Routing Overview - Phần 1

Routing Overview - Phần 1
Để thiết kế một hệ thống mạng có khả năng phát triển trong tương lai là một yêu cầu hết sức
quan trọng, hai vấn đề đầu tiên được quan tâm đó là Load Balancing và Route Summarization, rất
nhiều công việc khác phụ thuộc vào bạn sử dụng Routing Protocol. Trong bài viết này tôi sẽ trình
bày với các bạn một cách tổng quan nhất về Routing Protocol.
Khi nói về Routing Protocol trước hết chúng ta phải hiểu vai trò của nó trong hệ thống mạng.
Routing Protocol là các nguyên tắc để các Routers trong hệ thống mạng chia sẻ dữ liệu routing (routing information). Đó là
các Protocol hết sức phổ biến của TCP/IP và không chỉ có một Routing Protocol, số lượng Routing Protocol khoảng trên 6
protocol nổi bật. Mỗi Routing Protocol có những tính năng và những ưu, nhược điểm khác nhau, tuỳ vào thiết kế hệ thống
mạng chúng ta phải chọn Routing Protocol cho thích hợp đáp ứng các yêu cầu như Network Performance, khi tìm hiểu về
Routing Protocol trước tiên bạn cần phải quan tâm tới các thuộc tính chung của các protocol đó và đưa ra các so sánh:
- Convergence times - Overhead - Scalability features
Trong bài viết này tôi sẽ giới thiệu với
các bạn các quy trình routing bao gồm
- Default routing
- Floating static routes
- Convergence và route calculation.
1. Routing.
1.1. Routing Foundamental.
Công việc chính của một router là quyết định đường đi tốt nhất để chuyển một gói tinh tới đích. Một router sẽ phải học
các đường (paths) hay các route từ việc cấu hình bằng tay bởi người quản trị hay có thể tự động update từ các routers
khác trong hệ thống dựa vào các routing protocols. Routers dữ bảng định tuyến (routing table) tại RAM. Một bảng định
tuyến là danh sách các đường định tuyến. Router sử dụng bảng định tuyến để quyết định đường để chuyển gói tin, để
xem thông tin bảng định tuyến bạn có thể gõ "show ip route".
Trong bảng định tuyến chứa các thông tin về các mạng và đưa ra cổng cần thiết trên router để forward gói tin đến mạng
đó. Trên hình trên router với tên gọi RTA khi nhận được một gói tin tới 192.168.4.46, nó sẽ tìm kiếm địa chỉ mạng là
192.168.4.0/24 trong bảng định tuyến. RTA sau đó sẽ lựa chọn cổng để chuyển gói tin đi ra theo cổng đó, ví như trong
trường hợp này sẽ gói tin sẽ được chuyển sang cổng Ethernet0. Nếu RTA nhận được một gói tin tới 10.3.21.5 nó sẽ gửi
gói tin đó tới cổng Serial0 (S0).
Một vài dòng đầu trong hình trên thể hiện các mã được miêu tả và phân loại bằng cách nào router học bảng định tuyến.
Trong bảng này thể hiện có 4 đường được kết nối trực tiếp. Chúng có tên viết tắt ngắn gọn là chữ C trong bảng định

