MÔ PHỎNG, THIẾT KẾ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIP, OSPF

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM
BỘ MÔN VIỄN THÔNG

BÁO CÁO MÔN MẠNG M

ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG, THIẾT KẾ CÁC GIAO TH
GV bộ môn:
Nhóm thực hiện: Nhóm 12

TPHCM, 29/11/2016


Trang: 2

DANH SÁCH NHÓM 12


Trang: 3

Mục lục


Trang: 4

Chương 1 Tổng quan về các giao thức định tuyến

1.1

Khái niệm cơ bản

Định tuyến là một tiến trình lựa chọn con đường cho thực thể thông tin
chuyển qua mạng, nó cũng được coi là khả năng của một nút trong vấn đề lựa
chọn đường dẫn cho thông tin qua mạng.
Định tuyến là một khái niệm cốt lõi của mạng IP và nhiều loại mạng
khác nhau. Định tuyến cung cấp phương tiện tìm kiếm các tuyến đường theo
các thông tin mà thực thể thông tin được chuyển giao trên mạng

1.2

Khái niệm giao thức

Để đơn giản ta chỉ cần hiểu giao thức là cách thức giao tiếp. Trong mạng
thông tin giữa các máy tính thì giao thức rất quan trọng , giao thức chính là
cầu nối giữa các máy tính , các hệ thống máy tính và các hệ thống mạng .
Các giao thức hiện có gồm có RIP (RIP-1, RIP-2) ; OSPF, IGRP,
EIGRP, IS-IS, BGP4.

Chương 2 RIP

2.1

Tổng quát về giao thức RIP

2.1.1 Giới thiệu về RIP

Ngày nay, một mạng có thể lớn đến mức một giao thức định tuyến
không thể xử lý công việc cập nhật các bảng định tuyến của tất cả các
bộ định tuyến. Vì vậy, liên mạng được chia thành các hệ thống tự trị
(AS-Autonomous System). Hệ thống tự trị (AS) là một nhóm các mạng
và bộ định tuyến có chung hệ thống quản trị. Các giao thức định tuyến

được sử dụng bên trong AS gọi là giao thức định tuyến nội miền IGP
(Interior Gateway Protocol). Routing Information Protocol (RIP) được
Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 5

thiết kế như một giao thức IGP dùng cho các AS kích thước nhỏ, không
sử dụng cho hệ thống mạng lớn và phức tạp.

2.1.2 Định nghĩa giao thức Rip

RIP là một giao thức định tuyến miền trong được sử dụng cho các hệ
thống tự trị (AS). Giao thức thông tin định tuyến thuộc loại giao thức
định tuyến khoảng cách vecto (Distance Vector), RIP sử dụng một giá
trị để đo lường đó là số bước nhảy (hop count) trong đường đi từ
nguồn đến đích. Mỗi bước đi trong đường đi từ nguồn đến đích được
coi như là 1 hop count. Khi bộ định tuyến nhận được một bản tin cập
nhật định tuyến cho các gói tin thì nó sẽ cộng 1 vào giá trị đo lường
đồng thời cập nhật bảng định tuyến.
RIP có 2 phiên bản:
- RIP version 1 (RIPv1)
- RIP version 2 (RIPv2)
Quá trình mô phỏng chỉ sử dụng giao thức RIPv2 nên bài này sẽ
trình bày cụ thể về giao thức định tuyến RIP version 2.
2.1.3 Thuật toán

RIP sử dụng thuật toán định tuyến theo khoảng cách vector DVA

(Distance Vector Algorithms)
Là thuật toán định tuyến tương thích nhằm tính toán con đường ngắn
nhất giữa các cặp nút trong mạng, dựa trên phương pháp tập trung
được biết đến như thuật toán Bellman-Ford. Các nút mạng thực hiện
quá trình trao đổi thông tin trên cơ sở địa chỉ đích, nút kế tiếp và con
đường ngắn nhất để tới đích.

Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 6

2.2

Giao thức định tuyến RIP

2.2.1 Chi tiết về giao thức định tuyến RIP
A. RIP phiên bản 2
a. Đặc điểm

- Là một giao thức định tuyến khoảng cách Vector, sử dụng số
lượng hop làm thông số định tuyến
- Giá trị hop tối đa là 15 hop (nếu vượt quá gói tin sẽ tự
động bị hủy)
- Thời gian giữ chậm cũng là 180s
- Sử dụng cơ chế chia rẽ tầng để chống lặp vòng (Đây là
điểm đặc biệt giúp RIP version 2 khắc phục lỗi lặp vòng của RIP
version 1)

- RIPv2 có gửi mặt nạ mạng con đi kèm với các địa chỉ
mạng trong thông tin định tuyến. Nhờ đó mà RIPv2 có thể hỗ trợ
VLSM và CIDR.
- RIPv2 có hỗ trợ việc xác minh thông tin định tuyến.
- RIPv2 gửi thông tin định tuyến theo địa chỉ multicast
244.0.0.9 trong khi RIPv1 gửi theo địa chỉ broadcast
255.255.255.255.
b.

