Mạng máy tính GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRÊN MẠNG VÀ CÁC THUẬT TOÁN ĐỊNH TUYẾN THÔNG DỤNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THƠNG

BÀI TẬP LỚN MƠN MẠNG MÁY TÍNH
Đề tài:
TÌM HIỂU VỀ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRÊN MẠNG
VÀ CÁC THUẬT TỐN ĐỊNH TUYẾN THƠNG DỤNG

SINH VIÊN THỰC HIỆN:
Họ và tên: Trịnh Đăng Tuấn
Giới tính: Nam
Dân tộc: Kinh
Lớp, khoa: K24C, CNTT&TT
Năm thứ/Số năm đào tạo: 4
Ngành học: Công nghệ thông tin
Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thế Cường

Thanh Hóa, tháng 10 năm 2023



NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
….
………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………

….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………
Thanh Hóa, ngày ……… tháng ……… năm 2023
Ký tên

1


MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN...........................................................................1
MỤC LỤC............................................................................................................2
I. Giới thiệu...........................................................................................................5
1. Khái niệm về giao thức định tuyến.............................................................5
2. Ý nghĩa và vai trị của giao thức định tuyến trong mạng máy tính.............6
II. Giao thức định tuyến trong mạng máy tính......................................................7
1. Giao thức định tuyến nội mạng (IGPs):......................................................7
2. Giao thức định tuyến ngoại mạng (EGPs):.................................................7

III. Giao thức định tuyến Vector...........................................................................8
1. Nguyên tắc hoạt động của giao thức định tuyến Vector.............................8
1.1. Xác định và gửi bảng định tuyến:......................................................8
1.2. Xây dựng và cập nhật bảng định tuyến:.............................................8
1.3. Kiểm tra và cập nhật bảng định tuyến:..............................................9
1.4. Chọn đường dẫn tốt nhất:..................................................................9
1.5. Cập nhật thông tin định tuyến:...........................................................9
1.6. Truyền thơng dữ liệu:.........................................................................9
2. Các ví dụ về giao thức định tuyến Vector phổ biến....................................9
2.1. RIP (Routing Information Protocol)..................................................9
2.2. RIPv2 (Routing Information Protocol Version 2):..........................10
2.3. EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol):.................10
IV. Giao thức định tuyến trạng thái kết nối........................................................10
1. Nguyên tắc hoạt động của giao thức định tuyến trạng thái kết nối...........10
1.1. Thu thập thông tin trạng thái kết nối (LSAs - Link State
Advertisements):.....................................................................................11
1.2. Tạo bản đồ trạng thái kết nối của mạng:..........................................11
1.3. Phát tán thông tin về trạng thái kết nối:...........................................11
1.4. Xây dựng bản đồ trạng thái kết nối của mạng (LSDB):..................11
1.5. Tính tốn đường dẫn tối ưu:............................................................11
1.6. Cập nhật bản đồ trạng thái kết nối:..................................................11
1.7. Truyền thông dữ liệu:.......................................................................12

2


2. Các ví dụ về giao thức định tuyến trạng thái kết nối phổ biến.................12
2.1. OSPF (Open Shortest Path First):....................................................12
2.2. IS-IS (Intermediate System to Intermediate System):.....................12
2.3. BGP (Border Gateway Protocol):....................................................12

V. So sánh giữa giao thức định tuyến Vector và giao thức định tuyến trạng thái
kết nối.................................................................................................................13
1. Điểm mạnh và yếu điểm của mỗi loại giao thức......................................13
1.1. Giao thức định tuyến Vector:...........................................................13
1.2. Giao thức định tuyến trạng thái kết nối...........................................14
2. Khi nào nên sử dụng giao thức định tuyến Vector và khi nên sử dụng giao
thức định tuyến trạng thái kết nối.................................................................15
2.1. Sử dụng giao thức định tuyến Vector khi:.......................................15
2.2. Sử dụng giao thức định tuyến trạng thái kết nối khi:.......................16
VI. Kết luận.........................................................................................................16
1.Các loại giao thức định tuyến:...................................................................16
1.1.Giao thức định tuyến Vector (Distance Vector Routing Protocol):..16
1.2. Giao thức định tuyến trạng thái kết nối (Link-State Routing
Protocol):................................................................................................16
1.3. Giao thức định tuyến ngoại mạng (Exterior Gateway Protocol EGP):......................................................................................................17
2.Thuật toán định tuyến:...............................................................................17
2.1. Thuật toán định tuyến vector (Vector Routing Algorithm):............17
2.2. Thuật toán định tuyến trạng thái kết nối (Link-State Routing
Algorithm):.............................................................................................17
3. Điểm mạnh và yếu điểm:..........................................................................17
3.1. Giao thức định tuyến Vector:...........................................................17
3.2. Giao thức định tuyến trạng thái kết nối:..........................................17
1. Nghiên cứu:...............................................................................................17
1.1. Phân tích yêu cầu mạng:..................................................................17
1.2. Lựa chọn giao thức và thuật toán:....................................................18
1.3. Nghiên cứu chi tiết:..........................................................................18
1.4. Kiểm tra và đánh giá:.......................................................................18
3

