Giáo trình Advanced Certificate in Information Technology - Sanlein part 18 pot

Phân phối lại (Redistribution)


Tác giả: Trần Văn Thành
Phân phối lại (Redistribution)

1. Định nghĩa

Thực tế rất hiếm khi chỉ có một giao thức định tuyến được cài chạy trong
một tổ chức. Và trường hợp nếu công ty chạy nhiều giao thức định tuyến
thì cần phải có một phương thức để chia sẻ thông tin định tuyến giữa các
giao thức khác nhau đó. Quá trình đó gọi là redistribution.

Chú ý là trong trường hợp tồn tại nhiều giao thức định tuyến trên cùng m
ột
router không có nghĩa là redistribution tự xảy ra. Mà để quá trình
redistribution xảy ra thì ta phải cấu hình chúng. Trường hợp có nhiều giao
thức định tuyến tồn tại trên cùng một router mà không được cấu hình
redistribution được gọi là ships in the night (SIN) routing. Có nghĩa là
router chỉ trao đổi thông tin định tuyến với neighbor của nó trong cùng
process domain. Mặc dù SIN routing thường được để cập tới trường hợp
nhiều giao thức định tuyến trên cùng một router (như là OSPF của giao
thức IP và NLSP của giao thức IPX).

Một chú ý nữa là redistribution chỉ có thể xy ra giữa các giao thức định
tuyến tương ứng với cùng một giao thức lớp 3 (IP, IPX hay Apple Talk).
Một vài giao thức định tuyến thì tự động redistribution mà không cần phải
cấu hình, tuy nhiên thường là ta phải cấu hình thì quá trình redistribution
mới diễn ra.

Hình 3.1 dưới đây sẽ miêu tả chính sách redistribution của từng giao thức

định tuyến.

Routing Protocol Chính sách redistribution (Redistribution Policy)
Static Phải cấu hình bằng tay vào các giao thức định tuyến khác.
Connected Trừ phi có câu lệnh Network cho quá trình định tuyến, phải y
êu
cầu cấu hình redistribution bằng tay vào các giao thức định tuyến khác.

RIP Yêu cầu cấu hình redistribution bằng tay.

IGRP Nó sẽ tự động diễn ra giữa IGRP và EIGRP nếu giá trị autonomous
system của chúng giống nhau. Trường hợp còn lại yêu cầu phải cấu hình
bằng tay.

EIGRP Nó sẽ tự động diễn ra giữa IGRP và EIGRP n
ếu giá trị autonomous
system c
ủa chúng giống nhau. EIGRP cho giao thức Apple Talk sẽ tự động
redistribution giữa EIGRP và RTMP. EIGRP cho IPX sẽ tự động
redistribution giữa EIGRP và IPX RIP/SAP. Trường hợp còn lại yêu cầu
phải cấu hình bằng tay. Trong các phiên bản sau, NLSP có thể
redistribution bằng tay.

OSPF Yêu cầu phải cấu hình redistribution giữa các OSPF process khác
nhau và với giao thức định tuyến khác

IS-IS Yêu cầu phải cấu hình bằng tay giữa các giao thức định tuyến khác
nhau.

BGP Yêu cầu phải cấu hình bằng tay giữa các giao thức định tuyến khác

nhau.

Trong hình 3.2, trong routing table của router B có mục nhập cho những
route từ RIP và OSPF domain. Không có mục nhập cho route đến từ
EIGRP domain vì chỉ có một network nối trực tiếp vào router. Bạn có thể
thấy rằng RIP update được gửi ra ngoài interface không bao gồm network
từ OSPF domain. Hơn nữa, router C chỉ có một kết nối trực tiếp trong
routimg table. Lý do là vì mặc dù router C được cấu hình EIGRP nhưng
router C là một stub router. Khi một interface khác được cấu hình địa chỉ
và phần còn lại của EIGRP network kết nối vào router C, mạng sẽ được
quảng bá với EIGRP route, nó sẽ phân bổ tới router B. Nếu redistribution
được thực hiện thì toàn bộ mạng sẽ sẵn sàng cho mọi router.

Các trường hợp dẫn tới tồn tại nhiều giao thức định tuyến trong cùng một
tổ chức:

Tổ chức chuyển từ một giao thức này sang một giao thức khác bởi vì họ
cần một giao thức định tuyến phức tạp hơn.

Do yếu tố lịch sử, tổ chức có rất nhiều mạng con. Công ty cần được thiết
kế để chuyển sang một giao thức duy nhất trong tương lai.

Một vài doanh nghiệp sử dụng giải pháp host-based yêu cầu nhiều giao
thức định tuyến. Ví dụ, ví dụ một UNIX host sử dụng RIP để khám phá
gateway.