Cấu trúc bản tin:

Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 7

Command field: Cho ta biết gói tin là gói tin yêu cầu (Request)
hay gói tin trả lời (Response). Gói tin Request sẽ đưa ra yêu cầu
cho một bảng định tuyến gửi tất cả hay 1 phần bảng định tuyến
của nó. Gói tin Response được đưa ra khi bộ định tuyến nhận
được gói tin Request.
- Version number: Chỉ ra phiên bản RIP đang được sử dụng.
- AFI (Address-Family identifier): Chỉ ra kiểu địa chỉ được sủ
dụng để cấu hình mạng. Giá trị AFI cho IP là 2
- Metric: Cho ta biết có bao nhiêu bước liên mạng (internetwork
hop) đã đi qua trong hành trình đến đích. Giá trị này sẽ nằm
trong khoảng từ 1 đến 15 cho các đường đi còn hiệu lực.
Unused: Mặc định là 0

Subnet mask: Chứa đựng mặt nạ mạng con cho các bộ định
tuyến.
Next hop: Cho biết địa chỉ IP của bước đi tiếp theo mà gói tin
có thể chuyển tiếp.
Trong RIP phiên bản 2, kiểu bản tin xác thực được thêm vào để bảo vệ
bản tin thông báo. Tuy nhiên, không cần thêm các trường mới vào
thông báo. Mục đầu tiên của thông báo sẽ chứa thông tin xác thực. Để
chỉ rõ một mục chứa thông báo xác thức chứ không phải là thông tin
định tuyến, giá trị FFFF được đặt vào trong trường AFI. Trường tiếp
theo trong thông báo xác thực là loại xác thực, dùng để định nghĩa
phương pháp sử dụng để xác thực. Trường cuối cùng trong thông báo
là để chứa dữ liệu xác thực. Định dạng bản tin xác thực như sau:
-

Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 8
c. Cấu trúc bản tin

Command field: Cho ta biết gói tin là gói tin yêu cầu
(Request) hay gói tin trả lời (Response). Gói tin Request sẽ
đưa ra yêu cầu cho một bảng định tuyến gửi tất cả hay 1
phần bảng định tuyến của nó. Gói tin Response được đưa ra
khi bộ định tuyến nhận được gói tin Request.
- Version number: Chỉ ra phiên bản RIP đang được sử dụng.
- AFI (Address-Family identifier): Chỉ ra kiểu địa chỉ được sủ
dụng để cấu hình mạng. Giá trị AFI cho IP là 2

- Metric: Cho ta biết có bao nhiêu bước liên mạng
(internetwork hop) đã đi qua trong hành trình đến đích. Giá
trị này sẽ nằm trong khoảng từ 1 đến 15 cho các đường đi
còn hiệu lực.
- Unused: Mặc định là 0
- Subnet mask: Chứa đựng mặt nạ mạng con cho các bộ định
tuyến.
- Next hop: Cho biết địa chỉ IP của bước đi tiếp theo mà gói tin
có thể chuyển tiếp.
Trong RIP phiên bản 2, kiểu bản tin xác thực được thêm vào để bảo vệ
bản tin thông báo. Tuy nhiên, không cần thêm các trường mới vào
thông báo. Mục đầu tiên của thông báo sẽ chứa thông tin xác thực. Để
chỉ rõ một mục chứa thông báo xác thức chứ không phải là thông tin
định tuyến, giá trị FFFF được đặt vào trong trường AFI. Trường tiếp
theo trong thông báo xác thực là loại xác thực, dùng để định nghĩa
phương pháp sử dụng để xác thực. Trường cuối cùng trong thông báo
là để chứa dữ liệu xác thực. Định dạng bản tin xác thực như sau:
-

Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 9

Ngoài ra RIP phiên bản 2 còn hỗ trợ phát đa hướng (Multicast) so với phiên
bản 1. RIP phiên bản 1 sử dụng phát quảng bá để gửi các thông báo RIP tới
tất cả các bộ định tuyến lân cận. Do đó, không chỉ các bộ định tuyến trên
mạng nhận được thông báo mà mọi trạm trong mạng đều có thể nhận được.

