Đề tài “Định tuyến và các giao thức định tuyến”

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................................... 3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TUYẾN (ROUTING).........................................4
1.1 Giới thiệu....................................................................................................................................4
1.2 Phân loại định tuyến...................................................................................................................5
1.3 Lý thuyết đồ thị .........................................................................................................................6
1.3.2 Đồ thị có hướng...................................................................................................................7
1.3.3 Đồ thị hỗn hợp.....................................................................................................................7
1.3.4. Ví dụ...................................................................................................................................7
1.4 Các thuật tốn cơ bản trong định tuyến......................................................................................8
1.4.1 Thuật toán trạng thái liên kết LSA......................................................................................8
1.4.1.1 Bài toán.........................................................................................................................8
1.4.1.2 Thuật tốn.....................................................................................................................9
1.4.1.3 Chứng minh..................................................................................................................9
1.4.1.4 Các bước thực hiện.....................................................................................................10
1.4.1.5 Ví dụ về thuật toán Dijkstra........................................................................................10
1.4.2 Thuật toán định tuyến vectơ khoảng cách DVA...............................................................11
1.4.2.1 Thuật toán...................................................................................................................12
1.4.2.2 Chứng minh................................................................................................................13
Cả hai thuật toán này đều hoạt động dưới điều kiện tĩnh của topo mạng và chi phí tuyến thì cả
hai hội tụ về một nghiệm. Khi mạng có nhiều sự thay đổi thì thuật toán sẽ cố gắng bám theo sự
thay đổi, tuy nhiên, nếu chi phí tuyến phụ thuộc vào lưu lượng, tức là nó lại phụ thuộc vào
đường dẫn được chọn thì với đáp ứng làm cho mạng không ổn định. ....................................14

CHƯƠNG II: CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN..........................................................15
2.1 Tổng quan về giao thức định tuyến..........................................................................................15
2.1.1 Mục đích của giao thức định tuyến...................................................................................15
2.1.2 Quyết định chọn đường đi.................................................................................................15
2.1.3 Cấu hình định tuyến...........................................................................................................17
2.1.4 Các giao thức định tuyến...................................................................................................17
2.1.5 Hệ tự quản, IGP và EGP....................................................................................................19

2.2 Giao thức định tuyến theo vector khoảng cách........................................................................19
2.2.1 Tổng quát về giao thức định tuyến theo vector khoảng cách............................................19
2.2.2 Ưu và nhược điểm của giao thức định tuyến theo vector khoảng cách.............................20
2.3 Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết................................................................20
2.3.1 Tổng quát về giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết....................................20
2.3.2 Ưu và nhược điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết...................21
2.4 So sánh và phân biệt giữa định tuyến theo vector khoảng cách và định tuyến theo trạng thái
đường liên kết.................................................................................................................................22
2.5 Một số giao thức định tuyến phổ biến......................................................................................23
2.5.1 Giao thức định tuyến RIP..................................................................................................23
2.5.1.1 Sơ lược về giao thức RIP............................................................................................23
2.5.1.2 Cấu hình RIP..............................................................................................................24
2.5.1.3 Định dạng bản tin RIP (RIP Message Format)...........................................................25
2.5.1.4 Những vấn đề thường gặp khi cấu hình RIP..............................................................26
2.5.1.5 Kiểm tra cấu hình RIP................................................................................................27
2.5.1.6 Xử lý sự cố về hoạt động cập nhật của RIP................................................................28
2.5.2 Giao thức định tuyến OSPF...............................................................................................29
2.5.2.1 Tổng quát về giao thức OSPF.....................................................................................29
2.5.2.2 Những khái niệm thường dùng trong OSPF...............................................................30
2.5.2.3 Cấu trúc dữ liệu trong OSPF......................................................................................31
2.5.2.4 Các loại mạng OSPF..................................................................................................32
2.5.2.5 Định dạng gói tin OSPF.............................................................................................33
2.5.2.6 Hoạt động của giao thức OSPF..................................................................................33


2.5.2.6.1 Giao thức OSPF Hello.........................................................................................33
2.5.2.6.2 Neighbor & Adjacency........................................................................................35
2.5.2.6.2.1 Xác định neighbor........................................................................................35
2.5.2.6.2.2 Hình thành Adjacency .................................................................................35
2.5.2.6.3 Bình bầu DR và BDR..........................................................................................37

2.5.2.6.3.1 Tác dụng của DR và BDR ...........................................................................37
2.5.2.6.3.2 Quá trình bình bầu DR và BDR...................................................................38
2.5.2.6.4 Chi phí trong OSPF ............................................................................................39
2.5.2.6.5 Cân bằng tải OSPF .............................................................................................39
2.5.2.6.6 LSA Flooding......................................................................................................40
2.5.2.6.7 Duy trì LSDB trong khi là lân cận đầy đủ...........................................................41
2.5.2.6.8 Chứng thực trong OSPF......................................................................................41
2.5.2.6.8.1 Mục đích của việc chứng thực trong OSPF..................................................41
2.5.2.6.8.2 Các phương thức chứng thực trong OSPF...................................................42

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................43


LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay, cơng nghệ thơng tin trở nên phổ biến và đảm bảo tính hiệu quả cho hoạt
động sản xuất, kinh doanh của các doanh nghiệp. Đi liền với nó là sự địi hỏi về khả năng
đáp ứng về cơng nghệ thơng tin nói chung và sự thơng suốt của hạ tầng mạng nói riêng.
Một hệ thống mạng ổn định đòi hỏi rất nhiều yếu tố, và một trong những yếu tố quan
trọng đó là kỹ thuật được áp dụng để triển khai cho kiến trúc hệ thống đó.
Sự phát triển của Internet cũng đồng nghĩa với việc tăng trưởng về quy mô và công
nghệ nhiều 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 vấn đề định tuyến trở nên
quan trọng hơn bao giờ hết. Việc thiết kế mạng và lựa chọn giao thức định tuyến sao cho
phù hợp với chi phí, tài nguyên của tổ chức là vấn đề đáng quan tâm. Internet phát triển
càng mạnh, lượng người truy cập 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 gia
tăng. Việc 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 địi hỏi người thiết kế mạng phải hiểu
biết sâu về các loại giao thức định tuyến, từ đó có sự lựa chọn phù hợp cho hệ thống mạng.

