Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

tìm các route khác để đi đến đích. Passive route Là Router có một successor đúng đi đến đích Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 22 Bảng IV.1 – Các thuật ngữ của EIGRP 4. Metric EIGRP và IGRP có cùng cách tính Metric, tuy nhiên: EIGRP metric = (IGRP metric)*256 do IGRP có trường Metric là 24 bit trong khi EIGRP có trường Metric là 32 bit. Công thức: EIGRP metric = [K1 * bandwidth + (K2 * bandwidth) / (256 - load) + K3 * delay] * [K5 / (reliability + K4)] Trong đó:  K1, K2, K3, K4, K5 là những hằng số.  BW = 107/ Băng thông nhỏ nhất trên tuyến đường (kbps).  Delay = Tổng các giá trị độ trễ trên bảng định tuyến /10 (ms).  Load: tải trên cổng giao tiếp, mang giá trị 1-255 (255: 100% lưu lượng dữ liệu; 1: không có dữ liệu).  Reliability: độ tin cậy của cổng giao tiếp, mang giá trị 1-255 (1: kết nối không tin cậy; 255: 100% kết nối tin cậy) Mặc định: K1=K3=1; K2=K4=K5=0. Khi đó: EIGRP Metric = (BW + Delay)*256 Môi trường Băng thông Delay Ethernet 10.000 Kbps 1000 microseconds Fast Ethernet 100.000 Kbps 100 microseconds Gigabit Ethernet 1.000.000 Kbps 10 microseconds FDDI 100.000 Kbps 100 microseconds Token Ring(16M) 16.000 Kbps 630 microseconds T1 1544 Kbps 20.000 microseconds Bảng IV.2 – Độ trễ và băng thông trên các môi trường truyền 5. Thiết lập quan hệ láng giềng trong EIGRP EIGRP cần phải thiết lập quan hệ láng giềng trước khi gửi cập nhật thông tin định tuyến bằng cách trao đổi gói tin hello qua địa chỉ multicast 224.0.0.10 sau Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 23 khoảng thời gian 5 giây (hay 60 giây đối với kết nối băng thông thấp hơn T1). Thời gian hold time là thời gian tối đa mà Router phải chờ trước khi khởi động lại quan hệ láng giềng nếu không nhận được gói tin hello, thời gian này gấp 3 lần thời gian hello time (15 giây hay 180 giây đối với kết nối có băng thông thấp hơn T1) để xem quan hệ láng giềng với cú pháp: Router#show ip eigrp neighbor Kí hiệu Giải thích H Danh sách các quan hệ láng giềng mà Router đã thiết lập được Address Địa chỉ IP của Router EIGRP láng giềng Interface Cổng nhận thông tin của Router EIGRP láng giềng Hold Thời gian holddown-timer, nếu mang giá trị 0 sẽ xóa bỏ quan hệ láng giềng. Update Thời gian kể từ khi láng giềng được thêm vào bảng SRTT (Smooth Round Trip Time) Thời gian trung bình để đảm bảo gửi và nhận gói tin EIGRP. RTO (Round Trip Timeout) Thời gian Router phải chờ để truyền lại gói tin nếu Router không nhận được gói tin. Q Count (Queue Count) Số lượng gói tin EIGRP chờ để gửi đến Router EIGRP láng giềng. Nếu giá trị Qcount > 0, mạng có hiệu nghẽn. Sequence Number Số tuần tự của gói tin EIGRP update/request/reply cuối cùng nhận được từ Router EIGRP láng giềng. RTP sẽ theo dõi chỉ số này để đảm bảo rằng các gói tin từ láng giềng nhận đúng thứ tự. Bảng IV.3 – Thuật ngữ trong bảng láng giềng 6. Tạo bảng Topology Sau khi các Router đã thiết lập mối quan hệ với các Router láng giềng nó có thể tạo ra một cơ sở dữ liệu của các feasible successor. Các Router láng giềng và Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 24 các đường đi tốt nhất được giữ trong bảng topology này. Điều cần chú ý là bảng topology chứa đường đi của tất các route trong một hệ thống mạng chứ không chỉ là các Router có đường đi tốt nhất và route dự phòng. Các tuyến đường khác được gọi là các khả năng. Bảng topology trong EIGRP sẽ quản lí việc chọn lựa route để thêm vào bảng định tuyến của Router. Bảng topology bao gồm các thông tin sau: Một route nào đó là ở trạng thái active hay passive Cập nhật có gửi đến Router láng giềng hay không Một gói tin truy vấn đã gửi về Router láng giềng. Nếu có thông tin trong cột này của bảng, đã có một route đang được đánh dấu như active Nếu một gói tin đã được gửi đi, một cột khác trong bảng sẽ theo dõi là có bất cứ một trả lời nào từ Router láng giềng Các mạng ở xa Địa chỉ mạng và giá trị subnet của các mạng Giá trị Metric của các mạng ở xa, gọi là FD Giá trị Metric của các mạng ở xa được quảng bá bởi Router được kết nối trực tiếp, giá trị này còn gọi là AD Giá trị next-hop Cổng đi ra của các Router được dùng để đến Router next-hop. Tuyến đường tốt nhất được chỉ ra ở dạng hop-count Bảng topology được xây dựng từ các gói tin cập nhật giữa các Router láng giềng và được trả lời bởi các truy vấn từ Router. Các gói tin trả lời được gửi bởi các truy vấn từ Router. Các gói tin trả lời được gửi ra nhằm đáp ứng với các gói tin truy vấn. Giải thuật DUAL sẽ dùng thông tin từ các gói tin truy vấn và gửi trả lời. Có hai loại gói tin cập nhật này được gửi đi một cách tin cậy (có ACK) dùng module RTP trong giao thức EIGRP của Cisco. Nếu một Router không nghe một ACK trong một khoảng thời gian cho trước, nó sẽ truyền lại gói tin như một dạng unicast. Nếu không nhận được gói tin trả lời sau 16 lần cố gắng, Router sẽ đánh dấu Router láng giềng là đã chết. Mỗi lần một Router gửi ra một gói tin, RTP sẽ tăng chỉ số thứ tự lên 1. Router phải nghe trả lời từ tất cả các Router trước khi nó gửi các gói tin kế tiếp. Thời gian xây dựng bảng topology càng ngắn nếu như Router không phải truyền các gói tin unicast. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 25 7. Duy trì bảng topology Hình IV.1: Duy trì bảng topology Có 3 nguyên nhân làm cho bảng topology phải được tính toán lại: Router nhận được một thay đổi khi có một mạng mới. Mạng mới này có thể là mạng ở xa hoặc một cổng kết nối trực tiếp của Router được up lên. Router thay đổi giá trị successor trong bảng topology và bảng định tuyến trong các tình huống như bảng topology nhận được một trả lời hoặc một truy vấn từ các Router láng giềng. Hoặc trong một tình huống khác là có một cấu hình đã làm thay đổi cost của kết nối. Router nhận được một thay đổi từ Router láng giềng khi một mạng không còn tồn tại. Các thay đổi này có thể là bảng topology nhận được từ một truy vấn, một gói tin trả lời hoặc một cập nhật chỉ ra rằng mạng ở xa đang bị down. Một tình huống khác là Router láng giềng không nhận được gói hello trong khoảng thời gian hold-time. Hoặc một mạng là một kết nối trực tiếp nhưng bị down. 8. Tìm một đường đi dự phòng về một mạng ở xa Khi một đường đi về một mạng nào đó bị mất, EIGRP sẽ tìm các tuyến đường dự phòng. Quá trình này là một trong những ưu điểm chính của EIGRP. Phương thức mà EIGRP dùng để tìm đường đi dự phòng thì rất nhanh và rất đáng tin cậy. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 26 Hình IV.2: Tìm các tuyến đường đi dự phòng Các sự kiện sau đây khi Router G bị down:  Router D gửi luồng dữ liệu về Router G.  Khi đó Router D sẽ tìm trong bảng topology. Bảng này có tất cả các mạng và đường đi về mạng này để xác định xem có tuyến đường dự phòng nào không. Nghĩa là Router D đang tìm kiếm một FS.  Một FS sẽ được xác định. Bảng topo sẽ có một AD và một FD cho tất cả các route hoặc các successor. Thông tin này bao gồm giá trị Metric qua đó route sẽ được lựa chọn.  Router D sẽ thêm các đường đi dự phòng về Router X thông qua Router H. Các đường đi dự phòng này sẽ được tìm thấy trong bảng topology mà không bị chuyển sang chế độ active bởi vì giá trị AD vẫn nhỏ hơn giá trị FD. Giá trị AD là 5, giá trị FD là 15. Router cần phải gửi các cập nhật đến các Router láng giềng của nó bởi vì giá trị của AD đã thay đổi. Nếu Router không có một giá trị FS, nó sẽ đặt route đó vào trạng thái active khi nó đang truy vấn các Router về các đường đi dự phòng. Sau khi tìm kiếm trong bảng topology, nó có một đường đi FS là tìm thấy, Router sẽ trả lời lại bằng đường đi dự phòng. Đường đi dự phòng sẽ được thêm vào bảng topology. Bảng định tuyến sẽ được cập nhật. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 27 Route đó sẽ đặt vào trạng thái passive khi Router chuyển sang trạng thái forwarding bình thường cho đến khi có một thay đổi kế tiếp trong mạng. Nếu một Router láng giềng đã được truy vấn và không có đường đi dự phòng hoặc FS, nó sẽ đặt route đó vào trạng thái active và truy vấn những Router láng giềng của nó. Nếu không có bất cứ một trả lời nào tìm thấy, các gói tin sẽ tiếp tục truyền cho đến khi nào nó đến ranh giới của mạng hoặc của AS. Khi Router gửi một gói tin truy vấn, nó sẽ lưu trong bảng topology. Cơ chế này đảm bảo các gói tin trả lời nhận được trong khoảng thời gian cho phép. Nếu một Router không nhận được một gói trả lời, Router láng giềng sẽ bị xóa khỏi bảng láng giềng. Tất cả các mạng hiện được chứa trong bảng topology cho láng giềng đó sẽ được gửi truy vấn. Thỉnh thoảng, vì các kết nối là chậm do băng thông thấp, nên các vấn đề mới có thể xảy ra. Đặc biệt là khi một Router không nhận được các trả lời từ tất cả các truy vấn đang được gửi ra. Trạng thái này được gọi là SIA. Các Router láng giềng không có trả lời sẽ bị xóa ra khỏi bảng neighbor và giải thuật DUAL sẽ giả sử rằng có một gói reply nhận được với giá trị là vô hạn. 9. The Diffusing Update Algorithm EIGRP sử dụng giải thuật DUAL để quảng cáo các route đến các láng giềng và chọn đường đi tới đích. Hình IV.3: Giải thuật DUAL Một số khái niệm dùng trong giải thuật này: Khái niệm Định nghĩa Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 28 Feasible distance (FD) Là Metric nhỏ nhất để đi đến đích theo một tuyến xác định. Feasibility condition (FC) Là điều kiện yêu cầu để RD < FD nhằm đảm bảo hình thành các đường đi không bị loop khi xây dựng bảng topology. EIGRP successor Là Router EIGRP láng giềng thỏa mãn điều kiện FC và có Metric nhỏ nhất đi đến đích. Successor được dùng như là next-hop để chuyển tiếp gói tin đi đến mạng đích. Feasible successor Là Router EIGRP láng giềng thỏa mãn điều kiện FC nhưng không được chọn là Successor nên thường dùng như các tuyến dự phòng. Bảng IV.4 – Mô tả khái niệm trong DUAL Hình IV.4: Tính toán giải thuật DUAL Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 29 Hình VI.5: Tính toán bảng định tuyến RouterB được chọn là successor vì RouterB có FD nhỏ nhất (metric = 121) để Network 7 khi xuất phát từ A. Để chọn feasible successor, RouterA kiểm tra RD của các Router EIGRP láng giềng H và D (RD của H và D lần lượt là 30 và 140) có nhỏ hơn FD của successor hay không (FD = 121). Router H được chọn feasible successor vì có RD = 30 nhỏ hơn FD = 121 của successor. Router D không là successor hay feasible successor vì có RD = 140 > 121 và do đó không thỏa mãn điều kiện FC. 10. EIGRP Reliable Transport Protocol: có 5 loại gói tin EIGRP chia làm 2 loại: tin cậy (Update, Query, Reply) và không tin cậy (Hello, Acknowledgement). Hello: gói tin Hello dùng để thiết lập quan hệ láng giềng trên đường truyền. Acknowledgment: gói tin Acknowledgment được dùng báo hiệu nhằm đảm bảo phân phối tin cậy các gói tin EIGRP.Tất cả các gói tin EIGRP được gửi đến Địa chỉ multicast nhóm EIGRP là 224.0.0.10. Vì có nhiều thiết bị nhận nên cần một giao thức để đảm bảo phân phối tin cậy các gói tin EIGRP là giao thức RTP (Reliable Transport Protocol). Khi gói tin reliable EIGRP được gửi đến router EIGRP láng giềng, Router gửi mong muốn được hồi đáp để đảm bảo gói tin này đã được nhận. Update: gói tin Update chứa các cập nhật định tuyến EIGRP và gửi đến EIGRP Router láng giềng. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 30 Query: các gói tin Query được gửi đến Router EIGRP láng giềng khi route không sẵn sàng và Router cần biết trạng thái của route để đạt hội tụ nhanh. Reply: các gói tin Reply chứa trạng thái các route được gửi đáp lại các Query. 11. EIGRP hỗ trợ mạng không liên tục và VLSM Hình IV.6: EIGRP hỗ trợ mạng không liên tục và VLSM RouterB kết nối với mạng 192.168.8.128/25 muốn quảng cáo đến RouterA qua mạng 10.1.1.0/24. Mặc định, EIGRP là giao thức định tuyến dạng Classful; RouterB sẽ tiến hành tóm tắt (autosummarize) mạng này về Địa chỉ lớp mạng mặc định. Do đó, RouterB sẽ quảng cáo mạng 192.168.8.0 /24 đến RouterA. Do đó, để đảm bảo EIGRP hỗ trợ mạng không liên tục, người quản trị mạng cần phải cấu hình: RouterB (config-router)# no auto-summary Khi đó RouterB sẽ quảng cáo mạng 192.168.8.128/25 đến RouterA và giải quyết được ván đề mạng không liên tục. 12. Tóm tắt Route trong EIGRP (summarization) Có 2 loại Route trong EIGRP là tóm tắt tự động và bằng phương pháp thủ công. Tóm tắt tự động: được dùng mặc định EIGRP, khi đó EIGRP mang đặc tính tương tự như RIP và IGRP. Nghĩa là khi gửi cập nhật định tuyến thì Router sẽ tự động tóm tắt route về Địa chỉ mạng chính ở lớp A, B hay C. Hình IV.7: Quá trình summarization của EIGRP Ở hình trên, Router R1 gửi cập nhật về mạng 132.168.1.0 đến R2 thông qua lớp mạng trung gian là 192.168.2.0. R1 sẽ tự động tóm tắt route này về ranh Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 31 giới mạng lớp B là 132.168.0.0 và gửi đến R2. Sự cố sẽ xuất hiện trong trường hợp mạng không liên tục. Tóm tắt bằng phương pháp thủ công: là ta cấu hình tóm tắt trên các cổng giao tiếp của Router bằng lệnh: Router(config-if)# ip summary-address eigrp {AS number} {network address} {subnet mask} Có thể thực hiện tóm tắt route trên tất cả các loại cổng giao tiếp trên Router (còn OSPF thì chỉ tóm tắt các loại Router biên ARB và ASBR), khi đó Router ngay lập tức sẽ tạo ra route về null 0 với giá trị AD bằng 5 nhằm ngăn chặn vòng lặp xảy ra. R1(config)# interface S0 R1(config-if)# ip address 192.168.11.1 255.255.255.252 R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)# ip summary-address eigrp 1 192.168.8.0 255.255.252.0 Hình VI.8: Cấu hình tóm tắt route Ở ví dụ trên, R1 tóm tắt Địa chỉ 192.168.8.0/24, 192.168.9.0/24, 192.168.10.0/24 thành 192.168.8.0/22. Việc thực hiện tác vụ này trong EIGRP nhằm giảm kích thước bảng định tuyến và số lần cập nhật giúp dễ dàng nâng cấp khi mở rộng mạng EIGRP. Điểm khác biệt về summarization giữa EIGRP và OSPF là ở chỗ: OSPF chỉ thực hiện tóm tắt ở các vùng biên. EIGRP có thể hực hiện tóm tắt trên bất cứ Router nào trong mạng. Quyết định vị trí nào sẽ được tóm tắt route là tùy thuộc vào cách thiết kế. Mặc định sẽ tự động tóm tắt ở ranh giới các địa chỉ lớp mạng khác nhau. Các lệnh dùng ở chế độ Router hay cấu hình trên cổng giao tiếp. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 32 13. Tiến tình truy vấn của EIGRP EIGRP sẽ tiến hành tìm các đường bị mất kết nối để đạt được thời gian hội tụ cao nhất. Tiến trình này gọi là tiến trình truy vấn (Query process). Khi đó, các gói tin truy vấn sẽ được gửi đi khi bị mất kết nối. Lúc này Router được xem là đang ở trạng thái active. Các gói tin truy vấn được gửi đến tất cả các Router EIGRP láng giềng ngoại trừ Router làm successor. Nếu các Router láng giềng không có thông tin về tuyến bị mất thì các gói tin truy vấn tiếp tục được gửi đến các Router láng giềng khác cho đến khi hết AS. Khi gói tin truy vấn được gửi đi, Router phải chờ hồi đáp từ Router láng giềng trước khi Router thực hiện tính toán để chọn successor. Nếu trong khoảng thời gian 3 phút mà Router láng giềng không hồi đáp lại, Router được gọi là stuck in active (SIA), và Router sẽ tiến hành thiết lập lại quan hệ láng giềng. 14. Tuyến đường mặc định trong EIGRP EIGRP cũng sử dụng lệnh ip default-network để quảng bá tuyến mặc định giống như IGRP. Lệnh này chỉ định Địa chỉ của major network và đánh dấu tuyến đường là mặc định. 15. Cân bằng tải trong EIGRP EIGRP tự động cân bằng tải qua những đường có cùng giá trị cost. Ta có thể cấu hình cân bằng tải qua những đường có cost không bằng nhau bằng cách sử dụng lệnh variance như trong IGRP: Cú pháp: Router (config-router)# variance var Trong đó var là tỉ số từ 1-128, mặc định là 1 (equal-cost). Nếu var >1, thì ta sẽ lấy var nhân với Metric của đường có cost nhỏ nhất tạo thành số a. Nếu những đường nào đó có Metric nhỏ hơn số a thì những đường đó được cân bằng tải. Luồng dữ liệu được gửi ra mỗi liên kết sẽ tỉ lệ với Metric cho đường đi đó. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 33 Hình VI.9: Cân bằng tải trên EIRGP Một đường đến mạng A có 4 đường từ F và đường có Metric tốt nhất là 10. Giả sử ta cấu hình variance là 2 thì số a sẽ là 2*10=20, vậy những đường nào từ F đến mạng A có Metric<20 sẽ được cân bằng tải: F→D→B→A(15), F→C→B→A(15), F→C→G→A(10), và được cân bằng theo tỉ lệ 1:1:2. Lợi ích của cân bằng tải là tăng khả năng linh động, sử dụng hiệu quả đường truyền. 16. Thiết kế mạng EIGRP EIGRP được thiết kế để hoạt động trong một mạng rất lớn. Tuy nhiên EIGRP vẫn giống OSPF, nó đòi hỏi nhiều yếu tố thiết kế. Các yêu cầu mới thường xuyên yêu cầu nhiều băng thông và các tài nguyên khác từ mạng. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng mở rộng của EIGRP là: Tổng số thông tin được gửi giữa các Router láng giềng Tổng số Router gửi các routing update Các RouterCách xa nhau bao nhiêu Tổng số các đường đi thay thế đến một mạng đích Một mạng EIGRP thiết kế kém có thể dẫn đến kết quả sau: Router bị SIA Mạng bị nghẽn do delay, các thông tin định tuyến bị mất, các tuyến bị mất hay phải truyền lại Router bị hết bộ nhớ CPU bị quá tải Các kết nối trở nên kém tin cậy Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 34 Các giải pháp cho vấn đề mở rộng EIGRP: Địa chỉ mạng được cấp phát liên tục để có thể thực hiện được quá trình tóm tắt. Mạng nên được thiết kế theo từng lớp để cho phép quá trình summarization. Các thiết bị phải đủ tài nguyên. Phải đủ băng thông trên các kết nối WAN. Cấu hình EIGRP phù hợp trên các kết nối WAN. Mặc định EIGRP dùng 50% bẳng thông của đường truyền cho các lưu lượng dữ liệu. Giá trị mặc định này có thể thay đổi được. Nên dùng các cơ chế lọc tuyến. 17. Lab 3 – Cấu hình EIGRP cơ bản Hình IV.10 – Lab 3 Cấu hình EIRGP cơ bản Yêu cầu: Sử dụng Cisco Packet Tracer để xây dựng mạng như sơ đồ đã cho, có thể lấy 1 Router để giả lập Corporate Network i. Đặt tên, gán địa chỉ IP cho router và cổng tương ứng như trong sơ đồ ii. Chú ý: cổng Houston S0/1 là DCE nên cần có clock rate trên cổng này iii. Sử dụng giao thức định tuyến động EIGRP trên AS 69 iv. Tuyến ngầm định (định tuyến tĩnh) được dùng để chuyển tiếp lưu lượng giữa AS 69 và Corporate Network và có địa chỉ mạng 6.9.6.0/24 v. Các router đều ping được tất cả địa chỉ trong mạng và ngược lại Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 35 Các bước thực hiện Bước 1: Thực hiện yêu cầu (i), (ii), (iii) và (iv) Austin Router> enable Router# configure terminal Router(config)# hostname Austin Austin(config)# interface f0/1 Austin(config-if)# no shutdown Austin(config-if)# ip address 172.16.10.1 255.255.255.0 Austin(config-if)# exit Austin(config)# interface s0/1 Austin(config-if)# no shutdown Austin(config-if)# ip address 172.16.20.1 255.255.255.0 Austin(config-if)# exit Austin(config)# router eigrp 69 Austin(confi -router)# network 172.16.0.0 Austin(config-router)# no auto-summary Austin(config-router)# end Austin# write memory Giả sử rằng Houston S0/0 và Corporate Network S0/1 lần lượt lấy các địa chỉ là 6.9.6.9/24 và 6.9.6.10/24 (suy ra từ địa chỉ mạng 6.9.6.0/24), khi đó kết hợp với các địa chỉ cho trước trong sơ đồ mạng ta có thể cấu hình như sau Houston Router> enable Router# configure terminal Router(config)# hostname Houston Houston(config)# interface f0/1 Houston(config-if)# no shutdown Houston(config-if)# ip address 172.16.30.1 255.255.255.0 Houston(config-if)# exit Houston(config)# interface s0/1 Houston(config-if)# no shutdown Houston(config-if)# clock rate 64000 Houston(config-if)# ip address 172.16.20.2 255.255.255.0 Houston(config-if)# exit Houston(config)# interface s0/0 Houston(config-if)# no shutdown Houston(config-if)# ip address 6.9.6.9 255.255.255.0 Houston(config-if)# exit Houston(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 6.9.6.10 Houston(config)# router eigrp 69 Houston(config-router)# network 172.16.0.0 Houston(config-router)# no auto-summary Houston(config-router)# redistribute static Houston(config-router)# end Houston# write memory Corporate Network Router> enable Router# configure terminal Router(config)# hostname Corp Corp(config)# interface s0/1 Corp(config-if)# no shutdown Corp(config-if)# ip address 6.9.6.10 255.255.255.0 Corp(config-if)# exit Corp(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 6.9.6.9 Austin(config)# end Austin# write memory Kiểm tra lại cấu hình dùng lệnh show running-config và show ip interface brief để đảm bảo cấu hình đúng, giải quyết sự cố nếu cần. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 36 Bước 2: Kiểm tra bảng định tuyến bằng câu lệnh show ip route, đảm bảo tất cả các mạng con đều được hiển thị trong bảng định tuyến (4 mạng con). Ví dụ: Bước 3: Thực hiện bước (v) Ví dụ: Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 37 Lệnh Giải thích Show ip eigrp neighbors Xem thông tin chi tiết về các neighbor. Show ip protocol Lệnh này hiển thị các thông số và trạng thái hoạt động hiện tại của các giao thức định tuyến. Thông tin hiển thị: giao thức định tuyến sử dụng, thời gian, các giao thức được redistribute, và mạng mà giao thức quảng bá Show ip eigrp interfaces Hiển thị tất cả các thông tin giao tiếp của RouterChạy EIGRP. Câu lệnh này dùng để xem nhanh EIGRP đã được cấu hình trên interface nào, thuộc AS nào. Show ip eigrp topology Xem thông tin chi tiết về những đường được giữ trong bảng topology của Router, các network và những đường đến mạng đó, next hop Show ip eirgp topology all Xem thông tin chi tiết về những đường và những đường dự phòng trong bảng topo. Show ip eigrp traffic Xem thông tin về các lưu lượng dữ liệu được gửi và nhận từ quá trình EIGRP. Debug eigrp packet Xem thông tin về những packet eigrp được gửi và nhận. Lệnh này cần thiết trong phân tích các bản tin giữa các Router láng giềng. Debug eigrp neighbors Xem các gói tin hello được gửi và nhận giữa Router và những neighbor của nó Debug eigrp route Xem những thay đổi về bảng định tuyến Debug ip eigrp summary Xem thông tin tóm tắt về các quá trình của EIGRP, gồm: neighbor, distance, filtering, và redistribution Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 38 Bảng IV.5 – Các lệnh hiển thị hoạt động của EIGRP V. Giao thức định tuyến OSPF 1. Khái niệm OSPF là giao thức định tuyến mở ứng dụng kỹ thuật link-state thường được triển khai trên hệ thống mạng phức tạp. OSPF tự xây dựng cơ chế đảm bảo độ tin cậy chứ không sử dụng các giao thức như TCP để đảm bảo độ tin cậy. OSPF là giao thức định tuyến classless nên hỗ trợ VLSM và mạng không liên tục. OSPF sử