2.Triển khai...................................................................................................18
2.1. Lập kế hoạch triển khai:...................................................................18
2.2. Cấu hình mạng:................................................................................18
2.3. Theo dõi và quản lý:........................................................................18
3. Đánh giá và tối ưu hóa:.............................................................................18
3.1. Theo dõi hiệu suất:...........................................................................18
3.2. Thu thập dữ liệu và phân tích:.........................................................18
3.3. Tối ưu hóa:.......................................................................................18
3.4. Lập kế hoạch cập nhật:....................................................................19

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THƠNG
TÌM HIỂU VỀ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRÊN MẠNG
VÀ CÁC THUẬT TỐN ĐỊNH TUYẾN THƠNG DỤNG
Năm học 2023 -2024
I. Giới thiệu
1. Khái niệm về giao thức định tuyến
- Giao thức định tuyến (Routing Protocol) là một tập hợp các quy tắc và
thuật toán được sử dụng trong mạng máy tính để xác định cách dẫn lối (routing)
cho việc truyền tải dữ liệu từ một nguồn đến một đích thơng qua mạng, qua các
đường đi tối ưu. Giao thức định tuyến giúp hệ thống mạng tự động quyết định
cách gửi dữ liệu từ một nút (node) mạng đến một nút mạng khác dựa trên địa
chỉ mạng và điều kiện mạng.
- Các giao thức định tuyến chủ yếu được sử dụng trong mạng để:
•

Xác định định tuyến tốt nhất: Giao thức định tuyến giúp hệ thống
mạng xác định đường dẫn tốt nhất (hoặc nhiều đường dẫn tốt nhất)
từ nguồn đến đích dựa trên các yếu tố như khoảng cách, băng thông,
tải trọng, hoặc mức độ tin cậy.

4


•

Tìm kiếm đường dẫn thay thế: Nếu có sự cố hoặc thay đổi trong
mạng, giao thức định tuyến có khả năng tìm kiếm và cập nhật đường
dẫn thay thế để đảm bảo dữ liệu vẫn có thể được truyền tải.

•

Theo dõi sự thay đổi trong mạng: Giao thức định tuyến có khả
năng theo dõi sự thay đổi trong mạng, bao gồm sự kết nối mới, sự cố
mạng, hoặc sự thay đổi trong thông tin định tuyến, và cập nhật thông
tin định tuyến diễn ra theo thời gian thực.

•

Có nhiều loại giao thức định tuyến khác nhau, và mỗi loại có cách
hoạt động và ứng dụng cụ thể. Các giao thức định tuyến phân thành
hai loại chính là giao thức định tuyến nội mạng (Interior Gateway
Protocol - IGP) và giao thức định tuyến ngoại mạng (Exterior
Gateway Protocol - EGP). Các giao thức định tuyến phụ thuộc vào
đặc điểm cụ thể của mạng, kích thước, và yêu cầu vận hành.

2. Ý nghĩa và vai trò của giao thức định tuyến trong mạng máy tính
- Giao thức định tuyến đóng vai trị quan trọng trong mạng máy tính và
có ý nghĩa lớn trong việc quản lý và điều hướng dữ liệu trong mạng.
- Dưới đây là ý nghĩa và vai trò của giao thức định tuyến trong mạng máy

tính:
•

Quản lý định tuyến dữ liệu: Giao thức định tuyến giúp quản lý và
xác định đường dẫn tối ưu cho dữ liệu khi nó di chuyển qua mạng.
Nó quyết định cách gửi dữ liệu từ nguồn đến đích thơng qua mạng
máy tính, đảm bảo rằng dữ liệu đến đích một cách hiệu quả và đáng
tin cậy.

•

Đảm bảo tính tin cậy và khả dụng: Giao thức định tuyến có khả
năng theo dõi sự thay đổi trong mạng, bao gồm sự cố mạng, thay đổi
trong định tuyến, hoặc sự kết nối mới. Nó có thể tự động cập nhật
đường dẫn để đảm bảo tính tin cậy và khả dụng của mạng. Điều này
đặc biệt quan trọng trong mạng doanh nghiệp và mạng dịch vụ cơng
cộng.

•

Tối ưu hóa thông lượng và hiệu suất: Giao thức định tuyến cung
cấp cách tối ưu hóa thơng lượng và hiệu suất của mạng bằng cách
chọn đường dẫn tốt nhất dựa trên các tiêu chí như băng thơng, độ trễ,
và tình trạng mạng. Điều này giúp đảm bảo rằng mạng hoạt động
hiệu quả và có hiệu suất cao.

5


•

Hỗ trợ mạng mở rộng: Giao thức định tuyến cho phép mạng mở
rộng bằng cách thêm các thiết bị mạng mới và tích hợp chúng vào
mạng hiện có một cách dễ dàng. Nó cũng giúp quản lý mạng khi
kích thước mạng tăng lên và phức tạp hơn.