Vì vậy, chúng em quyết định chọn đề tài “Định tuyến và các giao thức định tuyến”
để tìm hiểu.
Trong thời gian qua, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Trung Thành đã
hướng dẫn và giúp đỡ chúng em trong suốt q trình hồn thiện tập báo cáo.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TUYẾN (ROUTING)
1.1 Giới thiệu
Định tuyến được coi là thành phần cốt yếu của kiến trúc mạng, thiết kế mạng và điều
hành mạng của mọi mạng thông tin, là thành phần không thể thiếu trong mạng viễn thơng.
Các yếu tố thúc đẩy cho q trình thay đổi và phát triển định tuyến mạng chủ yếu do nhu
cầu cải thiện hiệu năng mạng, các dịch vụ mới đưa vào khai thác và sự thay đổi công nghệ
mạng, và đây cũng là một trong những thách thức khi xây dựng và khai thác mạng. Hầu hết
các mạng viễn thơng truyền thống được xây dựng theo mơ hình mạng phân cấp mơ hình này
cho phép sử dụng định tuyến tĩnh trên qui mô lớn.
Trong khi định tuyến tĩnh vẫn cịn tồn tại thì tính chất độc lập giữa người sử dụng và
mạng vẫn ở mức cao; định tuyến tĩnh chủ yếu dựa trên mong muốn của người sử dụng nhiều
hơn là tình trạng của mạng hiện thời. Mạng hiện đại hiện nay có xu hướng hội tụ các dịch
vụ mạng, yêu cầu đặt ra từ phía người sử dụng là rất đa dạng và phức tạp. Các phương pháp
định tuyến động được sử dụng nhằm nâng cao hiệu năng mạng của mạng mới này, tăng
thêm tính chủ động, mềm dẻo đáp ứng tốt hơn yêu cầu người sử dụng dịch vụ.
Định tuyến để chỉ sự lựa chọn đường đi trên một kết nối mạng để thực hiện việc gửi
dữ liệu. Định tuyến chỉ ra hướng, sự dịch chuyển của các gói (dữ liệu) được đánh địa chỉ từ
mạng nguồn đến đích thơng qua các node trung gian; thiết bị chuyên dùng là bộ định tuyến
(router). Tiến trình định tuyến thường chỉ hướng đi dựa vào bảng định tuyến, đó là bảng
chứa các lộ trình tốt nhất đến các đích khác nhau trên mạng. Vì vậy việc xây dựng bảng
đinh tuyến, được tổ chức trong bộ nhớ của router, trở nên vô cùng quan trọng cho việc định
tuyến hiệu quả.
Khi có nhu cầu cho cuộc gọi đến, bộ định tuyến xác định đường đi cho yêu cầu thiết

lập lightpath. Như vậy bài toán định tuyến là xác định đường đi cho mỗi yêu cầu thiết lập
lightpath. Mỗi đường đi là một chuỗi các tuyến truyền dẫn từ điểm nguồn đến điểm đích.
Nhằm giảm sự phức tạp trong tính tốn, đồng thời để bài toán đơn giản hơn, ta sẽ xét đường
đi ngắn nhất giữa hai điểm đầu cuối này. Để thực hiện điều này, ta sử dụng một giải thuật
tìm đường đi ngắn nhất dựa trên giải thuật Dijkstra. Để hiểu rõ về thuật toán dùng trong
định tuyến, ta tìm hiểu về lí thuyết đồ thị.


1.2 Phân loại định tuyến
Có nhiều cách phân loại định tuyến, có thể đưa ra một số loại định tuyến như sau:
 Dựa vào chức năng thích nghi với trạng thái hiện thời của mạng để phân loại
thành: định tuyến tĩnh và định tuyến động
Định tuyến tĩnh: với định tuyến tĩnh, đường dẫn được chọn trước cho mỗi cặp nguồn
– đích của các node trong mạng. Các giải thuật định tuyến chi phí tối thiểu có thể được sử
dụng. Kế hoạch định tuyến tĩnh được sử dụng hầu hết các mạng truyền thống, trong kế
hoạch định tuyến này chủ yếu với mục đích làm giảm các hệ thống chuyển mạch phải đi qua
với yêu cầu kết nối đường dài. Kĩ thuật định tuyến tĩnh bộc lộ một số nhược điểm như:
quyết định định tuyến tĩnh không dựa trên sự đánh giá lưu lượng và topo mạng hiện thời.
Các bộ định tuyến không phát hiện ra các bộ định tuyến mới, chúng chỉ có thể chuyển thơng
tin tới các bộ định tuyến được chỉ định trước của nhà quản lí mạng.
Định tuyến động: định tuyến động lựa chọn tuyến dựa trên thông tin trạng thái hiện
thời của mạng. Thông tin trạng thái có thể đo hoặc dự đốn và tuyến đường có thể thay đổi
khi topo mạng thay đổi hoặc lưu lượng mạng thay đổi. Định tuyến động thể hiện tính linh
hoạt và dễ dàng mở rộng mạng.
 Dựa vào phạm vi định tuyến, ta phân loại thành: định tuyến trong và định tuyến
ngoài.
Định tuyến trong: định tuyến xảy ra bên trong một hệ thống độc lập (AS –
Autonomous System), các giao thức thường dùng là RIP (Router Information Protocol),
IGRP (Interior Gateway Routing Protocol), OSPF (Open Shortest Path First), EIGRP
(Enhanced IGRP),…

Định tuyến ngoài: định tuyến xảy ra giữa các hệ thống độc lập (AS), liên quan tới
dịch vụ của nhà cung cấp mạng sử dụng giao thức định tuyến ngoài rộng và phức tạp. Giao
thức thường dùng là BGP (Border Gateway Protocol).


Hình 1-1: Định tuyến trong và định tuyến ngồi
1.3 Lý thuyết đồ thị
Trong toán học và tin học, đồ thị là đối tượng nghiên cứu cơ bản của lí thuyết đồ thị.
Một cách khơng chính thức, đồ thị là một tập các đối tượng gọi là đỉnh nối với nhau bởi các
cạnh. Thông thường đồ thị thường được vẽ dưới dạng tập các điểm (đỉnh, nút) nối với nhau
bởi các đoạn thẳng (cạnh). Tuỳ theo ứng dụng mà một số cạnh có thể có hướng.