dụng địa chỉ multicast 224.0.0.5 và 224.0.0.6 (DR và DBR Router) để gửi thông điệp Hello và Update. OSPF còn hỗ trợ khả năng chứng thực không mã hóa/mã hóa (MD5). Nó cũng có thể dò tìm nhanh chóng sự thay đổi của topology (cũng như lỗi của các cổng) và tính toán lại những tuyến đường mới sau chu kì hội tụ. Cũng giống như các giao thức nhóm link-state, mỗi Router OSPF duy trì cơ sở dữ liệu mô tả toàn bộ các thông tin trong khu vực (Area) của mình. Cơ sở dữ liệu này được gọi là cơ sở dữ liệu trạng thái kết nối (link-state) và phải là một cơ sở dữ liệu thống nhất. 2. Lịch sử phát triển của OSPF Bắt đầu nghiên cứu và phát triển từ 1987 nhằm thay thế RIP. OSPF được mô tả trong RFC của IETF. Năm ra đời Phiên bản Ghi chú 1989 1 (RFC 1131) Thử nghiệm và không được ứng dụng rộng rãi 1991 2 (RFC 1247) Được ứng dụng rộng rãi 1999 3 (RFC 2740) Hỗ trợ IPv6 Bảng V.1 – Tóm tắt lịch sử OSPF 3. Thuật toán SPF OSPF sử dụng thuật toán Dijkstra để xây dựng bảng định tuyến. Đây là giải thuật xây dựng các đường đi ngắn nhất để đi đến đích. Thông điệp quảng cáo LSA mang thông tin của Router và trạng thái của các Router lân cận. Dựa trên các thông tin học được khi trao đổi các thông điệp LSA, OSPF sẽ xây dựng cấu trúc liên kết hình học trên toàn mạng (topology). Mỗi Router chạy một thuật toán giống nhau thực sự và chạy song song. Từ cơ sở dữ liệu đã nêu ở trên, mỗi Router sẽ tự xây dựng một đường đi ngắn nhất tới các điểm còn lại và bản thân nó là một nút gốc Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 39 (root) của cây này. Trong trường hợp các tuyến chi phí như nhau đến một mạng đích thì lưu lượng sẽ phân phối đều giữa các tuyến đường này (cân bằng tải – load balancing. Hình V.1 – Tóm tắt hoạt động của OSPF Khi Router nhận được các gói LSA, nó sẽ tự xây dựng cơ sở dữ liệu về trạng thái kết nối và dùng thật toán Dijktra’s Shortest Path First (SPF) để tạo ra cây SPF. Khi nhận thông tin thay đổi thì các router sẽ tính lại SPF. 4. Ưu điểm của OSPF  Tốc độ hội tụ nhanh  Hỗ trợ VLSM  Áp dụng cho các mạng lớn  Hiệu quả hơn trong việc chống Routing loop  Đường đi linh hoạt hơn.  Hỗ trợ xác thực (Authenticate) 5. So sánh OSPF với giao thức định tuyến theo Distance Vector OSPF Distance Vector Router định tuyến theo trạng thái liên kết có một cơ sở đầy đủ về cấu trúc hệ thống mạng. Chúng chỉ thực hiện trao đổi thông tin về trạng thái liên kết lúc khởi động và khi hệ thống mạng có sự thay đổi. Router chỉ biết next-hop để gửi gói tin đến đích. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 40 Không quảng bá bảng định tuyến theo định kì Quảng bá bảng định tuyến theo định kì. Sử dụng ít băng thông hơn cho hoạt động duy trì bảng định tuyến Tốn nhiều băng thông. OSPF phù hợp với các mạng lớn, có khả năng mở rộng, đường đi tốt nhất của OSPF là dựa trên tốc độ của đường truyền, đường truyền có tốc độ càng cao thì chí phí OSPF càng thấp. RIP phù hợp với các mạng nhỏ và đường tốt nhất đối với RIP là con đường có số hop ít nhất. RIP không hề quan tâm đến băng thông đường truyền khi quyết định chọn đường đi. OSPF chọn đường tốt nhất từ cây SPF. RIPcũng như các giao thức định tuyến theo Distance vector đều sử dụng thuật toán chọn đường đi đơn giản. Tốn nhiều bộ nhớ và năng lực xử lí của Router. Ít tốn bộ nhớ và năng lực xử lí của Router. Đảm bảo không bị định tuyến lặp Vẫn có thể bị định tuyến lặp OSPF sau khi đã hội tụ vào lúc khởi động, khi có thay đổi thì việc hội tụ sẽ rất nhanh vì chỉ có thông tin về sự thay đổi này được phát ra cho mọi Router trong vùng. RIP phải mất ít nhất vài phút mới có thể hội tụ được vì mỗi Router chỉ trao đổi bảng định tuyến với các Router láng giềng kết nối trực tiếp với mình mà thôi. OSPF hỗ trợ VLSM nên nó được xem là một giao thức định tuyến không phân lớp. RIPv1 không hỗ trợ VLSM nhưng RIPv2 thì có Không giới hạn về kích thước mạng Giới hạn về kích thước mạng. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 41 OSPF sử dụng khái niệm về phân vùng. Một mạng OSPF có thể chia các Router thành nhiều nhóm. Bằng cách này OSPF có thể giới hạn lưu thông trong từng vùng nên thay đổi trong vùng này không ảnh hưởng đến hoạt động của các vùng khác. Cấu trúc phân lớp như vậy cho phép hệ thống mạng có khả năng mở rộng một cách hiêu quả. RIP sử dụng cấu trúc mạng ngang hàng. Thông tin định tuyến được truyền lần lượt cho mọi Router trong cùng một hệ thống RIP. Bảng V.2 – OSPF vs. Distance – Vector 6. Các loại gói tin trong OSPF Tên Chức năng Hello Gói tin Hello dùng để phát hiện trao đổi thông tin của các Router cận kề. Database Description Gói tin dùng để chọn lựa Router nào sẽ được quyền trao đổi thông tin trước (master/slave). Link State Request Gói tin này dùng để chỉ định loại LSA dùng trong tiến trình trao đổi các gói tin DBD. Link State Update Gói tin này dùng để gửi các gói tin LSA đến Router cận kề yêu cầu gói tin này khi nhận thông điệp Request. Link State Acknowledge Gói tin này dùng để báo hiệu đã nhận gói tin Update. Bảng V.3 – Mô tả các gói tin OSPF Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 42 Bảng V.4 – Nội dung của 1 gói tin OSPF 7. Các loại thông điệp LSU hoặc LSAs (Link – State Advertisements) Loại LSU/LSAs Chức năng 1 Router Mô tả trạng thái, chi phí của kết nối đến Router hàng xóm và IP Prefix của các kết nối dạng điểm – điểm. 2 Network Mô tả số lượng Router và subnet mask trên phân đoạn mạng. 3 Summary Network Mô tả đích đến ở ngoài vùng nhưng cùng miền OSPF. Thông tin tóm tắt của một vùng sẽ được gửi đến vùng khác. 4 Summary ASBR Mô tả thông tin của ASBR (router tại biên kết nối với hệ tự trị). Không có sự tóm tắt LSA Type 4 này trong cùng một vùng. 5 External Mô tả các tuyến đường đi đến các đích ở ngoài miền OSPF (các hệ tự trị - Autonomous Systems) Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 43 6 Group Membership Mô tả quan hệ thành viên nhóm multicast OSPF (MOSPF). 