1
Nguyễn Ngọc Châu CCNA 12
tuyến. RTA sẽ huỷ toàn bộ các gói tin nào nếu gói tin đó được chuyển tới một địa chỉ không có trong bảng định tuyến. Để
router có thể forward tới nhiều địa chỉ thì bạn phải cập nhận bảng định tuyến bằng cách cấu hình router. Và thông tin trong
bảng định tuyến có thể được thay đổi theo hai cách:
- Static routing - Người quản trị trực tiếp định nghĩa định tuyến tới các mạng dựa trên địa chỉ của mạng đó.
- Dynamic routing – Router sẽ dựa vào các routing protocols để thay đổi thông tin trong bảng định tuyến, phụ thuộc vào
việc lựa chọn đường đi tốt nhất cho gói tin.
Trong cấu hình static routes người quản trị trực tiếp thay đổi bảng định tuyến bằng cách thêm vào hoặc xoá đi việc định
tuyến tới những mạng cụ thể. Trong cấu hình dynamic routes Router sẽ tự động cập nhật bảng định tuyến từ các router
khác, chúng chia sẻ dữ liệu định tuyến với nhau và từ đó router sẽ tự động thay đổi thông tin của bảng định tuyến với việc
lựa chọn ra đường đi tốt nhất tới một mạng. Tuy nhiên mỗi phương pháp static routing hay dynamic routing đều có mặt ưu
điểm và nhược điểm riêng, bạn là nhà quản trị bạn cần phải lựa chọn phương thức routing để xây dựng một hệ thống
mạng hợp lý.
1.2. Static Routing.
Static routing được sử dụng trong hệ thống mạng không có nhiều kết nối (nói cách khác khi một gói tin đi từ nguồn tới
đích sẽ không phải lựa chọn quá nhiều đường đi). Static routing tốn ít tài nguyên bộ nhớ và quá trình xử lý trên router.
Trong một hệ thống mạng lớn, các nhà quản trị thường cấu hình satic routes trên các "access router" tại các nhánh nhỏ
trong hệ thống mạng. Tại các nhánh nhỏ của mạng khi chỉ có một đường in và một đường out. Hình dưới đây thể hiện
static route tới mạng 172.24.4.0/24.
Để cấu hình static routing trên một router của Cisco, sử dụng câu lệnh: "ip route". Câu lệnh này được sử dụng có cấu
trúc như sau:
Router(config)#ip route destination-prefix destination-prefix-mask {address | interface} [distance] [tag tag] [permanent]

Tham biến Miêu tả
Destination-prefix Địa chỉ mạng của mạng đích
Destination-prefix-mask Subnet mask của mạng đích
Address Địa chỉ IP của next hop có thể chuyển gói tin đó đến địa chỉ đích
Interface Cổng out trên router để gói tin có thể tới đích
Distance Option cho Administrative distance

Tag tag Thông số có thể được tính toán và có thể điều khiển route maps
permanent
Lựa chọn cụ thể việc route này có thể không bị xoá nếu trong trường hợp
cổng trên router bị tắt.
Dựa vào static route bạn có thể thêm vào bảng định tuyến sử dụng hai cách trong câu lệnh ip route:
(chúng ta có thể lựa chọn địa chỉ IP của Next hop - địa chỉ IP trên cổng của router kết nối trực tiếp với router này, hoặc
chúng ta chỉ cần chọn cổng mà gói tin đến mạng đích sẽ phải đi qua).
RTA(config)#ip route 10.6.0.0 255.255.0.0 s1
Hoặc:
RTA(config)#ip route 10.7.0.0 255.255.0.0 10.4.0.2
2
Nguyễn Ngọc Châu CCNA 12
Cả hai câu lệnh này đều thực hiện trong môi trường "global configuration" để thực hiện cấu hình static route. Trong ví
dụ đầu tiên địa chỉ mạng đích là 10.6.0.0/16, để gói tin trực tiếp đi chúng ta phải lựa chọn cổng out cho gói tin, trong
trường hợp này đó là cổng S1 trên router. Một kết nối trực tiếp cũng được map trực tiếp vào cổng này. Trong ví dụ tiếp
theo có địa chỉ mạng 10.7.0.0/16 với địa chỉ next hop là 10.4.0.2. Mỗi câu lệnh khi cấu hình static route sẽ thêm thông tin
trực tiếp vào bảng định tuyến.
Trong hình trên để route tới 10.6.0.0 được cấu hình bởi static route sẽ có biểu tượng phía trước là chữ S. Tuy nhiên nó
được thể hiện tương tự như một kết nối trực tiếp. Trong bảng định tuyến hiển thị cấu hình forward các gói tin tới mạng
10.6.0.0 tới cổng S1. Và trong bảng định tuyến được cấu hình satic route cho mạng 10.7.0.0 được cấu hình dựa trên địa
chỉ next hop đó là địa chỉ 10.4.0.2 trên một router khác. Vậy sự khác nhau giữa hai dạng cấu hình satic route này như thế
nào.
Khi sử dụng một routing protocol như RIP hay IGRP, satic routes hiển thị như các kết nối trực tiếp và sẽ tự phát các gói
quảng bá cho các routers khác cập nhật bảng định tuyến. Nhưng trong cấu hình static sử dụng địa chỉ IP của next hop thì
router sẽ không quảng bá vì coi đây không phải là những kết nối trực tiếp. Do vậy các thông tin của satic route có thể
được các routing protocol sử dụng để quảng bá các mạng của mình cho các routers khác.
Khi một cổng kết nối bị tắt, toàn bộ cấu hình satic route chỉ tới cổng này đều bị xoá trong bảng định tuyến (IP routing
table). Nếu router không tìm được địa chỉ IP của next hop thì satic route này cũng sẽ bị xoá khỏi bảng định tuyến. Một
phương pháp khác bạn có thể map một satic IP tới cổng loopback trên router.
Chú Ý: như một rule, địa chỉ next hop address có thể sẽ luôn được sử dụng khi bạn cấu hình satic route trên một cổng