Trong khi đó, RIP phiên bản 2 sử dụng địa chỉ đa hướng 224.0.0.9 để phát đa
hướng các thông báo RIP tới chỉ các bộ định tuyến sử dụng giao thức RIP trên
một mạng mà thôi.
d. Thiết kế RIPv2

Một số điều cần ghi nhớ trong việc thiết kế mạng với RIPv2 là nó hỗ trợ
VLSM bên trong mạng và CIDR để tóm tắt những mạng gần kề ở bên kia.
RIPv2 cho phép tóm tắt các lộ trình trong cùng 1 mạng. RIPv2 vẫn có giới
hạn số hop là 16. Vì thế kích thước mạng không thể vượt quá giới hạn này.
RIPv2 gửi bảng định tuyến 30s mỗi lần đến các máy để gửi địa chỉ IP là
224.0.0.9. RIPv2 thường có giới hạn khi truy nhập vào mạng nơi mà giao
thức này có thể hoạt động liên kết với các máy chủ được thực hiện định tuyến.
RIPv2 cũng cung cấp sự xác nhận lộ trình.
Như trong hình 11, khi sử dụng RIPv2, tất cả các điạ chỉ trong mạng có thể có
những mặt nạ mạng con khác nhau.

Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 10
e. Cấu hình RIPv2

-Các lệnh sau dùng giao thức định tuyến RIP
Router(config)#router rip
-Tắt chức năng tự động tổng hợp
R1(config-router)#no auto-summary
-Chọn giao thức RIP version 2
R1(config-router)#version 2

-Khai báo các mạng nối trực tiếp
R1(config-router)#net 192.168.0.0
-Thông tin định tuyến RIP không được gửi ra cổng này
Router(config-router)#passive-interface tên_cổng
ví dụ: cổng s0/1/0
-Nếu muốn hủy một mạng nào đó ta dùng câu lệnh sau
Router(config-router)#no network địa_chỉ_ip
- Cấu hình đường default route:
Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [exit interface/ip address]
f.

Kiểm tra và giải quyết sự cố

- Xem quá trình gửi nhận thông tin định tuyến RIP bằng lệnh debug ip
rip.
Router(config)#debug ip rip
Tắt chế độ debug bằng lệnh undebug all
Router(config)#undebug all
-Xem bảng định tuyến trên R2 bằng lệnh show ip route.
Router(config)# show ip route
- Dùng lệnh clear ip route * để xoá toàn bộ route từ bảng định tuyến.
Router(config)# clear ip route *
-Kiểm tra lại cấu hình bằng lệnh Show run
Router(config)# Show run
B. RIP phiên bản 1
a Đặc điểm

RIPv1 là một giao thức định tuyến theo véctơ khoảng cách nên nó
quảng bá (theo địa chỉ 255.255.255.255) toàn bộ bảng định tuyến của nó cho
Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 11

các bộ định tuyến lân cận theo định kỳ. Chu kỳ cập nhật của RIP là 30 giây.
Thông số định tuyến của RIP là số lượng hop, giá trị tối đa là 15 hop nếu lớn
hơn thì gói dữ liệu đó sẽ bị hủy bỏ. Thời gian giữ chậm cho một tuyến là 180
giây, nếu lớn hơn thì tuyến này coi như là hết hạn.
RIPv1 là giáo thức định tuyến được sử dụng phổ biến vì mọi bộ định
tuyến IP đều có hỗ trợ giao thức này. RIPv1 được phổ biến vì tính đơn giản
và tính tương thích toàn cầu của nó. RIPv1 có thể chia tải ra tối đa là 6 đường
có chi phí bằng nhau (mặc định là 4 đường).
RIPv1 là giao thức định tuyến theo lớp địa chỉ. Khi RIP bộ định tuyến
nhận thông tin về một mạng nào đó từ một cổng, trong thông tin định tuyến
này không có thông tin về mặt nạ mạng con đi kèm. Do đó bộ định tuyến sẽ
lấy mặt nạ mạng con của cổng để áp dụng cho địa chỉ mạng mà nó nhận được
từ cổng này. Nếu mặt nạ mạng con này không phù hợp thì nó sẽ lấy mặt nạ
mạng con mặc định theo địa chỉ áp dụng cho địa chỉ mạng mà nó nhận được:
- Địa chỉ lớp A có mặt nạ mạng con mặc định là 255.0.0.0
- Địa chỉ lớp B có mặt nạ mạng con mặc định là 255.255.0.0
- Địa chỉ lớp C có mặt nạ mạng con mặc định là 255.255.255.0
Do RIPv1 là một giao thức định tuyến theo véctơ khoảng cách nên nó sử
dụng cơ chế đường cắt ngang để chống lặp vòng.
g. Cấu trúc bản tin