Sau khi 2 công ty được hợp nhất.

Về mặt chính trị, có những tư tưởng khác nhau giữa các nhà qu
ản trị mạng

khác nhau.

Trong một môi trường rất lớn, những vùng khác nhau có những yêu cầu
khác nhau, do đó một giải pháp đơn lẻ là không hi
ệu quả. Ví dụ: một mạng
đa quốc gia, thì EIGRP là giao thức định tuyến được sử dụng ở access
layer và distribution layer nhưng BGP là giao thức định tuyến được dùng
kết nối với core layer.

2. Các vấn đề phát sinh và giải pháp khi thực hiện redistribution.

Khả năng của IP routing protocol thay đổi rộng rãi. Đặc trưng c
ủa các giao
thức định tuyến mà hầu hết được mang trong redistribution là sự khác
nhau trong metric và administrative distance, và khả năng classful hay
classless của chúng. Sự thất bại trong sự đem lại của sự xem xét cẩn thận
sự khác nhau khi redistribution có thể dẫn tới các vấn đề sau: sự thất bại
trong sự trao đổi một vài hoặc tất cả các tuyến (route), routing loop và
black hole.

a/ Metric

Error!


Các router của hình 3.1 được redistribution static route vào OSPF, chúng
sẽ quảng bá những tuyến (route) tới các OSPF-speaker router khác. Static
route không có metric đi kèm với chúng, nhưng mỗi OSPF route (tuyến
OSPF) phải có một giá trị cost đi kèm. Một ví dụ khác liên quan đến
metric nữa đó là redistribution của RIP route (tuyến RIP) vào IGRP.

Metric của RIP là hop count, trong khi IGRP sử dụng bandwidth và delay.
Metric của IGRP là một số 24 bit trong khi của RIP giá trị giới hạn là 15.
Trong cả 2 trường hợp, yêu cầu đối với giao thức định tuyến tham gia
redistribution là đối với những tuyến (route) được redistribution vào
domain của nó thì nó phải kết hợp được metric của nó với metric của
những tuyến đó.

Do đó cần có một giải pháp đó là khi router thực hiện redistribution phải
gán một giá trị metric cho những tuyến tham gia redistribution.

Error!


Trường hợp như Hình 3.2 đây là EIGRP được redistribution vào OSPF, và
OSPF được redistribution vào EIGRP. OSPF không hi
ểu metric tổ hợp của
EIGRP và EIGRP cũng không hiểu cost của OSPF. Kết quả là, các phần
của quá trình redistribution là các router phải được giao một cost cho mỗi
EIGRP route trước khi tuyến đó được quảng bá sang OSPF domain.
Tương tự như vậy, router cũng phải gán một cặp giá trị sau: bandwidth,
delay, reliability, load và MTU cho mỗi OSPF route trước khi nó được
quảng bá sang EIGRP domain. Nếu quá trình gán metric là không đúng th
ì
quá trình redistribution sẽ thất bại.

b. Khoảng cách quản lý (Administrative Distance)
Tính đa dạng của metric còn gây ra vấn đề sau: nếu một router chạy nhiều
hơn một giao thức định tuyến và học một tuyến (route) tới cùng một đích
từ mỗi giao thức tương ứng, thì tuyến nào sẽ được chọn? Mỗi giao thức
định tuyến sử dụng metric của nó để xác định ra route tốt nhất theo cách

của mình. So sánh tuyến (route) với metric khác nhau chẳng hạn: hop
count và cost, chẳng khác nào so sánh táo và cam.

Có một giải pháp để giải quyết vấn đề này đó là administrative distance.
Đúng như metric được gán cho mỗi tuyến (route) đến mức độ ưu tiên của
mỗi route có thể được xác định, administrative distance được gán cho
tuyến nguồn (route source) đến mức độ ưu tiên hơn của tuyến nguồn được
xác định. Như trong phần hai đã giới thiệu administrative distance nó như
là thước đo về độ tin cậy. Giá trị administrative distance càng nhỏ thì độ
tin cậy của thông tin định tuyến trao đổi bởi giao thức tương ứng càng l
ớn.
Ví dụ, giả sử một router chạy 2 giao thức định tuyến l
à RIP và EIGRP. Khi
router học một tuyến tới mạng 192.168.5.0 bằng cả 2 giao thức định tuyến
thì nó sẽ nhận được thông tin về tuyến tới mạng 192.168.5.0 từ cả RIP
neighbor và EIGRP neighbor. Bởi vì EIGRP sử dụng metric tổ hợp cho
nên những thông tin định tuyến học được từ EIGRP sẽ chính xác hơn là
thông tin định tuyến học được từ RIP. Do đó, EIGRP tin cậy hơn RIP.