có nhiều kết nối như cổng Ethernet. Một cổng trên router kết nối vào một mạng có nhiều kết nối thì địa chỉ next hop trên
router bên cạnh cũng sẽ nhận được các traffic từ mạng bên kia.
Static routing không thích hợp khi sử dụng trong môi trường mạng lớn, phức tạp và có nhiều đường hỗ trợ redundant
(có thể gọi là đường backupu). Các routers trong một hệ thống mạng phức tạp sẽ có thể tự động thay đổi bảng định tuyến
và lựa chọn đường đi tốt nhất cho gói tin từ nguồn tới đích. Và khi đó dynamic routing là một lựa chọn tốt hơn satic routes.
1.3. Configuration Dynamic Routing.
Dynamic routing trong mô hình TCP/IP có thể sử dụng một hoặc nhiều giao thức khác nhau. Tuy nhiên các giao thức
này sẽ có những sự khác nhau và chúng ta sẽ tìm hiểu chúng ở dưới đây. Routing protocols được thiết kế cho một hệ
thống tự trị (autonomous system) và giữa chúng được phân chia được phân loại như Interior Gateway Protocols (IGPs) và
giao thức làm việc giữa các vùng tự trị được xếp vào nhóm Exterior gateway protocols (EGPs). Trong bảng dưới đây là
danh sách các protocol hỗ trợ EGPs và IGP.
Trong bài viết này tôi sẽ trọng tâm trong các giao thức IGPs. Các giao thức của EGPs, cụ thể như BGP4, sẽ được gới
thiệu trong các bài viết sau. Các protocol có thể được chia ra làm hai mảng riêng biệt là: Distance vector hay link-state
routing protocols, phụ thuộc vào cách chúng làm việc.
3
Nguyễn Ngọc Châu CCNA 12
Routing protocols cho IPX và AppleTalk.
Một số mô hình mạng không sử dụng IP cho các máy tính, một số tổ chức vẫn hỗ trợ những protocol khác như Novell
IPX và AppleTalk. Một công nghệ kế thừa và được hỗ trợ và phát triển. Nhiều tổ chức vẫn tiếp tục sử dụng và hỗ trợ IPX
và AppleTalk bởi họ còn có các ứng dụng như máy in, các phần mềm, máy chủ. Mặc dù Cisco EIGRP là một giao thức hỗ
trợ IPX và AppleTalk, đây là một giao thức rất quan trọng trong ba giao thức được phát triển bởi nhà sản xuất này. Có ba
giao thức là IPX hay Novell RIP, NetWare Link Service Protocol (NLSP), và AppleTalk Routing Table Maintenance
Protocol (RTMP). Đây là các routing protocol được phát triển dành riêng cho AppleTalk và Novell của các nhà sản xuất.
Dưới đây là danh sách các routing protocol cho IPX và AppleTalk.
IP routing protocols và bảng định tuyến.
Câu lệnh trong Ciso IOS hỗ trợ dynamic routing và các routing protocol. Trong bảng dưới đây thể hiện thông tin trong
bảng định tuyến của một router sử dụng bốn giao thức định tuyến là, RIP, IGRP, EIGRP và OSPF. Chú ý rằng hầu hết các
tổ chức hay roanh nghiệp thường không sử dụng nhiều hơn một hoặc hai giao thức định tuyến.
Trong hình dưới đây là một ví dụ về thông tin trong bảng định tuyến của mạng 192.168.1.0/24. Trong bảng định tuyến
khi mạng không được kết nối trực tiếp sẽ có hai thông số [administrative distance/metric]. Với ví dụ này [120/3] có nghĩa là