•

Đảm bảo an ninh mạng: Giao thức định tuyến cũng đóng vai trị
quan trọng trong việc đảm bảo an ninh mạng. Nó có thể được cấu
hình để xác thực và kiểm tra tính tồn vẹn của thông tin định tuyến,
đảm bảo rằng chỉ các nguồn đáng tin cậy có thể thay đổi thơng tin
định tuyến.

•

Hỗ trợ đa dịch vụ: Giao thức định tuyến có thể hỗ trợ đa dịch vụ,
cho phép mạng vận chuyển khơng chỉ dữ liệu mà cịn cả giọng nói,
video, và các ứng dụng khác. Nó có khả năng ưu tiên các loại dịch
vụ khác nhau và cung cấp định tuyến dựa trên yêu cầu cụ thể của
dịch vụ.

•

Giao thức định tuyến là một phần quan trọng của hệ thống mạng
máy tính và có tác động lớn đến cách mạng hoạt động. Nó đảm bảo
rằng dữ liệu được chuyển giao một cách hiệu quả, tin cậy, và an toàn
trong mạng, đồng thời hỗ trợ tính mở rộng và đa dịch vụ của mạng.

II. Giao thức định tuyến trong mạng máy tính

- Giao thức định tuyến trong mạng máy tính được chia thành hai loại
chính: Giao thức định tuyến nội mạng (Interior Gateway Protocols - IGPs) và
Giao thức định tuyến ngoại mạng (Exterior Gateway Protocols - EGPs). Mục
tiêu của cả hai loại giao thức này là quản lý định tuyến dữ liệu trong mạng,
nhưng chúng được sử dụng trong các phạm vi và môi trường khác nhau.
- Dưới đây là giới thiệu về cả hai loại giao thức định tuyến:
1. Giao thức định tuyến nội mạng (IGPs):
- Giao thức định tuyến nội mạng là những giao thức được sử dụng để
quản lý định tuyến trong một mạng cụm (intranet) hoặc mạng nội mạng của một
tổ chức. Chúng làm việc tốt trong môi trường mạng quản lý bởi một quản trị
viên hoặc tổ chức duy nhất. Một số ví dụ phổ biến về IGPs bao gồm:
•

RIP (Routing Information Protocol): RIP là một giao thức định
tuyến nội mạng cơ bản, sử dụng thuật toán Bellman-Ford. Tuy nhiên,
nó thích hợp cho các mạng nhỏ và khơng phức tạp vì nó có giới hạn
về khoảng cách và hiệu suất.

6


•

OSPF (Open Shortest Path First): OSPF là một giao thức định
tuyến nội mạng phức tạp và hiệu quả, sử dụng thuật tốn Dijkstra
(SPF - Shortest Path First). Nó thích hợp cho các mạng lớn và phức
tạp và thường được sử dụng trong mơi trường doanh nghiệp.

•

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol): EIGRP
là một giao thức định tuyến nội mạng của Cisco Systems, tích hợp
các đặc điểm của RIP và OSPF. Nó được sử dụng trong các mạng
Cisco và là một lựa chọn hiệu quả cho các mạng trung bình đến lớn.

2. Giao thức định tuyến ngoại mạng (EGPs):
- Giao thức định tuyến ngoại mạng là những giao thức được sử dụng để
quản lý định tuyến giữa các tổ chức và mạng mạng đối tác, đặc biệt trong môi
trường Internet hoặc mạng Internet lớn hơn. Chúng làm việc trên phạm vi lớn và
thường phải đối mặt với tính phức tạp của Internet.
•

BGP (Border Gateway Protocol): BGP là giao thức định tuyến
ngoại mạng phổ biến nhất và được sử dụng để quản lý định tuyến
giữa các tổ chức, mạng, hoặc ISP (Internet Service Provider). Nó là
giao thức mạng lớp 4 và là một phần quan trọng của cấu trúc
Internet. BGP tập trung vào việc định tuyến dựa trên các tiêu chí như
tiến trình định tuyến cùng dạng (policy-based routing) và thơng tin
định tuyến mạng con (subnet).

•

IGPs và EGPs đóng vai trị quan trọng trong việc quản lý định tuyến
trong mạng máy tính. IGPs thường được sử dụng trong mạng nội
mạng hoặc doanh nghiệp, trong khi EGPs thường được sử dụng để
quản lý định tuyến trên mạng lớn hơn như Internet.