Các trường chức năng trong gói tin IP RIP:
• Command: Cho ta biết gói tin là gói tin yêu cầu (Request) hay gói tin
trả lời (Response). Gói tin Request sẽ đưa ra yêu cầu cho một bảng định tuyến

gửi tất cả hay 1 phần bảng định tuyến của nó. Gói tin Response được đưa ra
Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 12

khi 1 bộ định tuyến nhận được gói tin Request. Nhiều gói tin RIP có thể được
sử dụng để vận chuyển cho một bảng định tuyến lớn.
• Version number: Chỉ ra phiên bản RIP đang sử dụng. Trường này
dùng các kí hiệu khác nhau để chỉ ra các phiên bản khác nhau đang được sử
dụng trong mạng.
• Zero: Trường này thực tế không sử dụng, nó được thêm vào để cung
cấp tính tương thích về sau cho các chuẩn của RIP. Trường này có thể được
thiết lập mặc định giá trị 0.
• Address-family identifier (AFI): Chỉ ra kiểu địa chỉ được sử dụng để
cấu hình mạng. Do RIP được thiết kế để mang thông tin định tuyến cho nhiều
các giao thức khác nhau nên mỗi loại sẽ có 1 nhận dạng riêng cho ta biết kiểu
địa chỉ mà giao thức đang sử dụng. Giá trị AFI cho IP là 2.
• Address: Chỉ ra địa chỉ IP của các bộ định tuyến.
• Metric: Cho ta biết có bao nhiêu bước liên mạng (internetwork hop)
đã đi qua trong hành trình đến đích. Giá trị này sẽ nằm trong khoảng 1 đến 15
cho các đường đi còn hiệu lực và 16 cho các đường đi không thể thực hiện
được bởi RIP.
h. Thiết kế RIPv1

Một số điều cần nhớ trong thiết kế mạng với RIPv1 là nó không hỗ trợ VLSM
hoặc CIDR. Lược đồ địa chỉ IP với RIPv1 yêu cầu mặt nạ mạng con giống
nhau cho mỗi thực thể mạng IP, 1 mạng IP bằng phẳng. Giới hạn số hop trong

RIPv1 là 15. Vì vậy kích thước mạng không thể vuợt quá số giới hạn đó.
RIPv1 cũng quảng bá bảng định tuyến của nó 30 giây một lần. RIPv1 thường
có giới hạn khi truy nhập vào mạng nơi mà giao thức này có thể hoạt động
liên kết với các máy chủ được thực hiện định tuyến.
Như trong hình 9, khi sử dụng RIPv1, tất cả các địa chỉ trong mạng phải có
cùng mặt nạ mạng con.

Hình 9: Các địa chỉ phải có cùng mặt nạ mạng con.
Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 13
i.

Cấu hình RIPv1

-Câu lệnh sau dùng giao thức định tuyến RIP
Router(config)#router rip
-Tắt chức năng tự động tổng hợp
R1(config-router)#no auto-summary
-Câu lệnh sau đưa địa chỉ mạng muốn quảng bá bằng giao thức RIP
Router(config-router)#network địa_chỉ_ip
Ví dụ: Router(config-router)#network 192.168.1.0
-Thông tin định tuyến RIP không được gửi ra cổng này
Router(config-router)#passive-interface tên_cổng
ví dụ: cổng s0/1/0
-Nếu muốn hủy một mạng nào đó ta dùng câu lệnh sau
Router(config-router)#no network địa_chỉ_ip

- Cấu hình đường default route:
Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [exit interface/ip address].
j. Kiểm tra và giải quyết sự cố

- Xem quá trình gửi nhận thông tin định tuyến RIP bằng lệnh debug ip
rip.
Router(config)#debug ip rip
Tắt chế độ debug bằng lệnh undebug all
Router(config)#undebug all
-Xem bảng định tuyến trên R2 bằng lệnh show ip route.
Router(config)# show ip route
-Dùng lệnh clear ip route * để xoá toàn bộ route từ bảng định tuyến.
Router(config)# clear ip route *
-Kiểm tra lại cấu hình bằng lệnh Show run
Router(config)# Show run
C. So sánh
a Những điểm giống nhau:

• Là giao thức định tuyến theo véctơ khoảng cách.
• Sử dụng số hop làm thông số định tuyến.
• Chu kỳ cập nhật mặc định là 30 giây.
Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 14

• Sử dụng thời gian giữ chậm để chống lặp vòng, thời gian này mặc
định là 80 giây.

