Bài tập lớn Mạng máy tính nâng cao IT54

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÀI TẬP LỚN
MƠN MẠNG MÁY TÍNH NÂNG CAO (IT54 )
ĐỀ SỐ 2 – TÊN ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU CÁC GIAO
THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF
Họ và tên sinh viên:
Mã sinh viên:


2

LỜI MỞ ĐẦU
Bưu chính viễn thơng và cơng nghệ thơng tin ngày nay rất phát triến. Cuộc cách
mạng thông tin đã và đang diễn ra trên hầu hết các nước tiên tiến trên thế giới. Có thế
nói thơng tin ngày nay đóng vai trị hết sức quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của
mỗi con người từ việc ăn gì ở đâu, xem gì trong nhừng ngày tới đến vấn cố phiếu tăng
giá hay giảm giá hay những vấn đề quan trọng của cả thế giới đều được phản ánh qua
thơng tin được cập nhật hàng ngày. Điều đó cho thấy mạng lưới viễn thơng đã bao
trùm trên tồn thế giới.
Ngày nay chúng ta cũng không phải lo về việc thiếu hụt băng thông cho truyền
tin như trước kia thay vào đó là việc làm sao để xử lý gói tin tại các nút là nhanh nhất.
Giao thức là một kiếu cách thức giao tiếp, đối thoại. Cũng như con người, máy móc
muốn làm việc với nhau cũng cần có những cách thức giao tiếp riêng. Trong việc
truyền tin cũng vậy các Router muốn giao tiếp với nhau cũng cần phải có những giao
thức để làm việc với nhau. Các giao thức đó thường là RIP, IGRP, EGRP, IS-IS, BGP
và OSPF.
OSPF Là giao thức định tuyến nhóm link-state, thường được triến khai trong các
hệ thống mạng phức tạp. Giao thức OSPF tự xây dụng nhũng cơ chế riêng cho

mình ,tự bảo đảm những quan hệ của chính mình với các router khác. Nó có thể dị tìm
nhanh chóng sự thay đổ của topology (cũng như lỗi của các interface ) và tính tốn lại
những route mới sau chu kỳ hội tụ. Chu kỳ hội tụ của OSPF rất ngắn và cũng tốn rất ít
lưu lượng đường truyền.
Chính vì các lý do trên em đã lựa chọn giao thức định tuyến OSPF và đưa ra các
mơ hình mơ phỏng trực quan và sinh động bằng phần mềm mô phỏng Packet Tracer
của CISCO. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy ThS. Nguyễn Thành Huy đã
tạo điều kiện cho em trong quá trình làm và thực hiện đề tài. Mặc dù đã cố gắng hết
sức nhưng do khả năng còn hạn chế nên khơng thế tránh khỏi thiếu sót. Em mong nhận
được sự góp ý từ các thầy cơ và các bạn em có thế hồn thiện bài báo cáo. Xin chân
thành cảm ơn !
Hải Phòng, ngày 23 tháng 1 năm 2022
Sinh viên thực hiện


3

ĐỀ SỐ 02
1. Tên đề tài : Tìm hiểu các giao thức định tuyến OSPF
2. Nội dung & yêu cầu
 Tìm hiểu về định tuyến và vài trị của định tuyến.
 Phân loại các giao thức định tuyến.
 Hoạt động của giao thức OSPF
 Đặc điểm của giao thức định tuyến
 Cài đặt phần mềm mơ phỏng.
 Phân tích hoạt động mạng mơ phỏng.

3. Tài liệu tham khảo (nếu có)
[1] TCP Illustrated – Volume 1, Kevin R. Fall, W. Richard Stevens, Pearson
Education Inc, 2012

[2] Computer Networks, TanenBaum, Wetherall, Peason Education Inc, 2011
[3] Computer Networking A top-down approach, Kurose, Ross, 2017
[4] Privacy preservation using spherical chord, Doyal Tapan Mukherjee, Master
Thesis, Misouri University, 2014.
[5] A brief introduction and analysis of the Gnutella protocol, Gayatri Tribhuvan,
University of Freiburg
[6] Cisco Packet Tracer – avaiable at : />

4

MỤC LỤC
1. Tìm hiểu về định tuyến và vai trị của định tuyến......................................5
2. Phân loại các giao thức định tuyến..............................................................5
3. Hoạt động của giao thức OSPF....................................................................5
4. Đặc điểm của giao thức định tuyến.............................................................7
5. Cài đặt phần mềm mô phỏng.......................................................................8
6. Phân tích hoạt động mạng mơ phỏng........................................................12

1. Tìm hiểu về định tuyến và vai trò của định tuyến.


5
OSPF viết tắt của Open Shortest Path First là một giao thức định tuyến
được sử dụng rộng rãi và được hỗ trợ. Đây là một giao thức định tuyến nội,
được sử dụng trong một khu vực hoặc một mạng, dựa trên thuật tốn link state
routing.
Vai trị của định tuyến:
+ OSPF là giao thức định tuyến dạng link-state được dùng để triển khai hệ
thống mạng phức tạp. OSPF tự xây dựng cơ chế để đảm bảo độ tin cậy chứ
không sử dụng các giao thức chuyển vận như TCP để đảm bảo độ tin cậy.