III. Giao thức định tuyến Vector
1. Nguyên tắc hoạt động của giao thức định tuyến Vector
- Giao thức định tuyến Vector, còn gọi là giao thức định tuyến distancevector, hoạt động dựa trên nguyên tắc đánh giá khoảng cách và hướng để xác

định đường dẫn tốt nhất cho việc định tuyến dữ liệu trong mạng. Hai ví dụ phổ
biến về giao thức định tuyến Vector là RIP (Routing Information Protocol) và
RIPv2 (Routing Information Protocol Version 2).
- Dưới đây là cách giao thức định tuyến Vector hoạt động:
1.1. Xác định và gửi bảng định tuyến:

7


Mỗi định tuyến đồng tình (router) trong mạng duyệt qua danh sách các
mạng mà nó biết cách đến và xác định khoảng cách (distance) từ nó đến các
mạng đó. Khoảng cách này thường được đo bằng số lẻ nhảy (hops), bước hoặc
metric khác tùy theo giao thức cụ thể.
1.2. Xây dựng và cập nhật bảng định tuyến:
Mỗi định tuyến đồng tình sẽ xây dựng bảng định tuyến chứa thơng tin về
cách đến các mạng và khoảng cách đến chúng. Ban đầu, bảng định tuyến chứa
thông tin về các mạng mà định tuyến đồng tình biết trực tiếp, tức là mạng nằm
trực tiếp kết nối với nó.
Định tuyến đồng tình sau đó sẽ gửi thơng tin này cho các định tuyến khác
trong mạng thơng qua các gói tin định tuyến. Các định tuyến này nhận thông tin
và cập nhật bảng định tuyến của họ
1.3. Kiểm tra và cập nhật bảng định tuyến:
Các định tuyến đồng tình kiểm tra các bảng định tuyến của họ định kỳ
(thường sau một khoảng thời gian cố định) hoặc khi có sự thay đổi trong mạng.
Cụ thể, họ so sánh thông tin mới nhận được với thơng tin hiện có trong bảng
định tuyến của họ.
1.4. Chọn đường dẫn tốt nhất:
Để chọn đường dẫn tốt nhất cho mạng đích, định tuyến đồng tình so sánh
khoảng cách đến mạng đó từ các nguồn khác nhau (các định tuyến cơ sở) và
chọn đường dẫn có khoảng cách nhỏ nhất làm đường dẫn tốt nhất.

1.5. Cập nhật thông tin định tuyến:
Nếu có thay đổi trong mạng hoặc khoảng cách đến mạng, định tuyến
đồng tình sẽ cập nhật thơng tin định tuyến và gửi thông báo về sự thay đổi này
cho các định tuyến khác trong mạng. Quá trình này lặp lại cho đến khi bảng
định tuyến hội tụ và không cịn thay đổi.
1.6. Truyền thơng dữ liệu:
Khi có dữ liệu cần định tuyến, định tuyến đồng tình sử dụng bảng định
tuyến để xác định đường dẫn tốt nhất cho mạng đích và gửi dữ liệu qua đường
dẫn đó.
Giao thức định tuyến Vector thường dựa vào đánh giá khoảng cách và
cập nhật bảng định tuyến định kỳ, điều này có thể tạo ra hiệu suất chậm hơn và

8


không phù hợp cho các mạng lớn và phức tạp. Tuy nhiên, trong mạng nhỏ hoặc
với số lượng định tuyến ít, giao thức định tuyến Vector có thể hoạt động tốt.
2. Các ví dụ về giao thức định tuyến Vector phổ biến
2.1. RIP (Routing Information Protocol)
•

Tên đầy đủ: Routing Information Protocol

•

Mơ tả: RIP là một giao thức định tuyến Vector cơ bản và cổ điển. Nó sử
dụng thuật tốn Bellman-Ford để đánh giá khoảng cách và quản lý bảng
định tuyến. RIP đo khoảng cách bằng số lẻ nhảy (hops) từ điểm xuất
phát đến mạng đích. Thường giới hạn về số lẻ nhảy tối đa mà dữ liệu có
thể đi qua, điều này có thể khiến RIP khơng phù hợp cho các mạng lớn

và phức tạp.

•

Phiên bản cải tiến: RIPng (RIP Next Generation) là phiên bản cải tiến
của RIP, hỗ trợ IPv6.

2.2. RIPv2 (Routing Information Protocol Version 2):
•

Tên đầy đủ: Routing Information Protocol Version 2

•

Mơ tả: RIPv2 là một phiên bản nâng cấp của RIP. Nó vẫn sử dụng thuật
tốn Bellman-Ford, nhưng đã cải tiến đối với các vấn đề của RIP ban
đầu. RIPv2 hỗ trợ subnetting và chú trọng đến tính bảo mật hơn. Nó
cũng hỗ trợ định tuyến đa dịch vụ (VLSM - Variable Length Subnet
Masking) và định tuyến trực tiếp.

•

Sử dụng phổ biến: RIPv2 thường được sử dụng trong các mạng trung
bình và nhỏ hoặc trong các trường hợp cần tích hợp với các hệ thống sử
dụng RIP cổ điển.

2.3. EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol):
•

Tên đầy đủ: Enhanced Interior Gateway Routing Protoco

•

Mơ tả: EIGRP là một giao thức định tuyến Vector phát triển bởi Cisco
Systems. Nó sử dụng thuật toán chồng chất (DUAL - Diffusing Update
Algorithm) để quản lý định tuyến và đánh giá khoảng cách. EIGRP có
tính năng tự động tìm kiếm đường dẫn tốt nhất và thường có hiệu suất
cao hơn so với RIP và RIPv2. EIGRP cũng hỗ trợ tính tồn vẹn của giao
thức.