• Sử dụng cơ chế cắt ngang để chống lặp vòng.
• Nếu gói dữ liệu đến mạng đích có số lượng hop lớn hơn 15 thì gói
dữ liệu đó sẽ bị hủy bỏ.
• Cùng giữ những thông tin sau về mỗi đích :
- IP address: địa chỉ của máy đích hoặc mạng
- Gateway: Cổng vào ra đầu tiên mà đường dẫn tiến về đích
- Interface: Phần mạng vật lý mà sử dụng để đến cổng ra đầu tiên
của đường dẫn về đích
- Metric : Là số cho biết số hop đến đích.
- Timer: Là lượng thời gian kể từ khi bộ định tuyến cập nhật lần
cuối cùng.
k. Những điểm khác nhau:

Bảng so sánh những điểm khác nhau giữa RIPv1 và RIPv2:
RIP version 1 – RIPv1
Định tuyến theo lớp địa chỉ.
Không gửi thông tin về mặt nạ mạng
con trong thông tin định tuyến.

RIP version 2 – RIPv2
Định tuyến không theo lớp địa chỉ.
Có gửi thông tin về mặt nạ mạng
con trong thông tin định tuyến.
Có hỗ trợ VLSM. Do vậy các mạng
Không hỗ trợ VLSM. Do đó tất cả
trong hệ thống RIPv2 có thể có
các mạng trong hệ thống RIPv1 phải
chiều dài mặt nạ mạng con khác
có cùng mặt nạ mạng con.
nhau.

Không hỗ trợ CIDR
Có hỗ trợ CIDR.
Không có cơ chế xác minh thông tin Có cơ chế xác minh thông tin định
định tuyến.
tuyến.
Gửi thông tin định tuyến theo địa
Gửi quảng bá thông tin định tuyến
đa hướng 224.0.0.9 nên hiệu quả
theo địa chỉ : 255.255.255.255
hơn.
Cùng giữ những thông tin giống nhau về đích nhưng RIPv1 không giữ
được thông tin về mặt nạ mạng con còn RIPv2 giữ được thông tin về mặt
nạ mạng con.

Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 15

Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 16

Chương 3 OSPF

3.1

Giới thiệu về OSPF

Open Shortest Path First (OSPF) được phát triển bởi Internet
Engineering Task Force (IETF) như một sự thay thế những hạn chế cũng như
nhược điểm của RIP.
OSPF là một link state protocol, như tên gọi của mình nó sử dụng thuật
toán Dijkstra'’ Shortest Path First (SPF) để xây dựng routing table và open nói
nên tính phổ biến của nó. OSPF đã được John Moy đưa ra thông qua một số
RFC, gần đây nhất là RFC 2328.
Giống như các link state protocol, OSPF có ưu điểm là hội tụ nhanh, hỗ
trợ được mạng có kích thước lớn và không xảy ra routing loop. Bên cạnh đó
OSPF còn có những đặc trưng sau:
- Sử dụng area để giảm yêu cầu về CPU, memory của OSPF router
cũng như lưu lượng định tuyến và có thể xây dựng hierarchical
internetwork topologies.
- Là giao thức định tuyến dạng clasless nên hỗ trợ được VLSM và
discontigous network.
- OSPF sử dụng địa chỉ multicast 224.0.0.5 (all SPF router) 224.0.0.6
(DR và BDR router) để gửi các thông điệp Hello và Update.
- OSPF còn có khả năng hỗ trợ chứng thực dạng plain text và dạng
MD5.
- Sử dụng route tagging để theo dõi các external route.
- OSPF còn có khả năng hỗ trợ Type of Service.