+ OSPF có hỗ trợ VLSM và discontiguous network. Có khả năng hỗ trợ
chứng thực dạng plain text và dạng MD5.
+ OSPF sử dụng giải thuật Dijktra để xây dựng bảng định tuyến. Thông
điệp quảng cáo LSA mang thông tin của router và trạng thái các láng giềng lân
cận. Dựa trên các thông tin học được khi trao đổi các thông điệp LSA, OSPF sẽ
xây dựng topology mạng.
2. Phân loại các giao thức định tuyến
Có 2 loại:
Giao thức định tuyến trong: là giao thức dùng để chạy các router nằm bên
trong 1 AS (OSPF, RIP, IS – IS, IGRP, EIGRP)
Giao thức định tuyến ngoài: (EGP, BGP, CSPF) tiêu biểu là giao thức
BGP là loại giao thức được dùng để chạy giữa các router thuộc AS –
Anonymous System khác nhau, phục vụ cho việc trao đổi thông tin định tuyến.
Các AS thường là các ISP. Định tuyến ngoài dụng cho mạng internet toàn cầu
để trao đổi số lượng lớn thông tin định tuyến rất lớn giữa các ISP với nhau.
Giao thức định tuyến OSPF nằm trong giao thức định tuyến trong.
3. Hoạt động của giao thức OSPF
Bước 1: Bầu chọn Router – id:
Đầu tiên, khi một router chạy OSPF, nó phải chỉ ra một giá trị dùng để
định danh duy nhất cho nó trong cộng đồng các router chạy OSPF. Giá trị này
được gọi là Router – ID. Router – id trên router chạy OSPF có định dạng của
một địa chỉ IP. Mặc định, tiến trình OSPF trên mỗi router sẽ tự động bầu chọn
giá trị router – id là địa chỉ IP cao nhất trong các interface đang active, ưu tiên
cống loopback
Cách 1: Router tự tạo
Router xem xét interface nào có IP cao nhất thì tự động lấy địa chỉ IP đó làm
Router-ID.
Ví dụ: Router có các interface với IP như sau
f0/0=10.0.0.1

6
f0/1=172.16.1.1
s0/0/0=192.168.1.1
Như vậy, Router sẽ lấy 192.168.1.1 làm Router-id.
Trong trường hợp, Router có Loopback và tham gia định tuyến thì nó ưu tiên sử
dụng Loopback làm Router-ID trước
Ví dụ:
lookback 0=4.1.1.1
lookback1=4.2.2.2
f0/0=172.16.1.1
f0/1=192.168.1.1
Như vậy, Router-id sẽ là 4.2.2.2
Cách 2 : Người dùng tự cấu hình
Q trình định doanh Router-ID có thể khơng cần phải chọn IP sẵn có trên
interface, mà bạn có thể tự cấu hình nó.
Ví dụ:
lookback 0=4.1.1.1
lookback1=4.2.2.2
f0/0=172.16.1.1
f0/1=192.168.1.1
Bạn tùy ý chọn 100.100.100.100 (khơng thuộc về bất kỳ interface có trong
Router) và cấu hình nó là Router-ID. Ip
Câu lệnh cấu hình như sau:
Router (config) # router ospf 1
Router (config-router) # router-id A.B.C.D

Thiết lập quan hệ láng giềng (neighbor) trong giao thức OSPF
Router chạy giao thức định tuyến OSPF thực hiện gửi gói tin HELLO đến các
cổng chạy OSPF trên cùng phân đoạn mạng, với tần suất mặc định 10s/lần. Mục đích

của q trình này là để Router tìm kiếm láng giềng, sau đó thiết lập và duy trì mối
quan hệ.
Hai Router được xếp là láng giềng khi chúng đáp ứng các điều kiện:
Cùng Area-ID: Một hệ thống mạng lớn thường được chia thành nhiều vùng để
giảm thiểu ảnh hưởng khi có sự cố xảy ra. Mỗi vùng được đặt là một Area-ID. Trong
đó, vùng trung tâm sẽ có Area-ID là 0. Tất cả các vùng khác muốn truyền được dữ liệu
thì phải có đường truyền trực tiếp đến vùng trung tâm (tức vùng 0).
Cùng Subnet: Khi 2 IP có cùng Subnet thì chúng mới có thể trao đổi thơng tin
và ping.
Cùng thơng số: Mặc định Hello/Dead-time ở 2 cổng là 10s/40s.
Cùng xác thực trên 2 cổng: Điều kiện này dành cho các mạng metro (mạng
lớn). Khi xác thực được thiết lập thì thơng tin sẽ không bị các Router khác lấy.
Cùng cờ Stub Area Flag: Điều kiện này áp dụng cho OSPF đa vùng.