B
ảng 3.3 cho biết các giá trị administrative distance mặc định của các giao
thức định tuyến khác nhau. EIGRP có administrative distance là 90 trong
khi RIP là 120. Điều đó chứng tỏ EIGRP tin cậy hơn RIP.

Error!


c. Redistributing từ Classless vào Classful Protocols

Sự suy xét thận trọng đã được nói rõ được nói rõ khi thực hiện

redistribution từ một classless routing process domain vào một classful
domain. Để hiểu được tại sao lại như vậy, đầu tiên cần hiểu một classful
routing protocol phản ứng lại như thế nào với sự thay đổi của subnet. Như
đã biết RIP là một classful routing protocol cho nên nó không gửi mask
trong thông tin định tuyến. Đối với các route mà một classful router nhận
được sẽ ra vào một trong 2 khả năng sau:

Router sẽ có một hay nhiều hơn interface gắn với mạng chính (major
network).

Router sẽ không có interface gắn vào mạng chính.

Trong trường hợp thứ nhất, router phải sử dụng mặt nạ định hình của
chính mình cho mạng chính để xác định một cách chính xác subnet c
ủa địa
chỉ đích trong gói packet. Trong trường hợp thứ 2, chỉ địa chỉ của mạng
chính mà nó có thể bao gồm trong thông tin quảng bá bởi vì nó không có
cách nào để xác định subet mask để sử dụng.

Trong hình 3.6, subnet của OSPF domain biến đổi và Paige thực hiện
redistribution OSPF-route vào IGRP domain.

Error!


Như trong h
ình 3.7, Paige biết về tất cả các subnet của cả OSPF domain v
à
IGRP domain. Và bởi vì OSPF là một classless routing protocol, router
biết mask nào được gắn kết với mỗi subnet mà kết nối trực tiếp với

Gibson. Tiến trình IGRP (IGRP process) của Paige là sử dụng 24-bit
mask; do đó 172.20.113.192/26 và 172.20.114.48/28 là không tương thích
và không được quảng bá như trong hình 3.8. Chú ý rằng IGRP quảng bá
172.20.112.0/24 và 172.20.115.0/24. Kết quả là chỉ subnet trong OSPF
domain mà Leonard biết là chúng có cùng chung subnet là 24-bit như hình
3.9.

Error!

Error!

Error!




Giải pháp thứ 1: cho việc redistribution giữa classful routing protocol và
classless routing protocol là sử dụng định tuyến tĩnh để phân phối các
route vào trong classful routing domain.

Giải pháp thư 2: thực hiện route summary để nhóm các subnet con thành
một subnet to hơn mà classful routing domain hiểu được.

3. Các tình huống dẫn đến routing loop khi thực hiện redistribution

Mặc dù administrative distance đã giải quyết được vấn đề sự lộn xộn của
sự thay đổi khác nhau của metric hay nói cách khác giải quyết đư
ợc vấn đề
nguồn gốc của thông tin định tuyến, nhưng chúng vẫn có thể gây lên một
số vấn đề cho redistribution. Như ví dụ trong hình 3.10, cả Gehrig và Ruth

được redistribution RIP-route vào IGRP domain. Gehrig học về mạng
172.168.1.0 qua RIP và quảng bá network đó vào IGRP domain. Kết quả
là Ruth học được về mạng 192.168.1.0 không chỉ từ Combs qua RIP-route
mà còn từ Meusel qua IGRP route.

Error!


Hình 3.11 cho thấy routing table của Ruth. Chú ý rằng tuyến đường tới
mạng 192.168.1.0 là một IGRP route. Ruth đã chọn IGRP route vì IGRP
có administrative distance nhỏ hơn RIP. Ruth sẽ gửi dữ liệu tới mạng
192.168.1.0 với lộ trình qua Meusel thay vì phải gửi trực tiếp tới Combs.

Error!


Mặc dù Split horizon chặn routing loop trên internet như hình 3.10. C
Gehrig và Ruth lúc đầu đều quảng bá mạng 192.168.1.0 vào IGRP
domain, và cả 4 router đều hội tụ với chỉ có một đường đến đến mạng đó.
Tuy nhiên, sự hội tụ là không thể đoán trước được. Cụ thể như trong
trường hợp sau. C hai router Lazzeri và Meusel khởi động lại. Sau khi
khởi động, bảng routing talble của Ruth cho biết tuyến đường đến mạng
12.168.1.0 sẽ sử dụng Combs làm next-hop (như hình 3.12).

Error!