3.2

Hoạt động của OSPF

Các OSPF-speaking router gửi các Hello packet ra tất cả các OSPFenable interface. Nếu 2 router sau khi trao đổi Hello packet và thoả thuận một
số thông số chúng sẽ trở thành neighbor.
Adjacency có thể được tạo qua virtual point-to-point link hay được tạo
qua một vài neighbor. OSPF định nghĩa ra một số loại network và một số loại
router. Sự thiết lập một adjacency được xác định bởi loại router trao đổi Hello
và loại network mà Hello trao đổi qua.
Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 17

Mỗi router gửi các link state advertisement (LSA) qua tất cả adjacency.
LSA mô tả tất cả các interface của router (link) và trạng thái của link. Các
link này có thể là stub network, tới OSPF router khác, tới network trong cùng
một area, tới external network. Do có rất nhiều loại link state information cho
nên OSPF định nghĩa ra đến 11 loại LSA.
Mỗi router nhận một LSA từ neighbor với link state database của
neighbor đó và gửi một copy của LSA tới tất cả neighbor khác của nó.
Bằng cách flooding các LSA toàn bộ một area, tất cả router sẽ xây dựng
chính xác link state database.
Khi database được hoàn tất, mỗi router sử dụng thuật toán SPF để xây
dựng nên SPF tree.
Mỗi router sẽ xây dựng nên routing table từ SPF tree.

Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016

Trang: 18
3.2.1

Neighbor và Adjacency

Trước khi bất kỳ LSA nào được gửi, OSPF router phải khám khám phá
neighbor của chúng và thiết lập adjacency. Các neighbor sẽ được ghi lại vào
trong neighbor table, cùng với link (interface) mà trên đó neighbor được định
vị và thông tin cần thiết để duy trì neighbor.
A Hello protocol.

Hello protocol có đặc trưng sau: Nó là cách thức mà neighbor được
khám phá và Nó quảng bá một vài thông số mà qua đó 2 router phải đồng ý
trước khi chúng trở thành neighbor
Hello packet hoạt động giông như keepalive giữa các neighbor.
Đảm bảo thông tin 2 chiều giữa các neighbor.
Bình bầu DR và DBR đối với môi trường multiaccess.
OSPF-speaking router đều đặn gửi Hello packet ra tất cả OSPFenable interface. Khoảng thời gian này gọi là HelloInterval, mặc định khoảng
thời gian này là 10 giây và ta có thể thay đổi nó. Nếu router không nhận được
Hello từ neighbor sau khi hết thời gian RouterDeadInterval (gấp 4 lần
HellInterval) nó sẽ công bố neighbor bị down.
D. Network types

OSPF định nghĩa 5 loại network:
Hello protocol có đặc trưng sau: Nó là cách thức mà neighbor được
khám phá và Nó quảng bá một vài thông số mà qua đó 2 router phải đồng ý
trước khi chúng trở thành neighbor.

Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 19
-

Broadcast network: như là Ethernet, Token Ring và FDDI.
Broadcast network là multi-access trong đó có khả năng kết nối nhiều hơn 2
thiết bị và chúng là broadcast có nghĩa là tất cả các thiết bị có thể nhận được
gói tin khi chỉ có một gói được truyền một lần. OSPF router trên broadcast
network sẽ bình bầu DR và BDR sẽ được đề cập trong phần sau.

-

NBMA network: như là X.25, Frame Relay và ATM. Chúng có khả
năng kết nối nhiều hơn 2 router nhưng không có khả năng broadcast. Có
nghĩa là một packet được gửi bởi một router sẽ không thể được nhận bởi tất
cả các router khác. Các OSPF router trên mạng NBMA có bình bầu DR và
BDR nhưng tất cả OSPF packet đều là unicast.

Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 20
-

Point-to-multipoint network: nó là một trường hợp đặc biệt trong

cấu hình của NBMA network. Router trên các mạng này không có quá trình
bình bầu DR và BDR và các OSPF packet được gửi dưới dạng multicast.

-

Virtual link: là trường hợp đặc biệt trong cấu hình. OSPF packet
được gửi dưới dạng unicast qua virtual link.
E. Bình bầu DR và BDR

-

-

-

Quá trình bình bầu DR và BDR được kích hoạt bởi interface state
machine, để quá trình bình bầu được thực hiện thì một số điều kiện sau phải
tồn tại:
Mỗi interface của router mà nối vào multi-access network có một
Router priority, là một số nguyên từ 0 đến 255. Đối với các Cisco router
thông số này có giá trị mặc định là 1. Router với priority là 0 sẽ bị loại khỏi
quá trình bình bầu DR và BDR.
Hello packet phải có trường để cho router gửi xác định Router
priority và IP address của interface của router để bình bầu DR và BDR.
Khi một interface lần đầu trở thành active trên multi-access
network, nó thiết lập trường DR và BDR có giá trị là 0.0.0.0. Và nó cũng thiết
lập wait timer cùng với giá trị Router DeadInterval.
Tồn tại interface trên multi-access network ghi lại address của DR
và BDR trong interface data structure.
Quá trình bình đầu DR và BDR diễn ra theo các trình tự sau:

Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 21
-

-

-

-

-

Sau khi 2-Way state được thiết lập với một hay nhiều neighbor,
trường Priority, DR và BDR sẽ được xem xét trong Hello của neighbor. Danh
sách tất cả router đủ tư cách tham gia bình bầu được thiết lập. (router có
priority lớn hơn 0 và neighbor của nó ở trạng thái 2-Way state); tất cả router
công bố chúng là DR (interface addresss của chúng được lưu trong trường DR
của Hello packet); và tất cả các router công bố chúng là BDR (interface
address của chúng được lưu trong trường BDR của Hello packet).
Từ danh sách những router đủ tư cách, nó sẽ tạo một subset những
router không đòi hỏi là DR.
Nếu một hoặc nhiều hơn neighbor trong subset này chứa interface
address của nó trong trường BDR, neighbor với highest priority sẽ công bố là
BDR. Nếu priority bằng nhau thì neighbor với highest router ID sẽ được
chọn.
Nếu có một hoặc nhiều hơn eligible router có interface address của

nó trong trường DR thì neighbor với highest priority sẽ công bố là DR. Nếu
priority bằng nhau thì neighbor với highest Router ID sẽ được chọn là DR.
Nếu không có router công bố là DR thì BDR sẽ trở thành DR.
Nếu router thực hiện hiện tính toán là DR hay BDR mới được bầu
chọn hay chưa bình bầu được DR, BDR thì thực hiện repeat từ bước 2 đến
bước 6. Chú ý: khi một OSPF router trở thành active và khám phá neighbor
của nó, nó sẽ kiểm tra hiệu lực của DR và BDR.
Nếu DR và BDR tồn tại thì router sẽ chấp nhận nó.
Nếu BDR không tồn tại, quá trình bình bầu BDR sẽ diễn ra và
router với highest priority sẽ trở thành BDR. Nếu priority bằng nhau thì router
có highest router ID sẽ trở thành BDR.
Nếu không có active DR thì BDR tăng cấp làm DR và quá trình bình bầu
BDR mới bắt đầu.
F. Neighbor States.

Down: Không có Hello packet được nhận từ neighbor.
Init: Một Hello packet được nhận từ neighbor nhưng local router
không nhìn thấy nó trong Hello packet. Bi-directional communication chưa
được thiết lập.
Attempt: Neighbor phải cấu hình bằng tay cho trạng thái này. Nó chỉ
áp dụng chỉ cho NBMA network connection và cho biết rằng không có thông
gần đây được nhận từ neighbor.
-

Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 22

-

-

2-Way: Hello packet được nhận từ neighbor và chứa đựng Router
ID trong trường Neighbor. Bi-directional communication được thiết lập.
ExStart: Quan hệ Masterr/Slave được thiết lập bằng cách trao đổi
Database Description (DD) packet. Router với highest Router ID sẽ trở thành
Master.
Exchange: thông tin định tuyến được trao đổi thông qua DD và LSR
packet.
Loading: Link-State Request packet được gửi tới neighbor để yêu
cầu cho bất kỳ LSA mới được tìm thấy trong state Exchange.
Full: tất cả LSA được đồng bộ giữa các adjacency.

G. Xây dụng một Adjacency

Neighbor trên point-to-point, point-to-multipoint, và virtual link
network luôn luôn trở thành adjacency trừ phải những thông số trong Hello
packet không sao khớp. Trên Broadcast và NBMA network, thì DR và BDR
sẽ trở thành adjacency với tất cả neighbor nhưng không có adjacency giữa cac
Drother.
Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 23

Quá trình xây dựng Adjacency sử dụng 3 loại OSPF packet:

Database Description packet (type 2), Link State Request packet (type 3).
Database Description packet có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá
trình xây dựng adjacency. Như tên gọi của mình, nó mang thông tin mô tả
tóm tắt của mỗi LSA trong Link state database của router gửi. Những thông
tin mô tả này không phải là các LSA trọn vẹn mà chỉ đơn thuần là header của
chúng-trong DD packet có 3 flag để điều khiển quá trình xây dựng adjacency.
Bit I (Initial), nó được thiết lập để cho biết DD packet đầu tiên được
gửi.
Bit M (More), nó được thiết lập để cho biết rằng đó không phi là
DD packet cuối cùng được gửi.
Bit MS (Master/Slave), nó được thiết lập để cho biết DD packet
được gửi bởi Master router.
3.2.2 LSA Flooding