Hình 1-2: Lý thuyết đồ thị
Có 3 loại đồ thị: đồ thị có hướng, đồ thị vô hướng và đồ thị hỗn hợp.
1.3.1 Đồ thị vô hướng
Đồ thị vô hướng hoặc đồ thị G là một cặp có thứ tự (order pair) G=(V,E), trong đó:
 V là tập các đỉnh hoặc nút.
 E là tập các cặp không thứ tự chứa các đỉnh phân biệt, được gọi là cạnh. Hai đỉnh
thuộc một cạnh được gọi là các đỉnh đầu cuối của cạnh đó.

Hình 1-3: Đồ thị vô hướng


1.3.2 Đồ thị có hướng

Hình 1-4: Đồ thị có hướng
Đồ thị có hướng G là một cặp có thứ tự G=(V,A), trong đó:
 V là tập các nút hoặc đỉnh.
 A là tập các cạnh có thứ tự chứa các đỉnh, được gọi là các cạnh có hướng hoặc
cung.

Một cạnh e=(x,y) được coi là có hướng từ x đến y, x được gọi là điểm đầu/gốc và y
được coi là điểm cuối/ngọn của cạnh.
Từ đó ta phân loại ra: đồ thị đơn và đa đồ thị.
 Đồ thị đơn: là đồ thị mà giữa hai đỉnh chỉ có tối đa một cạnh.
 Đa đồ thị: là đồ thị mà giữa hai đỉnh có thể có nhiều hơn một cạnh.
Đa đồ thị có hướng là một đồ thị có hướng mà trong đó nếu x và y là hai đỉnh thì đồ
thị được phép có cả hai cung (x,y) và (y,x). Đồ thị đơn có hướng là một đồ thị có hướng,
trong đó, nếu x và y là hai đỉnh thì đồ thị chỉ được phép có tối đa một trong hai cung (x,y)
và (y,x).
1.3.3 Đồ thị hỗn hợp
Đồ thị hỗn hợp G là bộ ba có thứ tự G=(V,E,A) với V,E,A được định nghĩa như trên.
1.3.4. Ví dụ

Hình 1-5: Ví dụ


Với hình trên, ta có các giá trị sau:
- V={1,2,3,4,5,6}
- E={{1,2},{1,5},{2,3},{2,5},{3,4},{4,5},{4,6}}
Đôi khi thông tin nối từ đỉnh 1 đến đỉnh 2 được kí hiệu là 1~2.
Bài tốn định tuyến gán bước sóng có liên hệ chặt chẽ với bài tốn tơ màu cho các
nút trong đồ thị. Bài tốn của chúng ta là tô màu cho các nút thuộc G sao cho hai node kế
cận nhau phải mang màu khác nhau thể hiện mỗi trạng thái của node.
1.4 Các thuật tốn cơ bản trong định tuyến
Các mạng chuyển mạch gói và internet dựa trên quyết định định tuyến của nó từ các
tiêu chí tối thiểu. Ở đây ta xét đến chi phí tuyến được sử dụng như tham số ngõ vào của
thuật tốn định tuyến chi phí tối thiểu mà có thể phát biểu đơn giản như sau:
Cho một mạng gồm các node được nối bởi các tuyến song công, trong đó, mỗi tuyến
có một chi phí được gán cho mỗi hướng, định nghĩa chi phí của đường dẫn giữa hai node là
tổng chi phí của các tuyến hợp thành đường dẫn. Với mỗi cặp node, tìm đường dẫn với chi

phí tối thiểu.
Hầu hết các thuật tốn chi phí tối thiểu đang sử dụng trong các mạng chuyển mạch
gói và internet là Dijkstra hoặc Bellman-Ford. Ta sẽ xét hai thuật toán này dưới đây.
1.4.1 Thuật toán trạng thái liên kết LSA
Trong thuật toán trạng thái liên kết, các node mạng quảng bá giá trị liên kết của nó
với các node xung quanh tới các node khác. Sau khi quảng bá, tất cả các node đều biết rõ
topo mạng và thuật tốn sử dụng để tính tốn con đường ngắn nhất tới node đích là thuật
tốn Dijkstra.
Thuật tốn Dijkstra, mang tên của nhà khoa học máy tính người Hà Lan Edsger
Dijkstra, là một thuật tốn giải quyết bài tốn tìm đường đi ngắn nhất trong một đồ thị có
hướng khơng có cạnh mang trọng số âm.
1.4.1.1 Bài toán
Cho một đồ thị có hướng G=(V,E), một hàm trọng số w: E → [0, ∞) và một đỉnh
nguồn s. Cần tính tốn được đường đi ngắn nhất từ đỉnh nguồn s đến mỗi đỉnh của đồ thị. Ví
dụ: chúng ta dùng các đỉnh của đồ thị để mơ hình các thành phố và các cạnh để mơ hình các
đường nối giữa chúng. Khi đó trọng số các cạnh có thể xem như độ dài của các con đường
hay có thể là chi phí (và do đó là khơng âm). Chúng ta cần vận chuyển từ thành phố s đến
thành phố t. Thuật toán Dijkstra sẽ giúp chỉ ra đường đi ngắn nhất chúng ta có thể đi.


Trọng số không âm của các cạnh của đồ thị mang tính tổng qt hơn khoảng cách
hình học giữa hai đỉnh đầu mút của chúng. Ví dụ, với 3 đỉnh A, B, C đường đi A-B-C có thể
ngắn hơn so với đường đi trực tiếp A-C.
1.4.1.2 Thuật toán
Thuật toán Dijkstra có thể mơ tả như sau:
Ta quản lý một tập hợp động S. Ban đầu S={s}.
Với mỗi đỉnh v, chúng ta quản lý một nhãn d[v] là độ dài bé nhất trong các đường đi
từ nguồn s đến một đỉnh u nào đó thuộc S, rồi đi theo cạnh nối u-v.
Trong các đỉnh ngoài S, chúng ta chọn đỉnh u có nhãn d[u] bé nhất, bổ sung vào tập
S. Tập S được mở rộng thêm một đỉnh, khi đó chúng ta cần cập nhật lại các nhãn d cho phù