7 NSSA Mô tả các tuyến đường đến các đích trong Not – So – Stubby Area 8 Unused Không sử dụng 8-11 Opaque Được sử dụng để tính toán các tuyến đường sử dụng cho kĩ thuật quản lý lưu lượng của công nghệ MPLS Bảng V.5 – Mô tả chức năng các gói tin OSPF 8. Metric của OSPF: OSPF sử dụng Metric là chi phí (cost). Cost của toàn tuyến được tính theo cách cộng dồn cost dọc theo tuyến đường đi của gói tin. Cách tính cost được IETF được đưa ra trong RFC 2328. = 10 ℎ () ℎặ = 10 ℎ () Tuy nhiên, ta có thể thay đổi giá trị của cost. Nếu Router có nhiều đường đến đích bằng nhau thì Router sẽ cân bằng tải trên các tuyến đường đó (mặc định là 4 đường, tối đa là 16 đường). Những tham số bắt buộc phải giống nhau đối với các Router chạy OSPF trong một Area đó là khoảng thời gian gửi Hello/Dead, định danh vùng (Area – ID), mật khẩu xác thực (authentication password) và stub area flag nếu có. Bảng V.6 – Chi phí đối với các băng thông tiêu biểu Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 44 9. Các loại Router trong OSPF Hình V.2 – Phân loại OSPF router 10. Chi tiết về vùng (Area) trong OSPF OSPF hỗ trợ hai mức độ phân cấp qua khái niệm vùng (area). Mỗi vùng là một số 32 bit biểu diễn ở dạng IP (vùng a.b.c.d) hay dạng thập phân (vùng x). Vùng 0 là vùng xương sống (backbone), do đó các vùng đều phải kết nối trực tiếp với vùng 0 hay thông qua kết nối ảo (virtual link). OSPF có một số loại vùng sau: normal area, stub area, totally stubby area, not-so-stubby area (NSSA) và totally NSSA. Vùng bình thường (Nomal Area) Mặc định, vùng mang những đặc tính sau:  Nhận các thông tin tóm tắt (summary LSA) từ các vùng khác.  Nhận các thông tin từ bên ngoài (external LSA).  Nhận các thông tin mặc định từ bên ngoài (external default LSA). Hình V.3 – Phân loại vùng OSPF Stub Area Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 45 Hình V.4 – Hoạt động của stub area Vùng Stub không nhận các thông tin từ bên ngoài (external LSA). Vùng Stub nhận các thông tin tóm tắt (Summary LSA) từ các vùng khác và nhận các thông tin mặc định. Totally Stubby Area Hình V.5 – Hoạt động của Totally Stubby Area Totally Stubby Area là vùng bị hạn chế nhất. Router trong loại vùng này chỉ tin tưởng vào các thông tin tóm tắt mặc định (default summary route) từ Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 46 ABR. Không tồn tại thông tin từ bên ngoài của OSPF (external route) hay thông tin tóm tắt (summary) trong bảng định tuyến. Đây là một mở rộng của vùng stub nên mang đầy đủ các các đặc tính của vùng Stub. Những đặc tính của vùng Totally Stub:  Không nhận các thông tin tóm tắt (summary LSA).  Không nhận các thông tin từ bên ngoài (external LSA).  Chỉ nhận các thông tin về tuyến mặc định.  Không tạo ra các summary LSA. Not – So – Stubby - Area: Hình V.6 – Hoạt động của Totally NSSA Totally Not-So-Stubby Area Loại vùng này là một mở rộng của NSSA, nếu vùng 1 là totally NSSA thì sẽ mang những đặc tính sau:  Không chấp nhận external LSA.  Không chấp nhận các thông tin tóm tắt summary LSA. 11. Các loại môi trường OSPF: Có 3 kiểu mạng được định nghĩa trong OSPF là Đa truy cập quảng bá (Broadcast Multi-Access/BMA), Đa truy cập không quảng bá (Non-Broadcast Multi-Access/NBMA) và Điểm – Điểm (Point-to-Point) BMA BMA sử dụng kiến trúc mạng (cấu trúc liên kết hình học và cách thức truy cập mạng) tương tự như ETHERNET. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 47 Quá tải là hậu quả xảy ra với BMA khi có nhiều router được kết nối thực hiện quá trình thiết lập mối quan hệ và trao đổi thông tin trạng thái. Giải pháp cho vấn đề trên là bầu ra một router làm đại diện cho BMA. Router đó được gọi là Designated Router (DR). DR sẽ thiết lập mối quan hệ với mọi router khác trong mạng quảng bá. Các router còn lại sẽ chỉ gửi thông tin về trạng thái liên kết cho DR. Sau đó DR sẽ gửi thông tin này cho mọi router khác trong mạng sử dụng địa chỉ multicast 224.0.0.5. Rõ ràng DR đóng vai trò như một người phát ngôn chung. Việc bầu ra DR rất có hiệu quả nhưng cũng có một nhược điểm. DR trở thành một tâm điểm nhạy cảm đối với sự cố. Do đó, cần một Router thứ hai được bầu ra để làm đại diện dự phòng – Backup DR (BDR), Router này sẽ đảm trách vai trò của DR nếu DR bị sự cố. Địa chỉ multicast 224.0.0.6 được sử dụng để truyền thông giữa các DR và BDR.  Lựa chọn DR và BDR: quá trình bầu chọn DR và BDR được tiến hành ngay sau khi cổng của Router đầu tiên được kết nối vào mạng đa truy cập và được cấu hình giao thức OSPF. Quá trình này có thể mất vài phút, sau khi tất các Router được bật, Router có chỉ số ID lớn nhất có thể là DR. Quá trình lựa chọn DR và BDR sẽ theo qui tắc sau:  DR: Router có chỉ số Priority lớn nhất.  BDR: Router có chỉ số Priority lớn thứ hai.  Trong trường hợp các Router có chỉ số Priority bằng nhau thì Router nào có chỉ số ID (Router ID) cao nhất làm DR. Hình V.7 – Bầu chọn DR và BDR Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 48 Trong hình trên RouterC được chọn làm DR vì có độ ưu tiên cao nhất. RouterB được chọn làm BDR vì có độ ưu tiên cao thứ hai và có Địa chỉ ID cao hơn RouterA.  Router ID: dùng để chọn DR và BDR trong mạng. Router ID đơn giản là Địa chỉ IP, nó là duy nhất với mỗi Router. Nó được chọn như sau:  Người quản trị mạng cấu hình trực tiếp.  