làm việc độc lập cho từng giao thức lớp mạng, không những thế ta còn có thể can thiệp vào các modules này mà không làm ảnh hưởng tới các modules khác. Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 19 Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP 2.3.5. CÁC ĐẶC TÍNH KHÁC Seamless connectivity across all datalink layer protocols and topologies (Kết nối liền mạch qua tất cả các topo và giao thức lớp 2): Nếu giao thức OSPF dùng các cấu hình khác cho lớp 2 như Ethernet và FrameRelay thì EIGRP không yêu cầu bất cứ một cấu hình đặc biệt nào, nó hoạt động hiệu quả trong cả hai môi trường WAN và LAN. Sophisticated metric (metric phức tạp): EIGRP sử dụng cùng một thuật toán với IGRP trong việc tín toán metric, tuy nhiên metric EIGRP ở dạng 32 bit (metric IGRP là 24 bit). EIGRP hỗ trợ cân bằng tải (load-balancing) trong cả hai trường hợp metric bằng nhau và không bằng nhau, cho phép người quản trị phân bố các gói tốt nhất trong mạng. Multicast and unicast: EIGRP sử dụng multicast và unicast để truyền các gói, nó không sử dụng broadcast, địa chỉ multicast được sử dụng cho EIGRP là 224.0.0.10. 2.4. CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA EIGRP EIGRP có rất nhiều kỹ thuật mới để cải tiến hiệu quả hoạt động, tốc độ hội tụ và các chức năng so với IGRP và các giao thức định tuyến khác. Các kỹ thuật này được tập trung thành 4 loại sau: 2.4.1. PHÁT HIỆN VÀ PHỤC HỒI BỘ ĐỊNH TUYẾN LÁNG GIỀNG Neighbor discovery/recovery: Các router sẽ phát hiện ra các router hàng xóm liền kề với chúng (láng giềng) bằng cách gởi định kỳ các gói hello. Router định tuyến theo vectơ khoảng cách dạng đơn giản không thiết lập mối quan hệ với các láng giềng của nó. RIP và IGRP router chỉ đơn giản là phát quảng bá hay multicast các thông tin cập nhật của nó ra mọi cổng đã được cấu hình. Ngược lại, EIGRP router chủ động thiết lập mối quan hệ với các láng giềng của chúng, tương tự như cách làm của OSPF router. Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN 20 Nguyễn Trọng Nguyên Tải về bản full