•

Sử dụng phổ biến: EIGRP thường được sử dụng trong mạng Cisco và
là một lựa chọn hiệu quả cho các mạng trung bình đến lớn.
9


→ Lưu ý rằng còn nhiều giao thức định tuyến Vector khác nhau, và lựa
chọn giao thức phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của mạng, kích
thước, và môi trường mà bạn đang làm việc.
IV. Giao thức định tuyến trạng thái kết nối
1. Nguyên tắc hoạt động của giao thức định tuyến trạng thái kết nối
- Giao thức định tuyến trạng thái kết nối (Link-State Routing Protocol)
hoạt động theo nguyên tắc chủ yếu dựa trên sự tạo ra, quảng bá, và tính tốn các
thơng tin về trạng thái kết nối của tất cả các định tuyến trong mạng. Hai ví dụ
phổ biến về giao thức định tuyến trạng thái kết nối là OSPF (Open Shortest Path
First) và IS-IS (Intermediate System to Intermediate System).
- Dưới đây là cách giao thức định tuyến trạng thái kết nối hoạt động:
1.1. Thu thập thông tin trạng thái kết nối (LSAs - Link State
Advertisements):

Mỗi định tuyến trong mạng duyệt qua danh sách các giao diện mạng mà
nó kết nối và thu thập thơng tin về trạng thái kết nối của mỗi giao diện. Thông
tin này bao gồm địa chỉ IP của giao diện, trạng thái hoạt động (up hoặc down),
và các thuộc tính khác như băng thông và độ trễ.
1.2. Tạo bản đồ trạng thái kết nối của mạng:
Mỗi định tuyến tạo bản đồ trạng thái kết nối của mạng bằng cách tổng
hợp thông tin thu thập từ tất cả các định tuyến trong mạng. Bản đồ này thường
được gọi là Bản đồ Trạng thái Kết nối (LSDB - Link State Database) hoặc Bảng
LSA.
1.3. Phát tán thông tin về trạng thái kết nối:
Định tuyến trạng thái kết nối phát tán thông tin về trạng thái kết nối của
nó đến tất cả các định tuyến khác trong mạng thơng qua các gói tin định tuyến.
Thông tin này gửi đến tất cả các định tuyến trong mạng, giúp họ xây dựng bản
đồ trạng thái kết nối.
1.4. Xây dựng bản đồ trạng thái kết nối của mạng (LSDB):
Mỗi định tuyến nhận thông tin trạng thái kết nối từ các định tuyến khác
và xây dựng bản đồ trạng thái kết nối của mạng (LSDB) của mình. Bản đồ này
chứa thông tin về tất cả các định tuyến và giao diện trong mạng.
1.5. Tính tốn đường dẫn tối ưu:

10


Sau khi có bản đồ trạng thái kết nối của mạng (LSDB), mỗi định tuyến
tính tốn đường dẫn tối ưu từ nó đến mọi mạng đích trong mạng dựa trên thuật
toán đường dẫn ngắn nhất (Dijkstra's Shortest Path First). Mục tiêu là xác định
đường dẫn tối ưu dựa trên số lẻ nhảy (hops) hoặc metric khác.
1.6. Cập nhật bản đồ trạng thái kết nối:
Nếu có sự thay đổi trong mạng, chẳng hạn như một định tuyến mới được
thêm vào hoặc một kết nối bị ngắt, các định tuyến sẽ cập nhật thông tin trạng

thái kết nối của họ và gửi thông báo về sự thay đổi này cho tất cả các định tuyến
khác. Quá trình này lặp lại cho đến khi bản đồ trạng thái kết nối của tất cả các
định tuyến hội tụ và khơng cịn thay đổi.
1.7. Truyền thơng dữ liệu:
Khi có dữ liệu cần định tuyến, các định tuyến sử dụng bản đồ trạng thái
kết nối của họ để xác định đường dẫn tối ưu và gửi dữ liệu theo đường dẫn đó.
→ Giao thức định tuyến trạng thái kết nối thường có hiệu suất cao và phù
hợp cho các mạng lớn và phức tạp. Nó cũng hỗ trợ tính tồn vẹn của
giao thức, giúp đảm bảo tính chính xác của thơng tin định tuyến.
2. Các ví dụ về giao thức định tuyến trạng thái kết nối phổ biến
2.1. OSPF (Open Shortest Path First):
•

Tên đầy đủ: Open Shortest Path First.

•

Mơ tả: OSPF là một giao thức định tuyến trạng thái kết nối rất phổ biến
được sử dụng trong mạng lớn và phức tạp. Nó sử dụng thuật tốn SPF
(Shortest Path First) để tính tốn đường dẫn tối ưu trong mạng dựa trên
thông tin trạng thái kết nối. OSPF hỗ trợ tính tồn vẹn của giao thức và
là một lựa chọn yêu thích cho các mạng doanh nghiệp và mạng truyền
thơng.

