Tìm hiểu các giao thức định tuyến trên nền công nghệ cisco

Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN MẠNG MÁY TÍNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH
TUYẾN TRÊN NỀN CÔNG NGHỆ CISCO
GVHD: THS. LÝ ANH TUẤN
SVTH: TRẦN ĐỨC MINH
MSSV: 00ĐTH079
LỚP: 00ĐTH4
TP. HỒ CHÍ MINH
1. 2005
1
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN MẠNG MÁY TÍNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH
TUYẾN TRÊN NỀN CÔNG NGHỆ CISCO
GVHD: THS. LÝ ANH TUẤN
SVTH: TRẦN ĐỨC MINH
MSSV: 00ĐTH079
LỚP: 00ĐTH4
TP. HỒ CHÍ MINH
1. 2005

2
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại công nghệ thông tin hiện nay, thông tin đóng vai trò rất quan
trọng trên tất cả mọi lónh vực của đời sống xã hội. Những hệ thống mạng
máy tính trong nội bộ của một quốc gia hoặc giữa các quốc gia với nhau sẽ
giúp thông tin được truyền đi một cách nhanh chóng. Chính vì vậy các nhà
cung cấp thiết bò đã đưa ra nhiều loại thiết bò cùng với những cách thức kết
nối khác nhau để kết nối một hệ thống mạng và giữa các hệ thống mạng với
nhau. Vấn đề của người thiết kế và quản trò là phải chọn thiết bò và cách
thức kết nối để đạt được hiệu quả tốt nhất. Cisco là một trong những nhà
cung cấp thiết bò hàng đầu trên thế giới trong lónh vực này.
Ở nước ta hiện nay, nhu cầu thiết kế và kết nối các mạng với nhau là rất
lớn. Vì vậy ta cần phải nắm rõ về các thiết bò và cách thức kết nối của từng
thiết bò để có thể ứng dụng và triển khai một cách rộng rãi.
Trong phạm vi của đề tài tốt nghiệp, em sẽ trình bày một số giao thức đònh
tuyến trên router để kết nối các mạng WAN trên nền công nghệ Cisco.
Nếu vượt qua đïc giới hạn về thời gian và hạn chế về thiết bò, em hi vọng
có thể hoàn thiện đề tài này.
SV thực hiện: Trần Đức Minh.
3
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô, các anh chò trong Khoa Công
nghệ Thông Tin Trường Đại học Dân Lập Kỹ Thuật Công Nghệ đã trang bò
cho em những kiến thức vững chắc và giúp đỡ em trong hơn bốn năm học
tập nghiên cứu tại khoa.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Lý Anh Tuấn đã đònh hướng, chỉ dẫn và
giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Đức Quang đã hỗ trợ về kỹ thuật và

thiết bò trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Em sẽ cố gắng hơn nữa để không phụ lòng mong mỏi của thầy cô và các
anh chò đã dành cho em.
4
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
Nhận xét và đánh giá của giáo viên hướng dẫn

5
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn

Tp HCM, ngày tháng năm
Ký tên
Nhận xét và đánh giá của giáo viên phản biện








6
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn

7
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn

Tp HCM, ngày tháng năm
Ký tên
MỤC LỤC
A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12
LÝ THUYẾT VÀ THUẬT TOÁN 12
ĐỊNH TUYẾN (ROUTING) 12
I.1 Khái niệm cơ bản 13
I.1.1 Khái niệm cơ bản về routing 13
I.1.1.1 Đònh nghóa routing 13
I.1.1.2 Bảng đònh tuyến 13
I.1.1.3 Nguyên tắc đònh tuyến 14
I.1.2 Router – chức năng và nguyên tắc hoạt động 15
I.1.2.1 Xác đònh đường đi 15
I.1.2.2 Sự chuyển mạch 16
I.1.2.3 Nguyên tắc hoạt động của router 17
I.1.3 Address Resolution Protocol (ARP) và nguyên tắc hoạt động
19
I.1.4 IP routing – Đònh tuyến trong môi trường IP 22
I.1.4.1 Khái niệm về IP routing 22
I.1.4.2 Hệ thống nội bộ – Autonomous System (AS) 22
I.1.4.3 Internet Control Message Protocol - ICMP 23

