Tìm hiểu giao thức OSPF trong CISCO IOS phần 2 ppsx

246

Hình 2.2.2.g. Design Router (DR) và Backup Designated Router (BDR) là router
được tất cả các router khác trong cùng một mạng LAN bầu ra làm đại diện. Mỗi
một mạng sẽ có một DR va BDR riêng.

2.2.3. So sánh OSPF với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách
Trong phần này chúng ta sẽ so sánh OSPF với một giao thức
đ
ị
nh
tuyến theo vectơ
kho
ả
ng
cách la RIP. Router
đ
ị
nh
tuyến theo trạng thái
đư
ờ
ng liên kết có một sơ
đ
ồ

đ
ầ
y
đ
ủ

về cấu trúc hệ thống mạng. Chúng chỉ thực hiển trao
đ
ổ
i
thông tin về trạng
thái các
đư
ờ
ng
liên kết lúc khởi
đ
ộ
ng

và khi hệ thống mạng có sự thay
đ
ổ
i.
Chúng
không phát qu
ả
ng
bá bảng
đ
ị
nh
tuyến theo
đ
ị

nh
kỳ như các router
đ
ị
nh
tuyến theo
vectơ khoảng cách. Do
đ
ó,
các router
đ
ị
nh
tuyến theo trạng thái
đư
ờ
ng
liên kết sử
dụng ít băng thông hơn cho hoạt
đ
ộ
ng
duy trì bảng
đ
ị
nh
tuyến.
RIP phù hợp cho các mạng nhỏ và
đư
ờ

ng
tốt nhất
đ
ố
i
với RIP là
đư
ờ
ng
có số
lư
ợ
ng
hop ít nhất. OSPF thì phù hợp với mạng lớn, có khả năng mở rộng,
đư
ờ
ng
đ
i

tốt nhất của OSPF
đư
ợ
c
xác
đ
ị
nh
dựa trên tốc
đ

ộ

của
đư
ờ
ng
truyền. RIP cũng như
các giao thức
đ
ị
nh
tuyến theo vectơ khoảng cách
đ
ề
u
sử dụng thuật toán chọn
đư
ờ
ng
đơ
n
giản. Còn thuật toán SPF thì rất phức tap. Do
đ
ó,
nếu router chạy giao
247

thức
đ
ị

nh
tuyến theo vectơ khoảng cách sẽ cần ít bộ nhớ và năng lực xử lý thấp
hơn so với khi chạy OSPF.
OSPF chọn
đư
ờ
ng
dựa trên chi phí
đư
ợ
c
tính từ tốc
đ
ộ

của
đư
ờ
ng
truyền.
Đư
ờ
ng

truyền có tốc
đ
ộ

càng cao thì chi phí OSPF tương
ứ

ng
càng thấp.
OSPF chọn
đư
ờ
ng
tốt nhất từ cây SPF.
OSPF b
ả
o
đ
ả
m
không bị
đ
ị
nh tuyến lặp vòng. Còn giao thức
đ
ị
nh
tuyến theo vectơ
khoảng cách vẫn có thể bị
đ
ị
nh
tuyến lặp vòng.
Nếu một kết nối không
ổ
n
đ

ị
nh,
chập chờn, vi
ệ
c
phát liên tục các thông tin về trang
thái của
đư
ờ
ng
liên kết này sẽ dẫn
đ
ế
n
tình trạng các thông tin quảng cáo không
đ
ồ
ng
bộ làm cho kết quả chọn
đư
ờ
ng
của các router bị
đ
ả
o
lộn.
OSPF giải quyết
đư
ợ

c
các vấn
đ
ề

sau:
•

•
•

•
•
Tốc
đ
ộ

hội tụ.
Hỗ trợ VLSM (Variable Length Subnet Mask).
Kích cỡ mạng
Chọn
đư
ờ
ng

Nhóm các thành viên.
248

Hình 2.2.3. Sự cố xảy ra khi một kết nối không ổn định làm cho việc cập nhật
không đồng bộ.