administrative distance là 120 và metric là 3. Trong hình dưới đây với thông số này thể hiện chỉ có một RIP route tới mạng
này và metric thể hiện hop count tới mạng đích.
4
Nguyễn Ngọc Châu CCNA 12
Router sử dụng metric để định, hay là một đơn vị tính toán, để định tuyến. Khi có nhiều routes tới một mạng đích và các
route này đều sử dụng cùng một routing protocol thì cấu hình route nào có metric nhỏ nhất sẽ coi là đường đi tốt nhất cho
gói tin. Hop count là cái duy nhất để tính metric trong IP RIP. Trong ví dụ trên hop count là 3, kết nối trực tiếp hop count
tính là 0 và khi đi qua một router hop count sẽ cộng thêm 1.
Mỗi routing protocol có cách tính metrics khác nhau. EIGRP sử dụng tích hợp rất nhiều yếu tố như băng thông và độ tin
cậy trong đường truyền để tính toán metric. Sử dụng các thiết lập mặc định, EIGRP sẽ tính toán metric route tới mạng
192.168.1.0 là 3.219.456. Nếu router RTA nhận được một RIP update và một EIGRP update của cùng một mạng, thì
router sẽ so sánh tới administrative distance metric để so sánh giữa hai routing protocol. Quá trình này như việc so sánh
ba của táo với ba triệu quả cam việc lựa chọn sẽ dễ hơn bởi khác routing protocol.
Khi một router nhận được một update từ hai routing protocol về cùng một mạng, nó sẽ không so sánh về metric của hai
routing protocol. Router sẽ sử dụng administrative distance để quyết định lựa chọn routing protocol nào. Cisco IOS gán
một default administrative distance cho toàn bộ các routing protocol. Một routing protocol có thông số administrative
distance nhỏ hơn sẽ được coi là routing protocol có độ tin cậy cao hơn.
1.4. Distance Vector Routing.
Routing protocols có thể được phân loại là: distance vector hoặc link-state routing protocols. Việc phân loại này dựa vào
thuật toán, hay phương pháp, mà router sử dụng để tính toán và cập nhật, trao đổi bảng định tuyến với nhau. Giao thức
định tuyến dạng Distance vector dựa trên thuật toán Bellman-Ford.
Routers được cấu hình sử dụng một distance vector routing protocol sẽ gửi toàn bộ bảng định tuyến tới các router bên
cạnh (neighbor routers). Trong hình dưới đây là một ví dụ về distance vector protocols, như RIP và IGRP, chúng
broadcast toàn bộ bảng định tuyến trên toàn bộ các cổng được cấu hình. Broadcast này có thể được coi như multicasting.
Routers sử dụng các giao thức này sẽ không biết chính xác các router bên cạnh mà nó giao tiếp.
Một neighbor router nhận được một broadcast để update, router này sẽ so sánh với thông tin trong bảng định tuyến hiện
giờ. Nếu trong các thông tin đó có một mạng mới, hay đường tới một mạng mới mà với metric tốt hơn, chúng sẽ cập nhật
vào bảng định tuyến. Sau đó router này sẽ tiếp tục broadcast thông tin trong bảng định tuyến của mình cho các router kế
tiếp của nó.
Distance vector routing protocol có liên quan tới "distance - khoảng cách" và "vector - đoạn thẳng có hướng", hay trực

tiếp tới mạng đích. Trước khi gửi một update, mỗi router sẽ thêm các thông số distance và route metric. Khi một router
nhận được một update, chúng sẽ học về và thêm thông tin vào bảng định tuyến và thông tin về cổng nhận update. Sau đó
router sẽ sử dụng cổng nào để truyền gói tin tới mạng đích đó.
5
Nguyễn Ngọc Châu CCNA 12