I.2 Thuật toán routing 24
I.2.1 Mục đích và yêu cầu 24
I.2.1.1 Tính tối ưu 25
8
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
I.2.1.2 Tính đơn giản và chi phí thấp 25
I.2.1.3 Tính ổn đònh, nhanh chóng, chính xác 25
I.2.1.4 Tính hội tụ nhanh 25
I.2.1.5 Tính linh hoạt 26
I.2.2 Các kiểu thuật toán routing 26
I.2.2.1 Static hay dynamic 27
I.2.2.2 Single path hay Multipath 27
I.2.2.3 Flat hay Hierarchical 28
I.2.2.4 Link State or Distance Vector 29
I.2.2.5 Host-Intelligent hay Router-Intelligent 31
I.2.2.6 Intradomain hay Interdomain 31
I.3 Các số đo cơ bản trong thuật toán routing (Routing metric)32
I.3.1 Chiều dài đường đi 32
I.3.2 Độ tin cậy 32
I.3.3 Thời gian chờ 32
I.3.4 Băng thông 33
I.3.5 Tải 33
CÁCPHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN 34
CỦA CISCO (ROUTING METHOD) 34
I.4 Static routing 35
I.4.1 Lợi ích của static routing 35
I.4.2 Hạn chế của static routing 35
I.4.3 Ứng dụng của static routing 35
I.4.4 Cấu hình static routing 36
I.5 Default routing 37

I.6 Dynamic routing 38
I.6.1 Lợi ích của dynamic routing 38
I.6.2 Hạn chế của dynamic routing 38
I.6.3 Ứng dụng 38
I.6.4 Cấu hình dynamic routing 39
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN 39
(ROUTING PROTOCOL) 39
I.7 Khái niệm cơ bản 40
I.7.1 Routing protocol và routed protocol 40
I.7.2 Administrative Distance(AD) 41
I.7.3 Các thuật toán được sử dụng trong các routing protocol 41
I.7.3.1 Distance vector 42
I.7.3.2 Link state 42
I.7.4 Kỹ thuật tránh lặp trong quá trình đònh tuyến 42
I.7.4.1 Maximum Hop Count 46
9
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
I.7.4.2 Split Horizon 47
I.7.4.3 Route Poisoning 47
I.7.4.4 Holddown 47
I.7.5 Route summarization 48
I.7.6 VLSM (Variable Length Subnet Mask) 50
I.7.7 Các dạng giao thức đònh tuyến 50
I.7.7.1 Giao thức đònh tuyến dạng classful 50
I.7.7.2 Giao thức đònh tuyến dạng classless 50
I.7.7.3 Giao thức đònh tuyến dạng Interior 51
I.7.7.4 Giao thức đònh tuyến dạng Exterior 51
I.8 Mô hình kết nối các mạng WAN với nhau 51
I.8.1 RIP (Routing Information Protocol) 53
I.8.1.1 Cập nhật đònh tuyến RIP 54

I.8.1.2 Metric của đònh tuyến RIP 55
I.8.1.3 Tính ổn đònh 55
I.8.1.4 RIP không hỗ trợ mạng không liên tục 55
I.8.1.5 RIP không hỗ trợ VLSM 55
I.8.1.6 RIP và đường đi mặc đònh (default route) 56
I.8.1.7 RIP Timer 56
I.8.1.8 Đònh dạng packet RIP 56
I.8.1.9 RIP version 2 57
I.8.1.2 Các câu lệnh cơ bản khi cấu hình RIP 58
I.8.2 IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) 59
I.8.2.1 Cập nhật đònh tuyến IGRP 61
I.8.2.2 Metric của đònh tuyến IGRP 61
I.8.2.3 Tính ổn đònh 62
I.8.2.4 IGRP không hỗ trợ mạng không liên tục và VLSM 62
I.8.2.5 IGRP và default route 62
I.8.2.6 Hoạt động cân bằng tải 62
I.8.2.7 IGRP Timer 63
I.8.2.8 Các câu lệnh cơ bản khi cấu hình IGRP 63
I.8.3 EIGRP 64
I.8.3.1 Metric 64
I.8.3.2 EIGRP và quan hệ láng giềng 64
I.8.3.3 Thuật toán phân tán cập nhật (Diffusing Update Algorithm –
DUAL) 67
I.8.3.4 Các loại packet EIGRP 68
I.8.3.5 EIGRP hỗ trợ mạng không liên tục và VLSM 69
I.8.3.6 EIGRP Summarization 69
I.8.3.7 EIGRP Query Process 70
I.8.3.8 EIGRP và hoạt động cân bằng tải 70
I.8.3.9 EIGRP và default route 70
I.8.3.10 EIGRP Timer 71