7
Nếu muốn xem các Router có quan hệ láng giềng, bạn sử dụng câu lệnh: Show
IP OSPF Neighbor.

Bước 3: Trao đổi LSDB:
LSDB đóng vai trị như tấm bản đồ mạng để Router có căn cứ tính tốn định
tuyến. Vì thế, LSDB sẽ giống nhau đối với các Router cùng vùng. Mỗi Router tiến
hành trao đổi, giao tiếp với nhau theo từng đơn vị thông tin, được gọi là LSA. Tất cả
LSA này được chứa trong những gói tin LSU (Link State Update) cụ thể mà các
Router đã trao đổi thực tế.

Tính tốn xây dựng bảng định tuyến:
OSPF gọi Cost (Cost trên interface) thay cho Metrict. Cost chỉ được tính khi đi
vào một cổng, và khơng tính khi đi ra.
Cost = 108/Bandwidth (đơn vị bps).

Khi Ethernet có Bandwidth = 10Mbps → cost = 10.
Khi Fast Ethernet có Bandwidth = 100Mbps → cost = 1.
Khi Serial có Bandwidth = 1.544Mbps → cost = 64 (phần thập phân sau khi làm phép
tính chia sẽ được bỏ).
4. Đặc điểm của giao thức định tuyến
OSPF mang những đặc điểm của giao thức link-state. Nó có ưu điểm là hội tụ
nhanh, hỗ trợ được mạng có kích thước lớn và khơng xảy ra “routing loop”. OSPF
đồng thời là giao thức định tuyến dạng classless nên hỗ trợ VLSM và mạng không liên
tục. OSPF sử dụng địa chỉ multicast 224.0.0.6 (DR và BDR router) để gửi các thơng
điệp hello và update trong q trình cập nhật định tuyến.


8
Bên cạnh đó OSPF cịn được thiết kế theo dạng phân cấp, sử dụng các area để
giảm yêu cầu về CPU, bộ nhớ router. OSPF hỗ trợ chứng thực dạng Plain-Text và
dạng MD5

5. Cài đặt phần mềm mô phỏng
Bước 1: cài đặt phần mềm Packet tracer

- Bước 2: Chọn Next để chọn tệp để lưu.


9
- Bước 3: Sau khi chọn được tệp lưu chọn Next để tiếp tục. Còn nếu muốn chọn
một thư mục khác ấn vào Browse.

- Bước 4: Chọn các tác vụ bổ sung mà mình muốn thiết lập để thực hiện khi cài
đặt Ciso Packet Tracer. Chọn Create a desktop shortcut nếu muốn tạo lối tắt trên
màn hình. Hoặc tạo lối tắt khởi chạy nhanh ở ô dưới. Bấm Next

10
- Bước 5: Sẵn sàng cài đặt ấn vào Install

- Bước 6: Cài đặt

- Bước 7: Ấn OK


11

- Bước 8: Sau khi cài đặt xong màn hình hiện ra như thế này. Nhập email để đăng
nhập.


12

6. Phân tích hoạt động mạng mơ phỏng.
- Cấu hình cho các PC:
PC0:


13
PC1:

PC2:

PC3:

14

PC4:

- Thực hiện cấu hình OSPF cho các router


15
Router 0:

Router 1:


16
Router 2:

- Cài cấu hình định tuyến OSPF:
Router 0:
Router> enable
Router#conf t
Router(config)#router ospf 1
Router(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
Router(config-router)#network 172.168.1.0 0.0.0.255 area 0
Router(config-router)#end
Router#


17

Router 1:
Router> enable
Router#conf t
Router(config)#router ospf 1
Router(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0
Router(config-router)#network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
Router(config-router)#end
Router#


18

Router 2:
Router> enable
Router#conf t
Router(config)#router ospf 1
Router(config-router)#network 172.168.1.0 0.0.0.255 area 0
Router(config-router)#network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
Router(config-router)#end
Router#


19

- Các thiết bị sau khi ping:

- Gõ lệnh ping đến các thiết bị khác: vd:từ PC 3 đến PC 0: ping 192.168.1.2


20