•

Sử dụng phổ biến: OSPF thường được sử dụng trong mạng doanh
nghiệp, mạng truyền thông, và mạng lớn khác.

2.2. IS-IS (Intermediate System to Intermediate System):

•

Tên đầy đủ: Intermediate System to Intermediate System.

•

Mơ tả: IS-IS là một giao thức định tuyến trạng thái kết nối được phát
triển cho các mạng truyền thông và mạng dựa trên chuẩn quốc tế. Nó sử
dụng thuật tốn SPF (Shortest Path First) giống OSPF để tính tốn

11


đường dẫn tối ưu dựa trên thông tin trạng thái kết nối. IS-IS là một giao
thức linh hoạt và hỗ trợ đa loại giao thức mạng.
•

Sử dụng phổ biến: IS-IS thường được sử dụng trong các mạng truyền
thông và mạng lớn khác, đặc biệt trong các mạng quốc tế hoặc có nhiều
quốc gia tham gia.

2.3. BGP (Border Gateway Protocol):
•

Tên đầy đủ: Border Gateway Protocol.

•

Mơ tả: BGP là một giao thức định tuyến trạng thái kết nối chủ yếu được
sử dụng trong mạng ngoại mạng, chẳng hạn như Internet. Nó quản lý

định tuyến giữa các tổ chức, mạng, hoặc ISP (Internet Service Provider).
BGP tập trung vào việc định tuyến dựa trên các tiêu chí như tiến trình
định tuyến cùng dạng (policy-based routing) và thơng tin định tuyến
mạng con (subnet).

•

Sử dụng phổ biến: BGP là một phần quan trọng của cấu trúc Internet và
thường được sử dụng trong mạng ngoại mạng và các mạng lớn khác.
→ Cả ba giao thức trên đều hoạt động dựa trên nguyên tắc của định
tuyến trạng thái kết nối, sử dụng thông tin trạng thái kết nối để tính
tốn đường dẫn tối ưu trong mạng. Tuy nhiên, mục tiêu và ứng dụng
của chúng có sự khác nhau, và mỗi giao thức thường được sử dụng
trong các ngữ cảnh riêng biệt.

V. So sánh giữa giao thức định tuyến Vector và giao thức định tuyến trạng
thái kết nối.
1. Điểm mạnh và yếu điểm của mỗi loại giao thức
1.1. Giao thức định tuyến Vector:
- Điểm mạnh:
•

Dễ cấu hình: Giao thức định tuyến vector thường dễ cấu hình và triển
khai. Điều này làm cho nó phù hợp cho các mạng nhỏ và người mới bắt
đầu trong lĩnh vực định tuyến mạng.

•

Hiệu suất tốt trong mạng nhỏ: Trong các mạng có số lượng định tuyến ít
và ít hoặc khơng có thay đổi liên tục, giao thức định tuyến vector có hiệu

suất tốt và đáp ứng nhanh.

•

Phù hợp cho mạng đơn giản: Giao thức định tuyến vector thích hợp cho
các mạng đơn giản và nhỏ, nơi cần một giải pháp định tuyến tối thiểu.

- Điểm yếu:
12


•

Khả năng hội tụ chậm: Giao thức định tuyến vector có thể hội tụ chậm
trong các mạng lớn hoặc phức tạp. Khi có sự thay đổi, cần thời gian để
cập nhật thơng tin định tuyến.

•

Thiếu tính linh hoạt: Giao thức định tuyến vector khơng thích hợp cho
các mơ hình mạng phức tạp hoặc yêu cầu định tuyến dựa trên các yếu tố
khác ngoài số lẻ nhảy.

1.2. Giao thức định tuyến trạng thái kết nối
a. OSPF (Open Shortest Path First):
- Điểm mạnh:
•

Hiệu suất cao: OSPF thường có hiệu suất cao trong việc tính tốn và cập
nhật đường dẫn tối ưu, điều này làm cho nó phù hợp cho các mạng lớn

và phức tạp.

•

Tính tồn vẹn: OSPF hỗ trợ tính tồn vẹn của giao thức, đảm bảo rằng
thông tin định tuyến luôn chính xác và đáng tin cậy.

•

Hỗ trợ đa loại mạng: OSPF có khả năng hỗ trợ đa loại giao thức mạng
và làm việc tốt với IPv4 và IPv6.

•

Mạng phân cấp: OSPF cho phép sử dụng các mơ hình mạng phân cấp,
giúp quản lý và cấu hình mạng dễ dàng hơn.

- Điểm yếu:
•

Phức tạp trong cấu hình: Cấu hình OSPF có thể phức tạp và địi hỏi kiến
thức cao về mạng.

•

Sử dụng tài nguyên CPU: OSPF sử dụng nhiều tài nguyên CPU, đặc biệt
trong môi trường mạng lớn.

b. S-IS (Intermediate System to Intermediate System):
- Điểm mạnh:

•

Hỗ trợ đa loại mạng: IS-IS hỗ trợ đa loại giao thức mạng và làm việc tốt
với IPv4 và IPv6.