Để mỗi node đưa các route một cách thích hợp chính xác qua mang, liên
mạng thì mỗi node phải có một topology database của toàn mạng.
Database này bao gồm tất cả các LSA mà router nhận được. Bất cứ một
sự thay đổi mạng nào đều được thể hiện trong các LSA. Flooding là quá trình
khi một sự thay đổi suy ra thì các LSA mới được gửi qua mạng để đảm bào
rằng database của mỗi node được update và giống y hệt các database của node
còn lại khác.
Quá trình flooding được tạo bởi 2 loại gói sau: Link State Update packets
(type 4), Link State Acknowledgment packets (type 5).
Trên point-to-point network, Link State Update packet được gửi bằng địa
chỉ multicast là 224.0.0.5.
Trên point-to-multipoint network và virtual link network, Link State
Update packet được gửi dưới dạng unicast tới interface address của adjiaceny
của nó.
Trên broadcast network, Drother chỉ là adjacency với DR và BDR. Do
đó update packet được tới DR và BDR với địa chỉ là 224.0.0.6. Sau đó chỉ có

DR router gửi update dưới dạng multicast với địa chỉ 224.0.0.5 tới tất cả các
Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 24

DRother router. Tiếp đó các DR, BDR router, DRother router flood LSA ra
tất cả các interface còn lại.
Trên mạng NBMA network (full), quá trình trên cũng tương tự như vậy
trừ điểm sau là các LSA được gửi dưới dạng unicast.
Mỗi một LSA riêng lẻ được truyền đều phải được báo nhận. Điều này
được thực hiện bằng một trong các cách sau:
- Implicit acknowledgment: neighbor thực hiện báo nhận cho một LSA
bằng cách gửi lại một Link State Acknowledgement về nơi gửi.
- Implicit acknowledgement: neighbor thực hiện báo nhận cho một lSA
bằng cách gửi một copy của LSA về cho nơi gửi.
3.2.3 Tính toán SPF tree.

Shortest Path First (SPF) là những tuyến đường qua mạng tới bất kỳ
destination nào. Có 2 loại destination được thừa nhận trong OSPF:
- Network Router: là các area border router (ABR) và autonomous
system boundary router (ASBR). Chỉ một lần sau khi tất cả các OSPF
router đồng bộ được link state database, mỗi router sẽ tính toán SPF
tree cho mỗi destination mà nó biết. Sự tính toán này được thực hiện
bởi thuật toán Dijkstra.

Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016


Trang: 25
- Metric của OSPF: OSPF đề cập đến metric là cost. Cost của toàn

tuyến là tổng của cost của các outgoing interface dọc theo tuyến
đường đó. Cách tính cost được IETF đưa ra trong RFC 2328. Cisco đã
thực thi cách tính cost của riêng mình như sau: 108/bandwidth với giá
trị bandwidth được cấu hình cho mỗi interface.

3.3

OSPF với Multi – Area

Như ta đã biết khi kích thước mạng càng lớn thì số lượng các LSA càng
lớn, kich thước database sẽ rất lớn…Chính những điều đó sẽ làm tăng yêu cầu
về CPU cũng như memory của OSPF router. Để giải quyết vấn đề trên OSPF
đã đưa ra kỹ thuật Multi-Area.
3.3.1 Ưu điểm của Multi – area

Mỗi router phải chia sẻ một link state database giống hệt nhau chỉ với
router trong cùng area với chính nó chứ không phải là toàn mạng. Do đó giảm
được kích thước của database dẫn tới giảm yêu cầu tới phần cứng của router
như: memory.
Giảm kích thước link state database có nghĩa là giảm số lượng LSA phải
xử và do đó giảm tác động trên CPU.
Bởi vì link state database chỉ phải duy trì database trong một area cho
nên hầu hết flooding chỉ giới hạn trong một area.
3.3.2 Một số loại Area trong OSPF

A Stub Area.

Một stub area là một area mà các External LSA không được flood vào
trong area đó. Trong stub area sẽ không có LSA loại 4 và 5 hay những LSA
đó bị block. ABR tại cạnh của stub area sẽ sử dụng Network Summary để
quảng bá một default route (destination là 0.0.0.0) vào trong area. Bất cứ
destination của Internal Router không thể match tới một intra hay inter area,
route đó sẽ được match với default route. Bởi vì default route được mang bởi
LSA loại 3, nó sẽ không được quảng bá ra ngoài area.
Sự thực thi của router trong stub area được cải thiện, memory được
bảo tồn và giảm kích thước database của chúng. Tất nhiên sự cải thiện này
càng rõ ràng trong internetwork với rất nhiều LSA loại 5.
Báo cáo bài tập lớn nhóm 12

29/11/2016