hợp với định nghĩa.
Thuật tốn kết thúc khi tồn bộ các đỉnh đã nằm trong tập S, hoặc nếu chỉ cần tìm
đường đi ngắn nhất đến một đỉnh đích t, thì chúng ta dừng lại khi đỉnh t được bổ sung vào
tập S.
Tính chất khơng âm của trọng số các cạnh liên quan chặt chẽ đến tính đúng đắn của
thuật tốn. Khi chứng minh tính đúng đắn của thuật tốn, chúng ta phải dùng đến tính chất
này.
1.4.1.3 Chứng minh
Ý tưởng được chứng minh như sau:
Chúng ta sẽ chỉ ra, khi một đỉnh v được bổ sung vào tập S, thì d[v] là giá trị của
đường đi ngắn nhất từ nguồn s đến v.
Theo định nghĩa nhãn d, d[v] là giá trị của đường đi ngắn nhất trong các đường đi từ
nguồn s, qua các đỉnh trong S, rồi theo một cạnh nối trực tiếp u-v đến v.
Giả sử tồn tại một đường đi từ s đến v có giá trị bé hơn d[v]. Như vậy trong đường
đi, tồn tại đỉnh giữa s và v không thuộc S. Chọn w là đỉnh đầu tiên như vậy.
Đường đi của ta có dạng s - ... - w - ... - v. Nhưng do trọng số các cạnh không âm nên
đoạn s - ... - w có độ dài khơng lớn hơn hơn tồn bộ đường đi, và do đó có giá trị bé hơn
d[v]. Mặt khác, do cách chọn w của ta, nên độ dài của đoạn s - ... - w chính là d[w]. Như
vậy d[w] < d[v], trái với cách chọn đỉnh v. Đây là điều mâu thuẫn. Vậy điều giả sử của ta là
sai. Ta có điều phải chứng minh.


1.4.1.4 Các bước thực hiện
Thuật toán Dijkstra dùng trong giao thức định tuyến 0SPF đi qua các bước sau:
1. Bộ định tuyến xây dựng đồ thị của mạng và xác định các node nguồn – đích, ví dụ
như V1 và V2. Sau đó nó xây dựng một ma trận, được gọi là ma trận liền kề. Ma trận này thể
hiện trọng số của các cạnh, ví dụ như [i,j] là trọng số của cạnh nối V i với Vj. Nếu khơng có
kết nối trực tiếp giữa Vi và Vj, trọng số này được xác định là vô cùng.
2. Bộ định tuyến xây dựng bảng trạng thái cho tất cả các node trong mạng. Bảng này
gồm các phần:

 Chiều dài: thể hiện độ lớn của trọng số từ nguồn đến node đó.
 Nhãn của node: thể hiện trạng thái của node, mỗi một node có thể có một trong
hai trạng thái là cố định hay tạm thời.
3. Bộ định tuyến gán thông số ban đầu của bảng trạng thái cho tất cả các node và
thiết lập chiều dài của chúng là vô cùng và nhãn của chúng là tạm thời.
4. Bộ định tuyến thiết lập một T-node. Ví dụ như V 1 là node nguồn T-node, bộ định
tuyến sẽ chuyển nhãn của V 1 sang cố định. Khi một nhãn chuyển sang cố định, nó sẽ khơng
thay đổi nữa.
5. Bộ định tuyến sẽ cập nhật bảng thái trạng thái của tất cả các node tạm thời mà các
node này liên kết với node nguồn T-node.
6. Bộ định tuyến nhìn vào các node tạm thời và chọn một node duy nhất mà node này
có trọng số đến V1 là nhỏ nhất. Node này sau đó trở thànđ node đích T-node.
7. Nếu node này khơng phải là V2 thì bộ định tuyến trở lại bước 5.
8. Nếu node này là V2 thì bộ định tuyến tách node trước đó của nó khỏi bảng trạng
thái và cứ thực hiện điều này cho đến khi đến node V 1. Một lượt các node chỉ ra tuyến tối ưu
nhất từ V1 đến V2.
1.4.1.5 Ví dụ về thuật tốn Dijkstra
Dưới đây ta sẽ tìm đường ngắn nhất giữa A và E
Bước 1: Theo hình sau, node A làm node nguồn T-node, nhãn của nó chuyển sang
cố định và được đánh dấu bằng


Bước 2: Trong bước này, ta sẽ thấy được bảng trạng thái của các node nối trực tiếp
với node A là cặp node (B,C). Đường từ A đến B là ngắn nhất (có trọng số nhỏ nhất), do đó
nó được chọn làm T-node và sau đó nhãn của nó chuyển sang cố định.

Bước 3: giống như bước 2, dựa trên bảng trạng thái của các node kết nối trực tiếp với
node B là cặp node (D,E).Tương tự như thế, node D kết nối với node B là đường ngắn nhất
(mang trọng số 2 nên nhỏ hơn trọng số của cạnh BE), do đó node D được làm T-node, và
sau đó nhãn của nó chuyển sang cố định.

Bước 4: trong bước này chúng ta khơng có node tạm thời nào, vì thế ta chỉ có thể
chọn T-node tiếp theo. Node E được chọn vào đồ thị, cạnh DE có trọng số nhỏ nhất.

Bước 5: Node E là node đích nên chúng ta kết thúc q trình định tuyến này.
1.4.2 Thuật tốn định tuyến vectơ khoảng cách DVA
Là một thuật toán định tuyến tương thích nhằm tính tốn con đường ngắn nhất giữa
các cặp node trong mạng, được biết đến như là thuật tốn Bellman-Ford. Các node mạng
thực hiện q trình trao đổi thơng tin trên cơ sở của địa chỉ đích, node kế tiếp, và con đuờng
ngắn nhất tới đích. Mỗi node trong mạng có bảng định tuyến cho thấy đường tốt nhất đến
mọi đích và mỗi node chỉ gởi bảng định tuyến của nó đến các node láng giềng.