10
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
I.8.3.11 EIGRP trong môi trường mạng NBMA (Nonbroadcast Multiple
Access) 71
I.8.3.12 Các câu lệnh cơ bản khi cấu hình EIGRP 71
I.8.4 OSPF 72
I.8.4.1 Các loại packet OSPF 73
I.8.4.2 OSPF Area 74
I.8.4.3 Các kiểu môi trường truyền dẫn OSPF 77
I.8.4.4 Thiết lập quan hệ giữa các router (Adj acency) 79
I.8.4.5 Chứng thực láng giềng OSPF (Neighbor authentication) 81
I.8.4.6 Các tham số của interface OSPF 81
I.8.4.7 Inter-area và external route summary 82
I.8.4.8 Đònh dạng packet 82
I.8.4.9 Các câu lệnh cơ bản khi cấu hình OSPF 83
I.9 So sánh các giao thức đònh tuyến 84
I.10 Redistribution giữa các routing protocol 85
B. CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG 86
Phần 1 88
RIP (ROUTING INFORMATION PROTOCOL) 88
Phần 2. 94
OSPF (OPEN SHORTEST PATH FIRST) 94
HƯỚNG MỞ RỘNG 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO 103
11
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CHƯƠNG I
LÝ THUYẾT VÀ THUẬT TOÁN
ĐỊNH TUYẾN (ROUTING)

12
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
I.1 Khái niệm cơ bản
I.1.1 Khái niệm cơ bản về routing
I.1.1.1 Đònh nghóa routing
Đònh tuyến (Routing) là tiến trình hướng các gói (packet) từ mạng này đến
mạng khác thông qua router. Routing hoạt động ở lớp thứ ba của mô hình
OSI (lớp network) và là một chức năng quan trọng của router trong lớp
network. Router là thiết bò mạng hoạt động ở lớp network và sử dụng chức
năng routing để truyền thông với router của những mạng khác. Đòa chỉ vật
lý được router sử dụng để xác đònh các hệ thống mạng cũng như từng thiết
bò trong hệ thống mạng này.
Hình 1.1 Mô hình OSI
Routing thường được so sánh với switching (chuyển gói) vì hai chức năng
này đều cùng hoạt động trên router. Điểm khác biệt cơ bản là routing có
chức năng tìm đường còn switching thì có chức năng gửi gói tin (packet) đi
ra khỏi interface của router để đến đích. Nguyên tắc hoạt động của
switching sẽ được trình bày ở phần dưới đây.
I.1.1.2 Bảng đònh tuyến
Là bảng chứa các thông tin về mạng mà router đang kết nối và mạng đích.
Router sẽ tìm trong bảng đònh tuyến để quyết đònh đường đi của packet.
13
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
Ví dụ về bảng đònh tuyến:
Mạng đích Subnet mask Gateway Flags Interface
10.1.2.0 255.255.255.0 10.1.2.1 U eth0
10.1.1.0 255.255.255.0 10.1.1.1 U To0
10.8.4.0 255.255.255.0 10.8.4.1 U S0
Hình 1.2. Ví dụ về bảng đònh tuyến.
I.1.1.3 Nguyên tắc đònh tuyến