Nếu không được cấu hình, sẽ chọn địa chỉ IP lớn nhất của cổng ảo (Loopback interface)  Nếu không có Loopback interface, Địa chỉ IP lớn nhất của cổng vật lí (đang hoạt động) sẽ được chọn làm Router ID.  Khi DR được chọn, nó sẽ vẫn là DR cho đến khi các điều kiện sau xảy ra:  Router ID bị lỗi.  OSPF trên DR bị lỗi.  Cổng (interface) trên DR bị lỗi.  Thay đổi DR và DBR:  Trong trường hợp DR bị lỗi, BDR sẽ làm DR và sẽ có tiến trình lựa chọn để chọn ra Router mới làm BDR.  Khi Router có Địa chỉ IP lớn nhất tham gia vào mạng thì DR và BDR vẫn không thay đổi (không chọn lại DR và BDR). Hình V.8 – Trường hợp 1 – Không bầu lại DR/BDR  Nếu DR cũ hết lỗi, tham gia vào mạng thì vẫn coi là Router Other (Router thành viên). Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 49 Hình V.9 – Trường hợp 2 – Không bầu lại DR/BDR  Khi BDR bị lỗi, một tiến trình sẽ lựa chọn các Router còn lại trừ DR để làm BDR (với Router ID lớn nhất). Hình V.10 – Bầu lại DBR Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 50  Chỉ khi cả DR và BDR bị lỗi, OSPF sẽ tiến hành tính toán lựa chọn lại DR và BDR. Hình V.11 – Bầu lại DR và BDR Point-to-Point Môi trường điểm đến điểm là môi trường truyền dẫn được đóng gói HDLC/PPP, Frame Relay/ATM point-to-point subinterface. Không có sự bầu chọn DR/BDR trong môi trường này. Các gói tin OSPF được gửi đi ở dạng multicast. Hình V.12 – Minh họa về mạng Point – to - Point NBMA Kết nối các mạng chứa hơn 2 router nhưng không có khả năng quảng bá. Hình V.13 – Minh họa về mạng NBMA Tương tự như BMA, NBMA cũng bầu DR/BDR để giải quyết tình trạng quá tải trong mạng. NBMA có 5 chế độ làm việc là quảng bá, không quảng bá, điểm – đa điểm, điểm – điểm không quảng bá và điểm – điểm. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 51 Chế độ làm việc OSPF Cấu trúc liên kết trong NBMA Địa chỉ mạng con Thời gian gửi Hello (giây) Thiết lập mối quan hệ hàng xóm Định nghĩa bởi RFC hoặc Cisco Quảng bá Lưới hoặc lưới từng phần Như nhau 10 Tự động, bầu DR/BDR Cisco Không quảng bá Lưới hoặc lưới từng phần Như nhau 30 Người quản trị cấu hình, bầu DR/BDR RFC Điểm – Đa điểm Lưới từng phần hoặc sao Như nhau 30 Tự động, không bầu DR/BDR RFC Điểm – đa điểm không quảng bá Lưới từng phần hoặc sao Như nhau 30 Người quản trị cấu hình, không bầu DR/BDR Cisco Điểm – điểm Lưới từng phần hoặc sao, sử dụng cổng logic (subinterface) Khác nhau trên từng cổng logic 10 Tự động, không bầu DR/BDR Cisco Bảng V.7 – Tóm tắt các chế độ làm việc của NBMA 12. Chi tiết về thiết lập quan hệ hàng xóm (Adjacency) OSPF thiết lập quan hệ Adjacency giữa các Router láng giềng nhằm mục đích trao đổi thông tin định tuyến. Trong môi trường quảng bá, không phải Router nào cũng có khả năng thiết lập quan hệ Adjacency với tất cả các router khác. Gói tin Hello chịu trách nhiệm thiết lập và duy trì mối liên hệ này. Hình V.14 – Thiết lập và duy trì mối quan hệ bằng gói tin Hello Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 52 Quá trình trong hình V.14 được mô tả như sau: Đầu tiên Router OSPF sẽ gửi gói tin Hello đến Địa chỉ multicast 224.0.0.5. Gói tin này sẽ định kì gửi đến tất cả các cổng giao tiếp có hỗ trợ OSPF với khoảng thời gian tùy thuộc vào từng loại cổng giao tiếp. Trong môi trường broadcast như Ethernet hay dạng Point-to-Point, thời gian là 10 giây. Trong môi trường non-broadcast như Frame Relay hay ATM, khoảng thời gian này là 30 giây. Gói tin Hello sẽ định kì gửi đi đến tất cả các cổng giao tiếp của Router có chạy OSPF. Khi Router phát hiện thấy có Router láng giềng nhờ vào gói tin Hello nhận được, truyền thông hai chiều được thiết lập. Trong môi trường broadcast và NBMA, gói tin Hello còn được sử dụng để chọn ra các Router chỉ định DR/BDR. Sau khi đã thiết lập truyền thông hai chiều, sẽ thiết lập quan hệ liền kề adjacency, việc ra quyết định thiết lập quan hệ adjacency dựa vào trạng thái của Router láng giềng và công nghệ mạng dùng để kết nối hai Router. Nếu kiểu network là broadcast hay non-broadcast, quan hệ adjacency sẽ được thiết lập giữa các Router láng giềng. Để thiết lập quan hệ adjacency, đầu tiên Router sẽ tiến hành đồng bộ hóa cơ sơ dữ liệu bằng cách gửi gói tin DBD mô tả cơ sở dữ liệu cho nhau. Tiến trình này gọi là tiến trình trao đổi cơ sở dữ liệu. Khi đó hai Router sẽ thiết lập quan hệ master/slave. Mỗi gói tin mô tả cơ sở dữ liệu được gửi đi bởi master sẽ chứa số tuần tự đánh dấu gói tin. Router slave sẽ báo nhận gói tin này bằng cách gửi gói tin chứa số thuần tự này để hồi đáp. Router ở trạng thái sau khi thiết lập quan hệ liền kề adjacency: Down State, Attemp State, Init State, 2-way State, Exstart State, Exchange State, Loading State, Full State. Các trạng thái được mô tả vắn tắt trong bảng V.8 dưới đây: Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 53 Trạng thái Giải thích Down State Router không nhận được các thông tin về Router kế cận. Attemp State Trạng thái này chỉ tồn tại trong mạng NBMA. Ở trạng thái này, Router sẽ không nhận được thông tin từ các Router hàng xóm nhưng vẫn nỗ lực tạo mối quan hệ với chúng bằng cách gửi các gói tin Hello theo định kỳ đến chúng. Init State Tiến trình gửi gói tin Hello một chiều. 