Vấn đề tồn tại của thuật tốn DV là nó thực hiện đếm đến vơ cùng khi có một kết nối
bị hỏng. Vấn đề này có thể thấy rõ ở ví dụ sau:

Hình 1-6: Ví dụ thuật tốn DVA
Với hình 3.8 cho thấy có duy nhất một tuyến giữa node A đến những node khác. Giả
sử trọng số trên mỗi cạnh đều bằng 1, mỗi node (Router) đều chứa bảng định tuyến. Bây
giờ, nếu ta cắt kết nối giữa A và B thì node B sẽ hiệu chỉnh lại bảng định tuyến của nó. Sau
khoảng thời gian, các node trao đổi thông tin bảng định tuyến và B nhận bảng định tuyến
của C. Khi C khơng biết gì xảy ra với kết nối giữa kết nối giữa A và B, nó sẽ cho rằng có
một tuyến kết nối với trọng số là 2 (1 cho kết nối C-B và 1 cho kết nối B-A), nó khơng biết
rằng kết nối A-B đã bị cắt. B nhận bảng định tuyến này và nghĩ rằng có một tuyến khác giữa
C và A, vì thế nó sửa lại bảng định tuyến và thay đổi giá trị trọng số của kết nối B-A về 3 (1
cho kết nối B-C, 2 cho kết C-A). Một lần nữa các node thay đổi bảng định tuyến của nó. Khi
C nhận bảng định tuyến của B, nó thấy rằng bảng B thay đổi trọng số của tuyến B-A từ 1
thành 3, vì thế nó cập nhật bảng định tuyến và thay đổi trọng số của tuyến C-A thành 4 (1
cho kết nối C-B và 3 cho kết nối B-A). Quá trình này cứ xảy ra miết cho đến khi tất cả các
node tìm ra trọng số của tuyến đến A là vơ cùng.

Thuật tốn Bellman-Ford là một thuật tốn tính các đường đi ngắn nhất trong một đồ
thị có hướng có trọng số (trong đó một số cung có thể có trọng số âm).Thuật tốn Dijksta
địi hỏi trọng số của các cung phải có giá trị khơng âm. Do đó thuật tốn Bellman-Ford
thường dùng khi có các cung với trọng số âm.
1.4.2.1 Thuật tốn
Giải thuật Bellman-Ford có thể phát biểu: Tìm các đường dẫn ngắn nhất từ node
nguồn cho trước với ràng buộc chỉ chứa một tuyến, sau đó tìm đường dẫn ngắn nhất với
ràng buộc chỉ chứa tối đa hai tuyến và cứ thế tiếp tục. Nếu đường dẫn trước đó là ngắn nhất
thì để lại cịn khơng thì cập nhật đường dẫn mới. Thuật tốn được tiến hành qua các tầng
được biểu diễn như sau:
function BellmanFord (danh_sách _đỉnh, danh_sách_cung, nguồn)
// hàm yêu cầu đồ thị đưa vào dưới dạng một danh sách đỉnh, một danh cung
// hàm tính các giá trị khoảng_cách và đỉnh_liền_trước của các đỉnh, sao cho các
//giá trị đỉnh_liền_ trước sẽ lưu lại các đường đi ngắn nhất.


// bước 1: khởi tạo đồ thị
for each v in danh_sách_đỉnh:
if v is nguồn then khoảng_cách (v) := 0
else khoảng_cách (v) := infinity
đỉnh_liền_trước (v) := null
// bước 2: kết nạp cạnh
for i from 1 to size (danh_sách_đỉnh) :
for each (u, v) in danh_sách_cung :
if khoảng_cách (v) > khoảng_cách (u) + trọng_số (u, v) :
khoảng_cách (v) := khoảng_cách (u) + trọng_số (u, v)
đỉnh_liền_trước (v) := u
// bước 3: kiểm tra chu trình âm
for each (u, v) in danh_sách_cung :
if khoảng_cách (v) > khoảng_cách (u) + trọng_số (u, v) :

error “Đồ thị chứa chu trình có trọng số âm”
1.4.2.2 Chứng minh
Tính đúng đắn của thuật tốn có thể chứng minh bằng qui nạp. Thuật tốn có thể phát
biểu chính xác theo kiểu qui nạp như sau:
Định lý: Sau i lần lặp vòng for:
1. Nếu Khoảng_cách(u) khơng có giá trị vơ cùng lớn, thì nó bằng độ dài của một
đường đi nào đó từ s tới u;
2. Nếu có một đường đi từ s tới u qua nhiều nhất i cung, thì Khoảng_cách (u) có giá
trị khơng vượt q độ dài của đường đi ngắn nhất từ s tới u qua tối đa i cung.
Chứng minh:
Trường hợp cơ bản: Xét i =0 và thời điểm trước khi vòng for được chạy lần đầu
tiên. Khi đó, với đỉnh nguồn khoảng_cách (nguồn) := 0, điều này đúng. Đối với các đỉnh u
khác, khoảng_cách (u) := infinity, điều này cũng đúng vì khơng có đường đi nào từ nguồn
đến u qua 0 cung.
Trường hợp quy nạp:


Chứng minh câu 1: Xét thời điểm khi khoảng cách tới một đỉnh được cập nhật bởi
công thức khoảng_cách (v) := khoảng_cách (u) + trọng_số (u,v). Theo giả thiết quy nạp,
khoảng_cách (u) là độ dài của một đường đi nào đó từ nguồn tới u. Do đó, khoảng_cách (u)
+ trọng_số (u, v) là độ dài của đường đi từ nguồn tới u rồi tới v.
Chứng minh câu 2: Xét đường đi ngắn nhất từ nguồn tới u qua tối đa i cung. Giả sử v
là đỉnh liền ngay trước u trên đường đi này. Khi đó, phần đường đi từ nguồn tới v là đường
đi ngắn nhất từ nguồn tới v qua tối đa i-1 cung. Theo giả thuyết quy nạp, khoảng_cách (v)
sau i-1 vịng lặp khơng vượt q độ dài đường đi này. Do đó, trọng_số (v, u) + khoảng_cách
(v) có giá trị khơng vượt q độ dài của đường đi từ s tới u. Trong lần lặp thứ i,
khoảng_cách (u) được lấy giá trị nhỏ nhất của khoảng_cách (v) + trọng_số (v, u) với mọi v
có thể. Do đó, sau i lần lặp, khoảng_cách (u) có giá trị không vượt quá độ dài đường đi ngắn
nhất từ nguồn tới u qua tối đa i cung. Khi i bằng số đỉnh của đồ thị, mỗi đường đi tìm được
sẽ là đường đi ngắn nhất toàn cục, trừ khi đồ thị có chu trình âm. Nếu tồn tại chu trình âm

mà từ đỉnh nguồn có thể đi đến được thì sẽ khơng tồn tại đường đi nhỏ nhất (vì mỗi lần đi
quanh chu trình âm là một lần giảm trọng số của đường).
Kết luận
Cả hai thuật toán này đều hoạt động dưới điều kiện tĩnh của topo mạng và chi phí
tuyến thì cả hai hội tụ về một nghiệm. Khi mạng có nhiều sự thay đổi thì thuật tốn sẽ cố
gắng bám theo sự thay đổi, tuy nhiên, nếu chi phí tuyến phụ thuộc vào lưu lượng, tức là nó
lại phụ thuộc vào đường dẫn được chọn thì với đáp ứng làm cho mạng không ổn định.