Sau khi router nhận một gói tin , để đònh tuyến ta cần phải giải quyết các
vấn đề sau:
• Giao thức đònh tuyến cho gói tin thuộc về giao thức đó có được cài
đặt trên router và đang hoạt động hay không? Và giao thức đònh
tuyến này có thể hoạt động trong môitrường nào? (IP, IPX,
AppleTalk…). Nếu giao thức đònh tuyến đã được cài đặt thì đường đi
nào đến một hệ thống mạng ở xa tồn tại trong bảng đònh tuyến hay
không?
• Nếu đòa chỉ mạng đích không có trong bảng đònh tuyến, có tuyến
đường mặc đònh nào được cấu hình trên router hay không? Nếu có thì
đòa chỉ đích có đến được không?
• Nếu đòa chỉ mạng đích nằm trong bảng đònh tuyến thì interface nào
trên router mà packet sẽ được truyền đi?
• Nếu có nhiều đường đi để đến mạng đích , router sẽ chọn đường nào?
Khi không có đường đi nào để đến mạng đích, router sẽ huỷ bỏ packet và
gửi một thông điệp ICMP (Internet Control Message Protocol) đến mạng
nguồn.
Mỗi lần packet được hướng vào hoặc hướng đến interface được chọn, router
phải gói gọn packet vào trong một vò trí nào đó. Kỹ thuật này được gọi là
14
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
truyền theo khung (framing) và nó được yêu cầu để hướng packet đến hop
kế tiếp của thiết bò vật lý. Mỗi lần packet được truyền theo khung, nó sẽ
truyền theo hướng từ hop đến hop (hop được hiểu là liên kết giữa 2 router)
cho đến khi nó đến được thiết bò đích cuối cùng. Bảng đònh tuyến được sử
dụng để chuyển packet đến chính xác hệ thống mạng cần đến.
I.1.2 Router – chức năng và nguyên tắc hoạt động
Router là thiết bò mạng truyền thông trực tiếp giữa các host. Router hoạt
động ở tầng thứ ba (Network Layer) của mô hình OSI. Router xây dựng
những bảng đònh tuyến chứa những thông tin được chọn lọc về những đường

đi tối ưu để tới nơi cần đến và làm cách nào để đi tới đó.
Router được chế tạo với hai mục đích chính:
• Phân cách các mạng máy tính thành các segment riêng biệt để giảm
hiện tượng đụng độ và thực hiện chức năng bảo mật.
• Kết nối các mạng máy tính hay kết nối người sử dụng với mạng máy
tính ở các khoảng cách xa với nhau thông qua các đường truyền
thông: điện thoại, ISDN, T1, X.25…
Router có các chức năng:
• Xác đònh đường đi (Path determination).
• Sự chuyển hướng (Switching).
I.1.2.1 Xác đònh đường đi
15
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
Hình 1.3. Sự kết hợp với hop kế tiếp (hay hop đích) xác đònh đường truyền
tối ưu
Như đã được đề cập ở phần trên, router có nhiệm vụ chuyển dữ liệu theo
một đường liên kết tối ưu. Đối với một hệ thống gồm nhiều router kết nối
với nhau, trong đó các router có nhiều hơn hai đường liên kết với nhau, vấn
đề xác đònh đường truyền dữ liệu (path determination) tối ưu đóng vai trò
rất quan trọng. Router phải có khả năng lựa chọn đường liên kết tối ưu nhất
trong tất cả các đường có thể, mà dữ liệu có thể truyền đến đích nhanh nhất.
Việc xác đònh đường dựa trên các thuật toán routing, các giao thức đònh
tuyến, từ đó rút ra được một số đo gọi là metric để so sánh giữa các đường
với nhau. Sau khi thực hiện việc kiểm tra trạng thái của các đường liên kết
bằng các thuật toán dựa trên giao thức đònh tuyến, router sẽ rút ra được các
metric tương ứng cho mỗi đường, cập nhật vào routing table. Router sẽ chọn
đường nào có metric nhỏ nhất để truyền dữ liệu.
I.1.2.2 Sự chuyển mạch
Quá trình chuyển dữ liệu (switching) là quá trình cơ bản của router, được
dựa trên ARP protocol. Khi một máy muốn gửi packet qua router cho một