•

.Hiệu suất cao: IS-IS có hiệu suất cao trong việc tính tốn đường dẫn tối
ưu và quản lý thơng tin trạng thái kết nối.

•

Khả năng chia sẻ thơng tin định tuyến: IS-IS có khả năng chia sẻ thông
tin định tuyến với các mạng lớn và phức tạp.

- Điểm yếu:

13


•

Cấu hình phức tạp: Cấu hình IS-IS có thể phức tạp và địi hỏi kiến thức
cao về mạng.

•

Khả năng thích nghi đa dạng hóa thấp: IS-IS có khả năng thích nghi với
đa dạng hóa thấp, đặc biệt trong mơi trường mạng phức tạp.

c. BGP (Border Gateway Protocol):
- Điểm mạnh:
•

Hỗ trợ mạng lớn và phức tạp: BGP là lựa chọn tốt cho mạng ngoại mạng
và mạng lớn với số lượng định tuyến lớn.

•

Chính sách định tuyến: BGP cho phép thiết lập chính sách định tuyến
dựa trên các tiêu chí như tiến trình định tuyến cùng dạng, địa chỉ IP
nguồn và đích, và các thuộc tính khác.

•

Hỗ trợ tính tồn vẹn: BGP hỗ trợ tính tồn vẹn của giao thức, đảm bảo
tính chính xác của thơng tin định tuyến.

- Điểm yếu:
•

Phức tạp trong cấu hình: Cấu hình BGP phức tạp và địi hỏi kiến thức
cao về mạng.

•

Khó khăn trong quản lý: BGP có thể khó khăn trong việc quản lý và
theo dõi sự thay đổi định tuyến

2. Khi nào nên sử dụng giao thức định tuyến Vector và khi nên sử dụng

giao thức định tuyến trạng thái kết nối
- Lựa chọn giữa việc sử dụng giao thức định tuyến Vector hoặc giao thức
định tuyến trạng thái kết nối phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm kích thước
mạng, phức tạp của mạng, u cầu về hiệu suất, tính tồn vẹn, và mục tiêu định
tuyến.
- Dưới đây là một hướng dẫn tổng quan:
2.1. Sử dụng giao thức định tuyến Vector khi:
•

Mạng nhỏ và đơn giản: Giao thức định tuyến Vector thích hợp cho các
mạng nhỏ và đơn giản, nơi các yếu tố như số lẻ nhảy là đủ để đánh giá
định tuyến.

•

Yêu cầu cấu hình đơn giản: Nếu bạn muốn một giải pháp định tuyến dễ
cấu hình và triển khai nhanh chóng, giao thức định tuyến Vector là lựa
chọn tốt.

14


•

Người mới bắt đầu: Giao thức định tuyến Vector thường dễ học và thích
hợp cho người mới bắt đầu trong lĩnh vực định tuyến mạng.

•

Khả năng tùy chỉnh đơn giản: Nếu bạn khơng có nhu cầu đặt ra nhiều

u cầu định tuyến phức tạp hoặc khơng cần thiết tính tồn vẹn định
tuyến cao, giao thức định tuyến Vector có thể đáp ứng nhu cầu của bạn.

2.2. Sử dụng giao thức định tuyến trạng thái kết nối khi:
•

Mạng lớn và phức tạp: Giao thức định tuyến trạng thái kết nối thích hợp
cho các mạng lớn và phức tạp, nơi yêu cầu tính tốn đường dẫn tối ưu và
quản lý thơng tin định tuyến cao.

•

Yêu cầu hiệu suất cao: Nếu mạng của bạn u cầu hiệu suất cao trong
việc tính tốn định tuyến và cập nhật nhanh sau sự thay đổi, giao thức
định tuyến trạng thái kết nối là sự lựa chọn tốt.

•

Tính tồn vẹn định tuyến cần thiết: Nếu tính tồn vẹn định tuyến là một
yêu cầu quan trọng, giao thức định tuyến trạng thái kết nối đảm bảo tính
chính xác của thơng tin định tuyến.

•

u cầu chính sách định tuyến phức tạp: Nếu bạn cần thiết lập chính
sách định tuyến dựa trên nhiều tiêu chí như tiến trình định tuyến cùng
dạng, địa chỉ nguồn và đích, và các thuộc tính khác, giao thức định tuyến
trạng thái kết nối cung cấp tính linh hoạt cao.

•

Khả năng mở rộng: Nếu mạng của bạn dự định mở rộng trong tương lai
và cần một giải pháp định tuyến có khả năng mở rộng, giao thức định
tuyến trạng thái kết nối là sự lựa chọn tốt.

VI. Kết luận
─ Tóm tắt quan trọng về các giao thức định tuyến và thuật toán định tuyến
1.Các loại giao thức định tuyến:
1.1.Giao thức định tuyến Vector (Distance Vector Routing Protocol):
•

Sử dụng ngun tắc chuyển tiếp thơng tin định tuyến dựa trên số lẻ nhảy
(hop count).