CHƯƠNG II: CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN
2.1 Tổng quan về giao thức định tuyến
2.1.1 Mục đích của giao thức định tuyến
Mục đích của giao thức định tuyến là xây dựng và bảo trì bảng định tuyến. Bảng định
tuyến này mang thông tin về các mạng khác và các cổng giao tiếp trên router đến các mạng
này. Router sử dụng giao thức định tuyến để quản lý thông tin nhận được từ các router khác,
thơng tin từ cấu hình của các cổng giao tiếp và thơng tin cấu hình các đường cố định.
Giao thức định tuyến cập nhật về tất cả các đường, chọn đường tốt nhất đặt vào bảng
định tuyến và xóa đi khi đường đó khơng sử dụng được nữa. Khi đó, router sử dụng thơng
tin trên bảng định tuyến để chuyển gói dữ liệu của các giao thức được định tuyến.
2.1.2 Quyết định chọn đường đi
Router có 2 chức năng chính:
Quyết định chọn đường đi
Chuyển mạch
Q trình chọn đường đi được thực hiện ở lớp mạng. Router dựa vào bảng định tuyến
để chọn đường cho gói dữ liệu. Sau khi quyết định đường ra, thì router thực hiện việc
chuyển mạch để phát gói dữ liệu.
Chuyển mạch là quá trình mà router thực hiện để chuyển gói từ cổng nhận vào ra
cổng phát đi. Điểm quan trọng của quá trình này là router phải đóng gói dữ liệu cho phù hợp
với đường truyền mà gói chuẩn bị đi ra.
Trong các hình dưới đây cho thấy cách mà router sử dụng địa chỉ mạng để quyết định

chọn đường cho gói dữ liệu.



Hình 2-1: Quyết định chọn đường cho gói dữ liệu
2.1.3 Cấu hình định tuyến
Để cấu hình giao thức định tuyến, cần phải cấu hình trong chế độ cấu hình tồn cục
và cài đặt các đặc điểm định tuyến. Đầu tiên, ở chế độ cấu hình tồn cục, khởi động giao
thức định tuyến mà bạn muốn, ví dụ như RIP, IGRP, EIGRP hay OSPF. Sau đó, trong chế
độ cấu hình định tuyến, bạn khai báo địa chỉ IP. Định tuyến động thường sử dụng địa chỉ
broadcast và multicast để trao đổi thông tin giữa các router. Router sẽ dựa vào thông số định
tuyến để chọn đường tốt nhất tới từng mạng đích.
Lệnh router dùng để khởi động giao thức định tuyến.
Lệnh network dùng để khai báo các cổng giao tiếp trên router mà ta muốn giao thức
định tuyến gửi và nhận các thơng tin cập nhật về định tuyến.
Ví dụ về cấu hình định tuyến:
GAD(config)#router rip
GAD(config-router)#network 172.16..0.0
Địa chỉ mạng khai báo trong câu lệnh network là địa chỉ mạng theo lớp A, B hoặc C
chứ không phải là địa chỉ mạng con (subnet) hay địa chỉ host riêng lẻ.
2.1.4 Các giao thức định tuyến
Ở lớp Internet của bộ giao thức TCP/IP, router sử dụng một giao thức định tuyến IP
để thực hiện việc định tuyến. Sau đây là một số giao thức định tuyến IP:
- RIP – giao thức định tuyến nội theo vectơ khoảng cách
- IGRP – giao thức định tuyến nội theo vectơ khoảng cách Cisco
- OSPF – giao thức định tuyến nội theo trạng thái đường liên kết
- EIGRP – giao thức mở rộng của IGRP
- BGP – giao thức định tuyến ngoại theo vector khoảng cách

RIP (Routing information Protocol) được định nghĩa trong RPC 1058

Các đặc điểm chính của giao thức RIP:
- Là giao thức định tuyến theo vector khoảng cách
- Sử dụng số lượng hop để làm thông số chọn đường đi
- Nếu số lượng hop để tới đích lớn hơn 15 thì gói dữ liệu sẽ bị hủy bỏ
- Cập nhật theo định kỳ, mặc định là 30 giây
IGRP (Internet gateway routing Protocol) là giao thức được phát triển độc quyền bởi
Cisco.
Một số điểm mạnh của giao thức IGRP:
- Là giao thức định tuyến theo vector khoảng cách
- Sử dụng băng thông, tải, độ trễ và độ tin cậy của đường truyền làm thông số lựa
chọn đường đi
- Cập nhật theo định kỳ, mặc định là 90 giây
OSPF (Open Shortest Path First)
Các đặc điểm chính của giao thức OSPF:
- Là giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết
- Được định nghĩa trong RFC 2328
- Sử dụng thuật toán SPF để tính tốn chọn đường đi tốt nhất
- Chỉ cập nhật khi cấu trúc mạng có sự thay đổi
EIGRP (Enhanced IGRP) là giao thức định tuyến nâng cao theo vector khoảng cách,
và là giao thức độc quyền của Cisco.
- Các đặc điểm chính của giao thức EIGRP:
- Là giao thức định tuyến nâng cao theo vector khoảng cách
- Có chia tải
- Có các ưu điểm của định tuyến theo vector khoảng cách và định tuyến theo trạng
thái đường liên kết
- Sử dụng thuật tốn DUAL (Diffused Update Algorithm) để tính tốn chọn đường
tốt nhất.
- Cập nhật theo định kỳ, mặc định là 90 giây hoặc cập nhật khi có thay đổi về cấu

trúc mạng

BGP ( Border Gateway Protocol) là giao thức định tuyến ngoại.
Các đặc điểm chính:


- Là giao thức định tuyến ngoại theo vector khoảng cách
- Được sử dụng để định tuyến giữa các ISP hoặc giữa ISP và khách hàng
- Được sử dụng để định tuyến lưu lượng Internet giữa các hệ tự quản (AS)
2.1.5 Hệ tự quản, IGP và EGP
Giao thức định tuyến nội được thiết kế để sử dụng cho hệ thống của một đơn vị, tổ
chức. Điều quan trọng nhất đối với việc xây dựng một giao thức định tuyến nội là chọn
thông số nào và sử dụng những thông số đó ra sao để chọn đường đi trong hệ thống mạng.
Giao thức định tuyến ngoại được thiết kế để sử dụng giữa 2 hệ thống mạng có 2 cơ
chế quản lý khác nhau. Các giao thức loại này thường được sử dụng để định tuyến giữa các
ISP. Giao thức định tuyến IP ngoại thường u cầu phải có 3 thơng tin trước khi hoạt động,
đó là:
Danh sách các router láng giềng để trao đổi thông tin định tuyến
Danh sách các mạng kết nối trực tiếp mà giao thức cần quảng bá thông tin định tuyến
Chỉ số của hệ tự quản trên router
Giao thức định tuyến ngoại vi cần phải phân biệt các hệ tự quản (AS). Mỗi hệ tự
quản là một tập hợp các mạng hoạt động dưới cùng một cơ chế quản trị về định tuyến. Giữa
các hệ thống này phải có một giao thức để giao tiếp được với nhau.
Mỗi hệ tự quản có một con số xác định được cấp bởi tổ chức đăng ký số Internet của
Mỹ (ARIN – America Registry of Internet Numbers) hoặc được cấp bởi nhà cung cấp dịch
vụ. Chỉ số này dài 16 bit. Các giao thức định tuyến như IGRP và EIGRP của Cisco đòi hỏi
phải khai báo số AS khi cấu hình.

Hình 2-2: Hệ tự quản
2.2 Giao thức định tuyến theo vector khoảng cách

2.2.1 Tổng quát về giao thức định tuyến theo vector khoảng cách


Giao thức định tuyến theo vector khoảng cách hoạt động theo nguyên tắc Neighbor,
mỗi router sẽ gửi bảng định tuyến của mình cho tất cả các router kết nối trực tiếp với nó.
Các router đó sẽ so sánh với bảng định tuyến mà mình hiện có và kiểm tra lại các tuyến
đường của mình với các tuyến đường mới nhận được, tuyến đường nào tối ưu hơn sẽ được
đưa vào bảng định tuyến.
Các giao thức định tuyến theo vector khoảng cách update bảng định tuyến của mình
bằng cách gửi các gói tin update theo định kỳ (30 giây đối với RIP, 90 giây đối với IGRP)
theo hình thức broadcast (dùng địa chỉ đích là 255.255.255.255).
Sử dụng thuật tốn Bellman-Ford để tính tốn đường đi tối ưu đến từng mạng.
2.2.2 Ưu và nhược điểm của giao thức định tuyến theo vector khoảng cách
a. Ưu điểm
- Dễ cấu hình, router khơng phải xử lý nhiều nên không tốn nhiều dung lượng bộ
nhớ, do đó CPU có tốc độ xử lý nhanh hơn.
b. Nhược điểm
- Hệ thống metric (tiêu chuẩn về khoảng cách để tới đích) quá đơn giản (như RIP chỉ
là hop-count) dẫn đến việc các tuyến đường được chọn vào bảng định tuyến chưa phải là
tuyến đường tối ưu nhất.
- Do các router không được update ngay lập tức (mà theo chu kỳ), gây ra sai lệch
trong bảng định tuyến, dẫn đến việc các gói tin đi trên đường mà nó đã đi qua trước đó. Kết
quả là gói tin đi lòng vòng trên mạng gây ra hiện tượng định tuyến lặp, làm phát sinh lưu
lượng mạng vơ ích gây lãng phí băng thơng.
2.3 Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết
2.3.1 Tổng quát về giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết
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 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 tốn 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 khơng cịn truyền đi các
thơng tin sai lệch mà chúng nhận được từ các router láng giềng.
Điểm đặc trưng của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết:
- Đáp ứng nhanh theo sự thay đổi của hệ thống mạng.
- Gửi cập nhật khi hệ thống mạng có sự thay đổi.


- Gửi cập nhật định kỳ để kiểm tra trạng thái đường liên kết.
- Sử dụng cơ chế hello để xác định router láng giềng có cịn kết nối được hay khơng.
- Sử dụng thơng tin từ gói hello và LSAs nhận được từ các router láng giềng để xây
dựng cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng.
- Sử dụng thuật tốn SPF để tính tốn ra đường đi ngắn nhất đến từng mạng.
- Lưu kết quả chọn đường trong bảng định tuyến.
2.3.2 Ưu và nhược điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết
a. Ưu điểm
- Sử dụng chi phí làm thơng số định tuyến để chọn đường đi trong mạng. Thơng số
chi phí này có thể phản ánh được dung lượng đường truyền.
- Thực hiện cập nhật khi có sự kiện xảy ra, phát 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 tồn bộ cấu trúc hệ thống mạng. Do
đó chúng rất khó bị lặp vịng.
- Router sử dụng thơng 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 tốn
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.
b. Nhược điểm
- Đòi hỏi nhiều dung lượng bộ nhớ và năng lực xử lý cao hơn so với giao thức định

tuyến theo vector khoảng cách. Do đó các thiết bị có thể đáp ứng được sự hoạt động của
giao thức này thường có giá thành cao.
- Đòi hỏi hệ thống mạng phải được thiết kế theo mơ hình phân cấp, hệ thống mạng
được chia ra thành nhiều vùng nhỏ để làm giảm bớt độ lớn và độ phức tạp của cơ sở dữ liệu
và cấu trúc hệ thống mạng.
- 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 tồn bộ mạng. Do đó tiến
trình này có thể làm giảm dung lượng đường truyền danh cho dữ liệu khác.