máy thuộc mạng khác, nó gửi packet đó đến router theo đòa chỉ MAC của
router, kèm theo đòa chỉ protocol (network address) của máy nhận. Router
sẽ xem xét network address của máy nhận để biết xem nó thuộc mạng nào.
Nếu router không biết được phải chuyển packet đi đâu, nó sẽ loại bỏ packet.
Nếu router nhận thấy có thể chuyển packet đến đích, nó sẽ bổ sung đòa chỉ
MAC của máy nhận vào packet và gởi packet đi.
Việc chuyển dữ liệu có thể phải đi qua nhiều router, khi đó mỗi router phải
biết được thông tin về tất cả các mạng mà nó có thể truyền dữ liệu tới. Vì
vậy, các thông tin của mỗi router về các mạng nối trực tiếp với nó sẽ phải
được gửi đến cho tất cả các router trong cùng một hệ thống.
Trong quá trình truyền đòa chỉ MAC của packet luôn thay đổi nhưng đòa chỉ
network sẽ không thay đổi.
16
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
Hình 1.4. Quá trình truyền dữ liệu qua hệ thốnggồm nhiều router.
I.1.2.3 Nguyên tắc hoạt động của router
Để đònh tuyến, một router cần phải:
• Biết được đòa chỉ đích.
• Xác đònh cách tìm đường mà nó có thể học.
• Tìm ra đường đi có thể thực hiện.
• Chọn con đường tối ưu.
• Duy trì và kiểm tra lại thông tin đònh tuyến.
Sau đó router sẽ chuyển packet theo các bước sau:
• Đọc packet.
• Gỡ bỏ dạng format quy đònh bởi protocol của nơi gửi.
• Thay thế phần gỡ bỏ đó bằng dạng format của protocol của đích đến.
• Cập nhật thông tin về việc chuyển dữ liệu: đòa chỉ, trạng thái của nơi
gửi, nơi nhận.
• Gứi packet đến nơi nhận qua đường truyền tối ưu nhất.
Sau đây là nguyên tắc hoạt động của router:

17
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
• Router chạy chương trình được nạp vào như giao thức đònh tuyến để
truyền và nhận thông tin đã được đònh hướng đi và từ những router
khác trong mạng.
• Các router sử dụng thông tin này để quảng cáo bảng đònh tuyến để có
thể liên kết với nhau.
• Router sẽ tìm trong bảng đònh tuyến từ những giao thức đònh tuyến
khác (nếu có hơn một giao thức đònh tuyến đang hoạt động) và chọn
ra đường đi tối ưu đến mỗi đích đến.
• Router kết hợp với thiết bò đích của hop kế tiếp gắn liền với đòa chỉ
lớp liên kết dữ liệu (data link) và giao diện cục bộ được sử dụng khi
hướng packet đến đích. Lưu ý rằng thiết bò của hop kế tiếp có thể là
một router khác, hoặc có thể là máy chủ đích.
• Thiết bò của hop kế tiếp đònh hướng thông tin (trên giao diện nơi đến
của đòa chỉ lớp liên kết dữ liệu) và đưa vào bảng đònh hướng router.
• Khi router nhận được một packet, router sẽ kiểm tra thông tin của
phần header của packet để xác đònh đòa chỉ đích.
• Router tìm trong bảng đònh hướng chứa giao diện nơi đến và đòa chỉ
hop kế tiếp để tìm đích đến.
• Router sẽ tìm bất kỳ chức năng thêm vào được yêu cầu (như là sự
giảm bớt TTL IP hay là thao tác thiết lập TOS IP) và hướng packet
đến thiết bò thích hợp.
• Điều này tiếp tục cho đến khi máy chủ đích được tìm thấy. Phương
thức này giống như mô hình đònh tuyến hop-by-hop mà thường được
sử dụng trong mạng chuyển hướng packet.
18
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
Hình 1.5. Router phải học đường đến đích khi mà nó chưa kết nối đến.
I.1.3 Address Resolution Protocol (ARP) và nguyên tắc hoạt động