Trong một hệ thống mạng lớn, RIP phải mất vài phút mới có thể hội tụ
đư
ợ
c
vì
mỗi router chỉ trao
đ
ổ
i
bảng
đ
ị
nh
tuyến với các router láng giềng kết nối trực tiếp
với mình mà thôi. Còn
đ
ố
i
với OSPF sau khi
đ
ã
hội tụ vào lúc khởi
đ
ộ
ng,
khi có
thay
đ
ổ
i

thì việc hội tụ sẽ rất nhanh vì chỉ có thông tin về sự thay
đ
ổ
i
đư
ợ
c
phát ra
cho mọi router trong vùng.
OSPF có hõ trợ VLSM nên nó
đư
ợ
c
xem là một giao thức
đ
ị
nh
tuyến không theo
lớp
đ
ị
a
chỉ. RIPv1 không có hỗ trợ VLSM, tuy nhiên RIPv2 có hỗ trợ VLSM.
Đ
ố
i
với RIP, một mạng
đ
ích
cách xa hơn 15 router xem như không

đ
ế
n
đư
ợ
c
vì
RIP có số lượng hop giới hạn là 15.
Đ
i
ề
u
này làm kích thước mạng của RIP bị giới
hạn trong phạm vi nhỏ. OSPF thì không hề có giới hạn về kích thước mạng, OSPF
hoàn toàn phù hợp cho các mạng vừa và lớn.
Khi nhận
đư
ợ
c
từ láng giềng các router bao cáo về số lượng hop
đ
ế
n
mạng
đ
ích,

RIP sẽ cộng thêm 1 vào thống số hop này và dựa vào số lượng hop
đ
ó

đ
ể

chọn
đư
ờ
ng
đ
ế
n
mạng
đ
ích.
Đư
ờ
ng
nào có khoảng cách ngắn nhất hay nói cách khác là
có số lượng hop ít nhất sẽ là
đư
ờ
ng
tốt nhất
đ
ố
i
với RIP. Chúng ta thấy thuật toán
249

chọn
đư

ờ
ng
như vậy rất
đơ
n
giản và không
đ
òi
hỏi nhiều bộ nhớ và năng lượng xử
lý của router. RIP không hề quan tâm
đ
ế
n
băng thông
đư
ờ
ng
truyền khi quyết
đ
ị
nh

chọn
đư
ờ
ng.

OSPF thì chọn
đư
ờ

ng
dựa vào chi phí
đư
ợ
c
tính từ băng thông của
đư
ờ
ng
truyền.
Mọi OSPF router
đ
ề
u
có thông tin
đ
ầ
y
đ
ủ

về cấu trúc của hệ thống mạng dựa vào
đ
ó
đ
ể

tự tính toán chọn
đư
ờ

ng
tốt nhất. Do
đ
ó
thuật toán chọn
đư
ờ
ng
này rất phức
tạp,
đ
òi
hỏi nhiều bộ nhớ và năng lực xử lý của router cao hơn so với RIP.
RIP sử dụng cấu trúc mạng dạng ngang hàng. Thông tin
đ
ị
nh
tuyến
đư
ợ
c
truyền
lần lượt cho mọi router trong cùng một hệ thống RIP. OSPF sử dụng khái niệm về
phân vùng. Một mạng OSPF có thể chia các router thành nhiều nhóm. B
ằ
ng
cách
này, OSPF có thể giới hạn lưu thông trong từng vùng. Thay
đ
ổ

i
trong vùng này
không
ả
nh
hưởng
đ
ế
n
hoạt
đ
ộ
ng
của các vùng khác. Cấu trúc phân cấp như vậy
cho phép hệ thống mạng có khả năng mở rộng một cách hiệu quả.
2.2.4. Thuật toán chọn đường ngắn nhất.
Trong phần này sẽ giải thích cách OSPF sử dụng thuật toán chọn
đư
ờ
ng
ng
ắ
n
nhất
như thế nào.
Theo thuật toán này,
đư
ờ
ng
tốt nhất là