2.4 So sánh và phân biệt giữa định tuyến theo vector khoảng cách và định tuyến
theo trạng thái đường liên kết
Trước tiên, ta xét giao thức định tuyến theo vector khoảng cách. Các router định
tuyến theo vector khoảng cách thực hiện gửi tồn bộ bảng định tuyến của mình và chỉ gửi
cho các router kết nối trực tiếp đến mình. Thông tin trên bảng định tuyến rất ngắn gọn, chỉ
cho biết tương ứng với một mạng đích là cổng của router, địa chỉ IP của router kết tiếp,
thông số định tuyến của con đường. 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 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 router láng giềng. Các router định tuyến theo vector khoảng cách thực hiện cập
nhật thông tin định tuyến theo định kỳ nên tốn nhiều băng thơng đường truyền. Khi có sự
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 tồn bộ hệ thống. Do đó thời
gian bị hội tụ chậm.
Xét đến giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Khi bắt đầu hoạt động,

mỗi router sẽ gửi thơng tin cho biết nó có bao nhiêu kết nối, trạng thái của mỗi đường kết
nối, và nó gửi cho mọi router khác trong mạng bằng địa chỉ 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 thơng 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 tốn để chọn đường đi tốt
nhất đến từng mạng đích.
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 thơng tin về sự thay đổi đó được truyền
đi cho tất cả các router trong mạng. Do đó thời gian hội tụ nhanh và tốn ít băng thơng.
Qua đó thấy được ưu điểm nổi trội của định tuyến theo trạng thái đường liên kết so
với định tuyến theo vector 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 hỗi trợ
CIDR và 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 vector 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
địi 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 giao thức định tuyến theo trạng thái
đường liên kết 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.
2.5 Một số giao thức định tuyến phổ biến
2.5.1 Giao thức định tuyến RIP
2.5.1.1 Sơ lược về giao thức RIP
Routing Information Protocol (RIP) là giao thức định tuyến theo vector khoảng cách
xuất hiện sớm nhất. Nó xuất hiện năm 1970 bởi Xerox như là một phần của bộ giao thức
Xerox Networking Services (XNS). Đến năm 1988, giao thức RIP mới được ban bố trong

văn bản RFC1058 bởi Charles Hedrick. Giao thức được sử dụng rộng rãi do tính chất đơn
giản và tiện dụng của nó.
Giao thức RIP được phát triển trong nhiều năm, bắt đầu từ phiên bản 1 (RIPv1)
RIP chỉ là giao thức định tuyến theo lớp địa chỉ cho đến phiên bản 2 (RIPv2) được
định nghĩa trong văn bản Tiêu chuẩn Internet(STD)56. RIP trở thành giao thức định tuyến
không theo lớp địa chỉ.
RIPv2 có những ưu điểm như sau:
- Cung cấp thêm nhiều thơng tin định tuyến hơn
- Có cơ chế xác minh giữa các router khi cập nhật để bảo mật cho bảng định tuyến
- Có hỗ trợ VLSM (Variable Length Subnet Masking-Subnet mask có chiều dài khác
nhau)
Giao thức RIP tránh định tuyến lặp vịng đếm đến vơ hạn bằng cách giới hạn số
lượng hop tối đa cho phép từ máy gửi đến máy nhận, số lượng hop tối đa cho mỗi con
đường là 15. Đối với các con đường mà router nhận được từ thông tin cập nhật của router
láng giềng, router sẽ tăng chỉ số hop lên 1 vì router xem bản thân nó cũng là 1 hop trên
đường đi. Nếu sau khi tăng chỉ số hop lên 1 mà chỉ số này lớn hơn 15 thì router sẽ xem như
mạng đích khơng tương ứng với con đường này. Ngồi ra, RIP cũng có những đặc tính
tương tự như những giao thức định tuyến khác. Ví dụ như: RIP cũng có horizon và
holddown để tránh cập nhật thơng tin định tuyến khơng chính xác.


Các đặc điểm chính của giao thức RIP:
 Là giao thức định tuyến theo vector khoảng cách
 Thông số định tuyến là số lượng hop
 Nếu gói dữ liệu đến mạng đích có số lượng hop lớn hơn 15 thì gói dữ liệu đó sẽ bị
hủy bỏ
 Chu kỳ cập nhật mặc định là 30 giây
Giao thức RIP thường được sử dụng cho những mạng nhỏ với kiến trúc đơn giản.
2.5.1.2 Cấu hình RIP
Sử dụng lệnh router rip và lệnh network để cấu hình RIP:

 Router(config)# router rip – khởi động giao thức định tuyến RIP
 Router(config- router)#network network-number – khai báo các mạng mà RIP

được phép chạy trên đó
Từ đó, RIP sẽ bắt đầu gửi và nhận thơng tin cập nhật theo chu kỳ trên các cổng tương
ứng. Khi router nhận được thơng tin có sự thay đổi nào đó thì nó sẽ cập nhật vào bảng định
tuyến.
Có thể dùng lệnh ip rip triggered để cấu hình cho RIP thực hiện cập nhật tức thời khi
cấu trúc mạng thay đổi. Lệnh này chỉ áp dụng cho cổng serial của router. Khi cấu trúc mạng
thay đổi, router nào nhận biết được sự thay đổi đầu tiên sẽ cập nhật vào bảng định tuyến của
nó trước, sau đó nó lập tức gửi thông tin cập nhật cho các router khác kết nối trực tiếp với
nó để thơng báo về sự thay đổi đó. Hoạt động này là cập nhật tức thời và nó xảy ra hồn
tồn độc lập với cập nhật định kỳ.


Hình 2-3: Ví dụ về cấu hình của RIP
 BHM(config)#router rip – chọn RIP làm giao thức định tuyến cho router
 BHM(config- router)#network 10.0.0.0 – khai báo mạng kết nối trực tuyến vào
router
 BHM (config- router) #network 192.168.13.0 – khai báo mạng kết nối trực tuyến
vào router
Các cổng trên router kết nối vào mạng 10.0.0.0 và 192.168.13.0 sẽ thực hiện gửi và
nhận thông tin cập nhật về định tuyến.
2.5.1.3 Định dạng bản tin RIP (RIP Message Format)
Mỗi bản tin RIP đều bao gồm trường command, version và có thể chứa được tới 25
tuyến đường (route entries).

Hình 2-4: Định dạng bản tin RIP
Phần đầu gồm 4 octet, mỗi tuyến đường là 20 octet, header của UDP segment là 8
octet. Do đó, kích thước của bản tin RIP là 4 + 25*20 + 8 = 512 octet.

Các trường cụ thể trong bản tin RIP:
Command: có giá trị là 1 cho biết đây là một Request message (gửi yêu cầu cập nhật
tới router láng giềng), có giá trị là 0 cho biết đây là Response message (mang thông tin
update).
Version: là 1 cho biết đây là RIPv1
Address Family Identifier: có giá trị là 2 nếu là IP
IP Address: là địa chỉ đích của tuyến đường
Metric: số lượng hop