Như ta đã biết tại tầng network của mô hình OSI, chúng ta thường sử dụng
các loại đòa chỉ mang tính chất quy ước như IP, IPX… Các đòa chỉ này là các
đòa chỉ có hướng, nghóa là chúng được phân thành hai phần riêng biệt là
phần đòa chỉ network và phần đòa chỉ host. Cách đánh số đòa chỉ như vậy
nhằm giúp cho việc tìm ra các đường kết nối từ hệ thống mạng này sang hệ
thống mạng khác được dễ dàng hơn. Các đòa chỉ này có thể được thay đổi
theo tùy ý người sử dụng. Trên thực tế, các card mạng chỉ có thể kết nối với
nhau theo đòa chỉ MAC, đòa chỉ cố đònh và duy nhất của phần cứng. Do vậy
ta phải có một phương pháp để chuyển đổi các dạng đòa chỉ này qua lại với
nhau. Từ đó ta có giao thức phân giải đòa chỉ: Address Resolution Protocol
(ARP).
19
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
ARP là một protocol dựa trên nguyên tắc: Khi một thiết bò mạng muốn biết
đòa chỉ MAC của một thiết bò mạng nào đó mà nó đã biết đòa chỉ ở tầng
network (IP, IPX…) nó sẽ gửi một ARP request bao gồm đòa chỉ MAC
address của nó và đòa chỉ IP của thiết bò mà nó cần biết MAC address trên
toàn bộ một miền broadcast. Mỗi một thiết bò nhận được request này sẽ so
sánh đòa chỉ IP trong request với đòa chỉ tầng network của mình. Nếu trùng
đòa chỉ thì thiết bò đó phải gửi ngược lại cho thiết bò gửi ARP request một
packet (trong đó có chứa đòa chỉ MAC của mình).
Trong một hệ thống mạng đơn giản như hình 1.6, ví dụ như máy A muốn gửi
packet đến máy B và nó chỉ biết được đòa chỉ IP của máy B. Khi đó máy A
sẽ phải gửi một ARP broadcast cho toàn mạng để hỏi xem “đòa chỉ MAC
của máy có đòa chỉ IP này là gì” Khi máy B nhận được broadcast này, nó sẽ
so sánh đòa chỉ IP trong packet này với đòa chỉ IP của mình. Nhận thấy đòa
chỉ đó là đòa chỉ của mình, máy B sẽ gửi lại một packet cho máy B trong đó
có chứa đòa chỉ MAC của B. Sau đó máy A mới bắt đầu truyền packet cho
B.
Hình 1.6 Ví dụ truyền nhận packet giữa các host.

Trong một môi trường phức tạp hơn (hình 1.7): hai hệ thống mạng gắn với
nhau thông qua một router C. Máy A thuộc mạng A muốn gửi packet đến
máy B thuộc mạngB. Do các broadcast không thể truyền qua router nên khi
đó máy A sẽ xem router C như một cầu nối để truyền dữ liệu. Trước đó,
máy A sẽ biết được đòa chỉ IP của router C (port X) và biết được rằng để
truyền packet tới B phải đi qua C. Tất cả các thông tin như vậy sẽ được chứa
trong một bảng gọi là bảng routing (routing table). Bảng đònh tuyến theo cơ
chế này được lưu giữ trong mỗi máy. Bảng đònh tuyến chứa thông tin về các
gateway để truy cập vào một hệ thống mạng nào đó. Ví dụ trong trường hợp
trên trong bảng sẽ chỉ ra rằng để đi tới LAN B phải qua port X của router C.
Bảng đònh tuyến sẽ có chứa đòa chỉ IP của port X. Quá trình truyền dữ liệu
theo từng bước sau:
20
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
Máy A gửi một ARP request (broadcast) để tìm đòa chỉ MAC của port X.
Router C trả lời, cung cấp cho máy A đòa chỉ MAC của port X. Máy A
truyền packet đến port X của router. Router nhận được packet từ máy A và
chuyển packet ra port Y của router, trong packet có chứa đòa chỉ IP của máy
B. Router sẽ gửi ARP request để tìm đòa chỉ MAC của máy B. Máy B sẽ trả
lời cho router biết đòa chỉ MAC của mình. Sau khi nhận được đòa chỉ MAC
của máy B, router C gửi packet của máy A đến máy B.
Hình 1.7. Ví dụ về truyền nhận packet giữa các host thông qua router .
Trên thực tế ngoài dạng bảng đònh tuyến này người ta còn dùng phương
pháp proxy ARP, trong đó có một thiết bò đảm nhận nhiệm vụ phân giải đòa
chỉ cho tất cả các thiết bò khác. Quá trình này được trình bày trong hình 1.8.
Hình 1.8. Phân giải đòa chỉ dùng proxy ARP.
21
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
Theo đó các máy trạm không cần giữ bảng routing table nữa router C sẽ có
nhiệm vụ thực hiện, trả lời tất cả các ARP request của tất cả các máy trong