•

Ví dụ: RIP(Routing Information Protocol),RIPv2(Routing Information
Protocol Version).

1.2. Giao thức định tuyến trạng thái kết nối (Link-State Routing Protocol):
•

Sử dụng thơng tin về trạng thái kết nối của tất cả các định tuyến trong
mạng để tính toán đường dẫn tối ưu.

15


•

Ví dụ: OSPF (Open Shortest Path First), IS-IS (Intermediate System to
Intermediate System).

1.3. Giao thức định tuyến ngoại mạng (Exterior Gateway Protocol - EGP):
•

Sử dụng để định tuyến giữa các mạng khác nhau, chẳng hạn như trong
mạng Internet.

•

Ví dụ: BGP (Border Gateway Protocol).

2.Thuật toán định tuyến:
2.1. Thuật toán định tuyến vector (Vector Routing Algorithm):
•

Sử dụng ngun tắc chuyển tiếp thơng tin định tuyến dựa trên số lẻ
nhảy.

•

Thuật tốn phổ biến: Bellman-Ford.

2.2. Thuật tốn định tuyến trạng thái kết nối (Link-State Routing
Algorithm):
•

Sử dụng thơng tin trạng thái kết nối để tính tốn đường dẫn tối ưu.

•

Thuật tốn phổ biến: Dijkstra's Shortest Path First (SPF).

3. Điểm mạnh và yếu điểm:
3.1. Giao thức định tuyến Vector:
•

Điểm mạnh: Dễ cấu hình, hiệu suất tốt trong mạng nhỏ, phù hợp cho
người mới bắt đầu.

•

Yếu điểm: Khả năng hội tụ chậm, không phù hợp cho mạng lớn và phức
tạp.

3.2. Giao thức định tuyến trạng thái kết nối:
•

Điểm mạnh: Hiệu suất tốt trong mạng lớn, hội tụ nhanh, tính tồn vẹn
định tuyến.

•

Yếu điểm: Cấu hình phức tạp, u cầu tài nguyên CPU cao, thích hợp
cho mạng lớn hơn.

─ Đề xuất về việc nghiên cứu và triển khai giao thức định tuyến trong mạng:
1. Nghiên cứu:
1.1. Phân tích yêu cầu mạng:

Đầu tiên, nghiên cứu về mạng của bạn để xác định yêu cầu định tuyến cụ
thể, bao gồm kích thước mạng, phức tạp, và các yêu cầu về hiệu suất và tính
tồn vẹn.
16


1.2. Lựa chọn giao thức và thuật toán:
Dựa trên yêu cầu và mục tiêu định tuyến của bạn, hãy lựa chọn loại giao
thức (Vector hoặc Trạng thái kết nối) và thuật tốn tương ứng (ví dụ: OSPF,
BGP)
1.3. Nghiên cứu chi tiết:
Học về giao thức và thuật toán bạn đã chọn, hiểu nguyên tắc hoạt động,
ưu điểm và hạn chế của chúng.
1.4. Kiểm tra và đánh giá:
Tạo mô phỏng hoặc mô hình thử nghiệm để kiểm tra và đánh giá hiệu
suất của giao thức và thuật tốn trong mơi trường mạng của bạn.
2.Triển khai
2.1. Lập kế hoạch triển khai:
Xác định phạm vi và lịch trình triển khai giao thức định tuyến. Đảm bảo
rằng triển khai sẽ không gây ra gián đoạn lớn cho mạng hiện tại.
2.2. Cấu hình mạng:
Cấu hình giao thức và thiết lập thông số định tuyến trên các thiết bị mạng
của bạn. Đảm bảo tính tồn vẹn của cấu hình.
2.3. Theo dõi và quản lý:
Triển khai các cơng cụ giám sát và quản lý để theo dõi hiệu suất và tính
tồn vẹn của định tuyến. Đảm bảo các thông tin định tuyến được cập nhật một
cách đúng đắn.
3. Đánh giá và tối ưu hóa:
3.1. Theo dõi hiệu suất:
Liên tục theo dõi hiệu suất mạng sau triển khai giao thức và thuật toán

định tuyến.
3.2. Thu thập dữ liệu và phân tích:
Thu thập dữ liệu liên quan đến việc định tuyến và phân tích chúng để xác
định điểm yếu hoặc cơ hội tối ưu hóa.
3.3. Tối ưu hóa:
Dựa trên dữ liệu thu thập và phân tích, thực hiện các tối ưu hóa trong việc
cấu hình và quản lý giao thức định tuyến.

17


3.4. Lập kế hoạch cập nhật:
Liên tục cập nhật và cải tiến giao thức và thuật toán định tuyến để đáp
ứng nhu cầu thay đổi của mạng.

Thanh Hóa, ngày 8 tháng 11 năm 2023
Trưởng khoa

Giảng viên hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thế Anh

Nguyễn Thế Cường

Trịnh Đăng Tuấn

18