Trạng tháI hội tụ của mạng sau khi khởi động lại không chỉ không đoán
trước được mà còn rất chậm. Như hình 3.13 cho biết routing table của
Gehrig sau khong 3 phút sau khi khởi động lại. Nó sử dụng router Lazzeri

là next-hop của tuyến đường tới mạng 192.168.1.0 nhưng khi ping tới địa
chỉ trên mạng đó thì lại bị fail. Hình 3.14 là routing table của Lazzeri:
Lazzeri sử dụng router Gehrig là next-hop c
ủa tuyến tới mạng 192.168.1.0.
Kết quả là tồn tại routing loop.


Error!


Sau đây là trình tự của các sự kiện dẫn đến routing loop:

1. Trong khi router Lazzeri và Meusel khởi động lại, cả Gehrig và Ruth
đều có mục nhập trong routing table của tuyến đường tới mạng
192.168.1.0 với thông tin next-hop là router Combs.

2. Ngay sau khi Lazzeri và Meusel trở thành active, cả Gehrig và Ruth đ
ều
gửi thông tin update mà có chứa thông tin đến mạng 192.168.1.0. Giả sử
trường hợp này, Ruth gửi thông tin update sớm hơn một chút so với
Gahrig.

3. Meusel, nhận thông tin update của Ruth, và coi Ruth như là next-hop và
gửi thông tin update tới Lazzeri.

4. Lazzeri, nhận thông tin update của Meusel, và coi Meusel như là next-
hop.

5. Lazzeri và Gehrig đều gửi thông tin update tới nhau trong cùng m
ột thời

gian. Lazzeri coi Gehrig là next-hop của tuyến đường tới mạng
192.168.1.0 bởi vì theo tính ch
ất của distance vector routing protocol nó sẽ
coi router quảng bá tuyến đường đó tới nó sẽ là next-hop. Còn Gehrig coi
Lazzeri là next-hop của tuyến đường cùng tới mạng 1923.168.1.0 bởi vì
thông tin định tuyến của IGRP router quảng bá có độ tin cậy lớn là thông
tin định tuyến do router RIP quảng bá (thực hiện điều này dựa vào
administrative distance). Kết quả là loop xuất hiện.

Split horizon và thời gian không hợp lệ (invalid timer) rốt cuộc sẽ sắp xếp
lại các thông tin định tuyến sai đó. Lazzeri quảng bá tuyến tới mạng tới
Meusel, nhưng Meusel tiếp tục sử dụng metric tôt hơn cho tuyến đó qua
Ruth. Và từ khi Ruth được coi là next-hop router, split horizin có tác dụng
cho tuyến tới mạng 192.168.1.0 tại interface S1 của Meusel. Meusel cũng
gửi quảng bá tuyến tới mạng 192.168.1.0 tới Lazzeri, nhưng Lazzeri vẫn
coi Gehrig là next-hop cho tuyến tới mạng 192.168.1.0 với metric tốt hơn.
Lazzeri và Gehrig coi lẫn nhau là next hop cho tuyến tới mạng
192.168.1.0, cho nên chúng sẽ không quảng bá tuyến tới mạng đó cho
nhau. Sau khoảng thời gian invalid timer hết hạn thì routing table của 2
router đó như hình 3.15.

Error!


Khi invalid timer của Lazzer hết hạn, tuyến tới mạng 192.168.1.0 sẽ khởi
tạo giá trị holddown cho tuyến đó. Mặc dù Meusel được quảng bá một
tuyến tới mạng đó, Lazzeri không thể đồng ý nó cho đến khi holddown
timer hết hạn. Hình 3.16 cho biết rằng Lazzeri cuối cùng cũng đồng ý
tuyến được qung bá từ Meusel và hình 3.17 cho biết Gehrig đã đến được
mạng 192.168.1.0 thành công qua Lazzeri. Quá trình này mất khoảng hơn

9 phút cho 2 router hội tụ và những tuyến mà nó sử dụng không phải là
tuyến tối ưu.

Error!

Error!



Administrative distances có thể gây lên vấn đề tệ hơn cả lựa chọn đư
ờng đi
sai (sub-optimal route) như các tình huống không dự đoán trước được và
thời gian hội tụ chậm như ví dụ trước đã phân tích. Như hình 3.18 các
router trong IGRP domain được cấu hình trong môI trư
ờng Frame Relay. ở
trạng thái mặc định split horizon được tắt trên các interface Frame Relay.
Kết quả là routing loop vĩnh cửu xảy ra giữa Lazzeri và Gehrig và giữa
Meusel và Ruth. Kết luận cuối cùng là mạng 192.168.1.0 không thể đến
được trong IGRP domain