đư
ờ
ng
có chi phí thấp nhất. Edsger Wybe
Dijkstra, một nhà khoa học máy tính người Hà Lan,
đ
ã
phát minh thuật toán này
nên nó còn có tên là thuật toán Dijkstra. Thuật toán này xem hệ thống mạng là một
tập hợp các nodes
đư
ợ
c
kết nối với nhau bằng kết nối
đ
i
ể
m
-
đ
ế
n
-
đ
i
ể
m.
Mỗi kết nối
này có một chi phí. Mỗi node có một cái tên. Mỗi node có
đ

ầ
y
đ
ủ

cơ sở dữ liệu về
trạng thái của các
đư
ờ
ng
liên kết, do
đ
ó
chúng có
đ
ầ
y
đ
ủ

thông tin về cấu trúc vật
lý của hệ thống mạng. Tất cả các cơ sở dữ liệu này
đ
ề
u
giống nhau cho mọi router
trong cùng một vùng. Ví dụ như trên hình 2.2.4.a, D có các thông tin là nó kết nối
tới node C bằng
đư
ờ

ng
liên kết có chi phí là 4 và nó kết nối
đ
ế
n
node E bằng
đư
ờ
ng
liên kết có chi phí là 1.
Thuật toán chọn
đư
ờ
ng
ngắn nhất sẽ sữ dụng bản thân node làm
đ
i
ể
m
xuất phát và
kiểm tra các thông tin mà nó có về các node kế cận. Trong hình 2.2.4.b, node B
chọn
đư
ờ
ng
đ
ế
n
D.
Đư

ờ
ng
tốt nhất
đ
ế
n
D là
đ
i
bằng
đư
ờ
ng
của node E có chi phí
là 4. Như vậy là gói dữ liệu
đ
i
từ B
đ
ế
n
D sẽ
đ
i
theo
đư
ờ
ng
từ B qua C qua E rồi
đ

ế
n
D.
250

Node B chọn
đư
ờ
ng
đ
ế
n
node F là
đư
ờ
ng
thông qua node C có chi phí là 5. Mọi
đư
ờ
ng
khác
đ
ề
u
có thể bị lặp vòng hoặc có chi phí cao hơn.
Hình 2.2.4.a
Hình 2.2.4.b

251

2.2.5. Các loại mạng OSPF

Các OSPF router phải thiết lập mối quan hệ láng giềng
đ
ể

trao
đ
ổ
i
thông tin
đ
ị
nh

tuyến. Trong mỗi một mạng IP kết nối vao router, nó
đ
ề
u
cố gắng ít nhất là trở
thành một láng giềng hoặc là láng giềng thân mật với một router khác. Router
OSPF quyết
đ
ị
nh
chọn router nào làm láng giềng thân mật là tuỳ thuộc vào mạng
kết nối của nó. Có một số router có thể cố gắng trở thành láng giềng thân mật với
mọi router láng giềng khác. Có một số router khác lại có thể chỉ cố gắng trở thành
láng giềng thân mật với một hoặc hai router láng giềng thôi. Một khi mối quan hệ
láng giềng thân mật

đ
ã
đư
ợ
c
thiết lập giữa hai láng giềng với nhau thì thông tin về
trạng thái
đư
ờ
ng
liên kết mới
đư
ợ
c
trao
đ
ổ
i.

Giao tiếp OSPF nhận biết ba loại mạng sau:
Mạng quảng bá
đ
a
truy cập, ví dụ như mạng Ethernet.
Mạng
đ
i
ể
m
-

n
ố
i
-
đ
i
ể
m.

Mạng không quảng bá
đ
a
truy cập (NBMA – Nonbroadcast multi-access), ví
dụ như Frame Relay.
Loại mạng thứ 4 là mạng
đ
i
ể
m
-
đ
ế
n
-
nhi
ề
u
đ
i
ể

m
có thể
đư
ợ
c
nhà quản tr
ị

m
ạ
ng
cấu
hình cho một cổng của router.
•
•

•

Hình 2.2.5.a.
Ba loại mạng của OSPF.