các mạng kết nối với nó. Router sẽ có một bảng đònh tuyến riêng biệt chứa
tất cả các thông tin cần thiết để chuyển dữ liệu.
I.1.4 IP routing – Đònh tuyến trong môi trường IP
I.1.4.1 Khái niệm về IP routing
Internet là mạng toàn cầu bao gồm nhiều nhóm mạng liên kết với nhau,
cho phép truyền thông giữa hầu hết các công ty, các tổ chức nghiên cứu, các
trường đại học và rất nhiều tổ chức khác trên thế giới. Router có thể được
sử dụng để kết nối các mạng riêng với nhau dưới sự quản lý của nhà quản
trò. Router được sử dụng trong trao đổi thông tin trong mạng riêng được gọi
là router trong, sử dụng những giao thức cổng trong Interior Gateway
Protocol (IGP). Router được sử dụng để truyền thông tin giữa các hệ thống
nội bộ (Autonomous Sytem) được gọi là router ngoài, và sử dụng giao thức
cổng ngoài Exterior Gateway Protocol (EGP) hay là giao thức cổng biên
Border Gateway Protocol (BGP).
Đònh tuyến trong môi trường IP có thể là đònh tuyến động hoặc đònh tuyến
tónh. Đònh tuyến động (dynamic routing) sử dụng các giao thức đònh tuyến
được tích hợp trong router để tính toán đường đi. Do vậy đònh tuyến động
thích ứng với những thay đổi trong mạng và tự động chọn đường đi tối ưu.
Ngược lại đònh tuyến tónh được thiết lập trên router bởi nhà quản trò mạng.
Đònh tuyến tónh không thay đổi cho đến khi nhà quản trò mạng thay đổi
chúng.
I.1.4.2 Hệ thống nội bộ – Autonomous System (AS)
Hệ thống nội bộ là một nhóm mạng riêng, có thể là một công ty, có thể là
một nhóm trong công ty, và cũng có thể là một nhóm các công ty với nhau.
Giao thức dạng IGP chỉ đến một giao thức đònh tuyến để xử lý đònh tuyến
trong một mạng nội bộ. Giao thức dạng IGP bao gồm RIP, IGRP, EIGRP,
OSPF.
Giao thức dạng EGP xử lý đònh tuyến giữa các hệ thống nội bộ khác nhau.
Giao thức dạng EGP là BGP. BGP được sử dụng để đònh tuyến đường truyền
dọc theo xương sống (backbone) của Internet giữa các mạng nội bộ khác

nhau.
22
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
Không phải tất cả giao thức đònh tuyến đều hiểu được về AS. Một AS có thể
cung cấp những đường biên riêng cho một giao thức đònh tuyến, và một số
thuận lợi nhất đònh.Ví dụ như ta có thể quản lý khi mạng được quảng cáo
rộng rãi bởi router. Thêm vào đó ta có thể quản lý việc router nào sẽ quảng
cáo đến hệ thống nội bộ khác và đònh tuyến từ những hệ thống này.
Để phân biệt các hệ thống nội bộ với nhau thì một AS được cấp một số duy
nhất từ 1 đến 65535. Hệ thống cấp số trên Internet gọi là Internet Assigned
Numbers Authority (IANA) sẽ cung cấp số cho các hệ thống nội bộ. Giống
như đòa chỉ IP riêng và chung, ta cũng có số AS chung và riêng. Nếu ta kết
nối đến backbone của Internet, và chạy BGP, và muốn chấp nhận BGP đònh
tuyến từ Internet, ta sẽ cần một số AS chung. Tuy nhiên nếu ta chỉ cần chạy
mạng nội bộ trong hệ thống khác, thì chỉ cần dùng số AS riêng. Giao thức
đònh tuyến hiểu được AS là IGRP, EIGRP, OSPF, IS-IS, BGP. RIP không
hiểu hệ thống AS, OSPF thì hiểu nhưng OSPF không yêu cầu ta phải cấu
hình số AS, ngược lại IGRP và EIGRP thì lại yêu cầu số AS.
I.1.4.3 Internet Control Message Protocol - ICMP
Như chúng ta thấy, đònh tuyến IP xác đònh biểu đồ di chuyển trong một
mạng nội bộ đến hop của một router tại một thời điểm. Toàn bộ đường đi
không biết trước thời điểm bắt đầu. Thay vì vậy, tại mỗi lần dừng, hop của
router kế tiếp được xác đònh bằng cách tìm đòa chỉ đích trong biểu đồ với
một entry trong nút hiện tại của bảng routing. Mỗi nút trong tiến trình đònh
tuyến chỉ hướng packets dựa trên thông tin ở bên trong.
IP không cung cấp bảng thông báo lỗi ngược trở lại nguồn khi có sự đònh
tuyến khác thường xảy ra. Nhiệm vụ này được chuyển đến giao thức
Internet khác — đó là giao thức quản lý thông điệp trên Internet (Internet
Control Message Protocol – ICMP).
23

Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
ICMP thực hiện một số nhiệm vụ ở một mạng riêng trong môi trường IP. Đó
là lý do chính để tạo ra bảng thông báo lỗi đònh tuyến gửi ngược lại nơi bắt
đầu.
I.2 Thuật toán routing
I.2.1 Mục đích và yêu cầu
• Tínhï tối ưu
• Tính đơn giản và chi phí thấp
• Tính ổn đònh
• Tính hội tụ nhanh
• Tính linh hoạt
24
Tìm hiểu các giao thức đònh tuyến trên nền công nghệ Cisco GVHD: Lý Anh Tuấn
I.2.1.1 Tính tối ưu
Là khả năng chọn đường truyền tốt nhất của thuật toán.Mỗi một thuật toán
có thể có cách phân tích đường truyền với các số đo riêng, khác biệt với các
thuật toán khác, tuy nhiên mục đích chính vẫn là để xác đònh đường truyền
nào là đường truyền tốt nhất. Ví dụ một thuật toán đònh tuyến có thể sử
dụng số hop và thời gian chờ, nhưng nó có thể mất thời gian lâu hơn để tính
toán. Tất nhiên là những giao thức đònh tuyến phải đònh nghóa các thuật toán
một cách chính xác.
I.2.1.2 Tính đơn giản và chi phí thấp
Một thuật toán đòi hỏi phải đơn giản, dễ thực hiện, tính hiệu quả cao, ít
chiếm dụng băng thông đường truyền, giảm thiểu chi phí đến mức tối đa
trong đó tính hiệu quả là rất quan trọng trong việc sử đụng thuật toán.
I.2.1.3 Tính ổn đònh, nhanh chóng, chính xác
Thuật toán phải ổn đònh và chính xác để bảo đảm hoạt động tốt khi xảy ra
các trường hợp hư hỏng phần cứng, quá tải đường truyền … bởi vì các router
được đặt ở các điểm giao của các mạng nên khi router bò lỗi sẽ gây ra ảnh
hưởng rất nghiêm trọng. Thuật toán tối ưu phải được kiểm tra qua thời gian

sử dụng và hoạt động ổn đònh trong những điều kiện mạng khác nhau.Mặt
khác thuật toán phải bảo đảm sự nhanh chóng để tránh tình trạng lặp trên
đường truyền do không cập nhật kòp trạng thái đường truyền.
I.2.1.4 Tính hội tụ nhanh
Thuật toán đòi hỏi tính hội tụ nhanh. Sự hội tụ nhanh là tiến trình qui ước
của tất cả các router trên đường đi tối ưu. Trong quá trình đònh tuyến, router
sẽ cập nhật thông điệp đònh tuyến khắp trên mạng, để tính toán lại đường đi
tối ưu và cuối cùng yêu cầu để tất cả router chấp nhận đường đi đó. Thuật
toán đònh tuyến mà có tính hội tụ chậm có thể gay ra lặp đònh tuyến hoặc là
mạng ngưng hoạt động.
Trong hình 2.1, một packet được chuyển đến router 1 tại thời điểm t1.Router
1 đã được cập nhật đònh hướng và biết được đường đi tối ưu đến đích phải
qua router 2 và hướng packet đến router 2, nhưng bởi vì router 2 chưa được
25