2-way State Khi thiết lập quan hệ hai chiều, Router sẽ đặt ở trạng thái 2-way State. Khi đó, sẽ bắt đầu thiết lập quan hệ liền kề, các Router chỉ định DR/BDR sẽ được chọn. Exstart State Trạng thái này là sự bắt đầu tiến trình đồng bộ hóa cơ sở dữ liệu. Master và slave được chọn trong trạng thái này. Exchange State Ở trạng thái này, Router mô tả trạng thái cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết thông qua gói tin DBD (Database Descriptor). Mỗi gói tin DBD được đánh số thứ tự để phân biệt. Tại mỗi thời điểm chỉ cho phép gửi đi một gói tin DBD. Gói tin request cũng được gửi đi để yêu cầu cập nhật các gói tin LSA. Loading State Ở trạng thái này, gói tin LS Request được gửi đi để yêu cầu trạng thái mới nhất của LSA Full State Sau khi nhận gói tin LS Update, cơ sở dữ liệu của hai Router đã đồng bộ hóa và Router sẽ chuyển sang trạng thái Full. Các trạng thái 2 – way và Exstart được minh họa bởi Hình V.15 và V.16 dưới đây: Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 54 Hình V.15 – Mô tả hoạt động của trạng thái 2 - way Hình V.16 – Mô tả hoạt động của trạng thái Exstart 13. Lab 4 – Cấu hình OSPF cơ bản Hình V.17 – Sơ đồ mạng Lab 4 Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 55 Yêu cầu: Sử dụng Cisco Packet Tracer để xây dựng mạng như sơ đồ đã cho i. Đặt tên, gán địa chỉ IP cho các router và các cổng tương ứng ii. Chú ý: các cổng Austin – S0/0 và Houston – S0/0 đóng vai trò DCE nên cần có câu lệnh clock rate trên các cổng này iii. Kích hoạt OSPF để định tuyến giữa các mạng con iv. Các router phải ping được tất cả các địa chỉ trong mạng và ngược lại Cấu hình: Bước 1: Thực hiện yêu cầu (i), (ii) và (iii) Austin Router Router>enable Moves to privileged mode. Router#configure terminal Moves to global configuration mode. Router(config)#hostname Austin Sets the host name. Austin(config)#interface fastethernet 0/0 Moves to interface configuration mode. Austin(config-if)#ip address 172.16.10.1 255.255.255.0 Assigns an IP address and netmask. Austin(config-if)#no shutdown Enables the interface. Austin(config-if)#interface serial 0/0 Moves to interface configuration mode. Austin(config-if)#ip address 172.16.20.1 255.255.255.252 Assigns an IP address and netmask. Austin(config-if)#clock rate 64000 DCE cable plugged in this side. Austin(config-if)#no shutdown Enables the interface. Austin(config-if)#exit Returns to global configuration mode. Austin(config)#router ospf 1 Starts OSPF process 1. Austin(config-router)#network 172.16.10.0 0.0.0.255 area 0 Any interface with an address of 172.16.10.x/24 is to be put into area 0. Austin(config-router)#network 172.16.20.0 0.0.0.3 area 0 Any interface with an address of 172.16.20.x/30 is to be put into area 0. Austin(config-router)#end Returns to privileged mode. Austin#write memory Saves the configuration to NVRAM. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 56 Houston Router Router>enable Moves to privileged mode. Router#configure terminal Moves to global configuration mode. Router(config)#hostname Houston Sets the host name. Houston(config)#interface fastethernet 0/0 Moves to interface configuration mode. Houston(config-if)#ip address 172.16.30.1 255.255.255.0 Assigns an IP address and netmask. Houston(config-if)#no shutdown Enables the interface. Houston(config-if)#interface serial0/0 Moves to interface configuration mode. Houston(config-if)#ip address 172.16.40.1 255.255.255.252 Assigns an IP address and netmask. Houston(config-if)#clock rate 64000 DCE cable plugged in this side. Houston(config-if)#no shutdown Enables the interface. Houston(config)#interface serial 0/1 Moves to interface configuration mode. Houston(config-if)#ip address 172.16.20.2 255.255.255.252 Assigns an IP address and netmask. Houston(config-if)#no shutdown Enables the interface. Houston(config-if)#exit Returns to global configuration mode. Houston(config)#router ospf 1 Starts OSPF process 1. Houston(config-router)#network 172.16.20.0 0.0.0.3 area 0 Any interface with an address of 172.16.20.x/30 is to be put into area 0. Houston(config-router)#network 172.16.30.0 0.0.0.255 area 0 Any interface with an address of 172.16.30.x/24 is to be put into area 0. Houston(config-router)#network 172.16.40.0 0.0.0.3 area 0 Any interface with an address of 172.16.40.x/30 is to be put into area 0. Houston(config-router)#end Returns to privileged mode. Houston#write memory Saves the configuration to NVRAM. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 57 Router>enable Moves to privileged mode. Router#configure terminal Moves to global configuration mode. Router(config)#hostname Galveston Sets the host name. Galveston(config)#interface fastethernet 0/0 Moves to interface configuration mode. Galveston(config-if)#ip address 172.16.50.1 255.255.255.0 Assigns an IP address and netmask. Galveston(config-if)#no shutdown Enables the interface. Galveston(config-if)#interface serial 0/1 Moves to interface configuration mode. Galveston(config-if)#ip address 172.16.40.2 255.255.255.252 Assigns an IP address and netmask. Galveston(config-if)#no shutdown Enables the interface. Galveston(config-if)#exit Returns to global configuration mode. Galveston(config)#router ospf 1 Starts OSPF process 1. Galveston(config-router)#network 172.16.40.0 0.0.0.3 area 0 Any interface with an address of 172.16.40.x/30 is to be put into area 0. Galveston(config-router)#network 172.16.50.0 0.0.0.255 area 0 Any interface with an address of 172.16.50.x/24 is to be put into area 0. Galveston(config-router)#end Returns to privileged mode. Galveston#write memory Saves the configuration to NVRAM. Kiểm tra lại cấu hình dùng lệnh show running-config và show ip interface brief để đảm bảo cấu hình đúng, giải quyết sự cố nếu cần. Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Page 58 Bước 2: Kiểm tra bảng định tuyến bằng câu lệnh show ip route, đảm bảo tất cả các mạng con đều được hiển thị trong bảng định tuyến (5 mạng con). Ví dụ: Bước 3: Thực hiện yêu cầu (iv) Ví dụ: