Báo Cáo Tìm Hiểu Giao Thức Định Tuyến OSPF

Giao Thức Đường Đi Ngắn Nhất
GVHD: Hoàng Trọng Minh

MỤC LỤC
Lời mở đầu.................................................................................................... 2
Danh mục các từ viết tắt và công thức tốn học...........................................1
Danh mục bảng biểu và hình vẽ....................................................................2
I: Các khái niệm cơ bản................................................................................. 2
1. Khái niệm về định tuyến :.......................................................................... 2
2.Khái niệm về giao thức :............................................................................. 3
II: Các giao thức............................................................................................ 3
1.Tổng quan chung về các giao thức :..........................................................3
2. Giao thức định tuyến RIPvà OSPF( Lý do ra đời OSPF).........................4

III: Giao thức đường đi ngắn nhất (OSPF-open shoter Path Fist)..............5
1.Giao thức đường đi ngắn nhất (OSPF-Open Shortest Path First)............5
1.1Định tuyến động và thuật toán LSA.......................................................................................6

2.So sánh liên kết động và liờn kt tnh:........................................................7
3:V ựng OSPF.............................................................................................. 13
4:Kiu router................................................................................................ 13
Trong hình trên ®· chØ ra 3 liĨu router gåm :router m¹ng lâi (Backbonerouter) , Router biªn khu vùc (Area boder router), router néi miÒn(Internal
router)........................................................................................................... 14
5:Kiểu đ ịnh tuyến........................................................................................ 14
6:Cập nhật định tuyến................................................................................. 16
7:Định dạng của gói tin OSPF: OSPF sử dụng 5 loại gói khác nhau.......17

7.1 Gói chào (Hello) của OSPF.................................................................................................19
7.2:Gói mơ tả cơ sở dữ liệu của OSPF:....................................................................................21
7.3Gói yêu cầu trạng thái liên kết..............................................................................................22
7.4Gói cập nhật trạng thái liên kết.............................................................................................23

Tổng Kết :..................................................................................................... 29
Danh mục các sách tham khảo....................................................................30
SV: Phạm Tiến Khánh- A06300

1

Giao Thức Đường Đi Ngắn Nhất
GVHD: Hoàng Trọng Minh

Lời mở u
Bu chính viễn thông và công nghệ thông tin ngày nay rất phát triển.Cuộc cách mạng
thông tin đà và đang diễn ra trên hầu hết các nớc tiên tiến trên thế giới .
Có thể nói thông tin ngày nay đóng vai trò hết sức quan trọng trong cuộc sông hàng ngày
của mỗi con ngời từ việc ăn gì ở đâu ,xem gì trong những ngày tới đến vấn cổ phiếu tăng
giá hay giảm giá hay những vấn đề quan trọng của cả thế giới đều đợc phản ánh qua
thông tin đợc cập nhật hàng ngày. Điều đó cho thấy mạng lới viễn thông đà bao trùm trên
toàn thế giới .
Ngy nay chúng ta cũng không phải lo về việc thiếu hụt băng thông cho truyền tin như

trước kia thay vào đó là việc làm sao để sử lý gói tin tại các nút là nhanh nhất
Giao thức là một kiểu cách thức giao tiếp , đối thoại . Cũng như con người máy móc
muốn làm việc với nhau cũng cần có những cách thức giao tiếp riêng . Trong việc truyền
tin cũng vậy các Router muốn giao tiếp với nhau cũng cần phải có những giao thức để
làm việc với nhau . Các giao thức đó thường là RIP , IGRP, EGRP, IS-IS,BGP4 và
OSPF

SV: Phạm Tiến Khánh- A06300

2

Giao thức định tuyến OSPF

GVHD: Hoàng Trọng Minh

Danh mục các từ viết tắt và cơng thức tốn học
Các từ viết tắt
DBD
LSU
LSACK

Tiếng Anh
Database description

paket
Link state update

OSPF

Link state
acknowledgement
Open shorter path fist

LSA
TOS
SPF

AS

Link state age
Type of sevice
shorter path fist
Autonomous system

SV : Phạm Tến Khánh

1

Tiếng Việt

Gói mơ tả cơ sở dữ liệu
Cập nhật thơng tin trạng
thái liên kết
Tin báo nhận trạng thái
liên kết
Giao thứ đường đi ngắn
nhất
Tuổi trạng thái liên kết
Loại dịch vụ
Các loại dịch vụ

Vùng tự trị

Giao thức định tuyến OSPF

GVHD: Hoàng Trọng Minh

Danh mục bảng biểu và hình vẽ
B¶ng
B¶ng 1.0
B¶ng 1.1
B¶ng 1.2
B¶ng 1.3

B¶ng 1.4
B¶ng 1.5
B¶ng 1.6
B¶ng 1.7
B¶ng 1.8
B¶ng 1.9
B¶ng 2.0
B¶ng 2.1
B¶ng 2.2
B¶ng 2.3
B¶ng 2.4
B¶ng 2.5

B¶ng 2.6
Hình 1.0
Hình 1.1

Tên bảng
Các giao thức định tuyến và tiêu chí so sánh
Cỏc kiu gúi OSPF
Tiêu đề gói tin OSPF
Giá trị kiểu xác nhận
Tiêu đề gói chào OSPF
Định dạng gói miêu tả cơ sở dữ liệu
:Định dạng gói yêu cầu trạng thái liên kết

nh dng chung ca gúi cp nht trng thỏi liờn kt
Tiêu đề chung của LSA
LSA liên kết router
Các loại liên kết ID
Giá trị trờng TOS
Định dạng LSAliên kết mạng
Đinh dạng LSA liên kết tóm tắt tới mạng
Định dang LSA liên kết router biên
LSA liên kết bên ngoài
LSA liên kết bên ngoài
Các khu vực tự trị
Mô tả

Hinh1.2
Hình1.3
Hình 1.4
Hình 1.5
Hình 1.6
Hình 1.7
Hình 1.8
Hình 1.9
Hình 2.0

n mng OSPF

3 kiểu router
định tuyến miền trong
Khu vực tự trị
Định tuyến vùng ngoài
Định tuyến liên khu vực
Cập nhật bảng định tuyến nội miền
Cập nhật bảng định tuyến 2 vùng
Cập nhật bảng định tuyến ơ r m¹ng lâi

I: Các khái niệm cơ bản
1. Khái niệm về định tuyến :

SV : Phạm Tến Khánh

2

Trang
5
16
16
17
18
20
21

21
22
23
24
25
26
26
27
27
27
7
10

13
13
14
15
16
16
17
17
19


Giao thức định tuyến OSPF

GVHD: Hoàng Trọng Minh

Định tuyến là một tiến trình lựa chọn con đường cho thực thể thơng tin chuyển qua
mạng, nó cịn 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

2.Khái niệm về giao thức :
Để đơn giản ta chỉ cần hiểu giao thức là cách thức giao tiếp. Trong mạng

thơng 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 .

II: Các giao thức
1.Tổng quan chung về các giao thức :
Các giao thức hiênc có gồm có RIP (RIP-1, RIP-2) ; OSPF, IGRP, EIGRP,
IS-IS, BGP4. Trong đó thì phân ra làm hai loại
Giao thức nội miền và giao thức đa miền
Giao thức liên miền gồm: RIP, OSPF …
Giao thức liên miền gồm: OSPF, IS_IS…
Trong đó thì các giao thức đều có những ưu nhược đỉêm riêng được thể hiện
qua bảng sau :

Tiêu chí

Thích hợp cho
mạng lớn và
khó khăn khi
thực thi mạng
Dễ cho thi
hành
Kiểu
thuật
tốn
Hỗ chợ địa chỉ

Hỗ trợ CIDRR
và VLSM
Hỗ chợ chia
tải
Hỗ chợ chứng
thực

Giao thức thơng tin dịnh tuyến
Định
tuyến
tĩnh

RIP-1

RIP-2

IGRP

Có

Khơng

Khơng

Khơng

Có

Có

Có

Có

Khơng

Có

Có

Có

Có

Khơng

Khơng

khơng

Khơng

DVP

DVP

DVP

DUAL

LSP

LSP

DVP

Có

Có

Có

Có

Có

Có

Có

Có

Có
Khơng

Khơng
Khơng

Có
Khơng

Khơng
Có

Có
Có

Khơng
Có

Có
Có

Có
Có

Khơng

Khơng

Có

Khơng

Có

Có

Có

Có

SV : Phạm Tến Khánh

EIGRP

3

IS-IS

OSPF

BGPS


Giao thức định tuyến OSPF
Cho phép đánh
trọng số
Hội tụ nhanh
Thủ tục mời
chào
cho
Router
láng

riềng
Sử dụng quảng
bá cho việc
cập nhật bảng
định tuyến

GVHD: Hoàng Trọng Minh

Khơng

Khơng

Khơng

Có

Có

Có

Có

Có

Khơng

Khơng
Khơng

Khơng
Khơng

Có
Khơng

Có

Có

Có
Có

Có
Có

Có
Khơng

Có

Có

Có

Có

Có

Có

Khơng

Khơng

Khơng

Bảng 1:các giao thức định tuyến và tiêu chí so sánh

2. Giao thức định tuyến RIPvà OSPF( Lý do ra đời OSPF)
Qua bảng so sánh trên đây ta nhận thấy ngay được các khả năng của các giao
thức định tuyến và các hạn chế của nó . Trong đó giao thứcRIP là một giao thức
định tuyến miền trong được sử dụng cho các hệ thống tự trị. Giao thức thông tin
định tuyến thuộc loại giao thức định tuyến khoảng cách vectơ, giao thức sử dụng

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 có giá trị là 1
hop count. Khi một bộ định tuyến nhận được 1 bản tin cập nhật định tuyến cho các
gói tin thì nó sẽ cộng 1 vào giá trị đo lường (hop count) đồng thời cập nhật vào
bảng định tuyến . Trong đó đáng chú ý là RIP- 1 và RIP-2 RIP thực hiện việc ngăn
cản vịng lặp định tuyến vơ hạn bằng cách thực hiện giới hạn số đường đi cho
phép trong 1 đường đi từ nguồn tới đích. Số hop tối đa trong một đường đi là 15.
Nếu 1 bộ định tuyến nhận được một bản tin cập nhật định tuyến và tại đây giá trị
đo lường trở thành 16 thì đích coi như là nút mạng khơng thể đến được. Nhược
điểm của RIP chính là giới hạn đường kính tối đa của 1 mạng RIP là dưới 16 hops.
RIP có đặc điểm hoạt động ổn định nhưng khả năng thay đổi chậm. Khi có thay
đổi về cấu hình mạng, RIP luôn thực hiện chế độ chia rẽ tầng và áp đặt cơ chế

ngăn chặn các thông tin định tuyến sai được phát tán trong các bộ định tuyến. RIP
sử dụng các bộ định thời để điều chỉnh hoạt động của mình. Bộ định thời cập nhật
định tuyến theo khoảng thời gian định trước, thông thường 30s là bộ định thời lại
được khởi động lại để cập nhật lại các thông tin định tuyến được gởi từ các bộ
định tuyến lân cận. Điều này cũng giúp ngăn chặn sự tắc nghẽn trong mạng khi tất

SV : Phạm Tến Khánh

4


Giao thức định tuyến OSPF

GVHD: Hoàng Trọng Minh

cả các bộ định tuyến cùng 1 thời điểm cố gắng cập nhật các bảng định tuyến lân
cận.Chính vì điều đó mà người ta đã ghĩ ra cách khắc phục những nhược điểm của
RIP để cho ra OSPF một giao thức vừa áp dụng cho đa miền vừa áp dụng cho nội
miền

III: Giao thức đường đi ngắn nhất (OSPF-open shoter Path Fist)
1.Giao thức đường đi ngắn nhất (OSPF-Open Shortest Path First)
Giao thức OSPF là một giao thức định tuyến miền trong được sử dụng rộng
rãi. Phạm vi hoạt động của nó cũng là một hệ thống tự trị (AS). Các router đặc biệt

được gọi là các router biên AS có trách nhiệm ngăn thông tin về các AS khác vào
trong hệ thống hiện tại.
Để thực hiện định tuyến hiệu quả, OSPF chia hệ thống tự trị ra thành nhiều
khu vực nhỏ. Mỗi AS có thể được chia ra thành nhiều khu vực khác nhau. Khu
vực là tập hợp các mạng, trạm và router nằm trong cùng một hệ thống tự trị. Tất cả
các mạng trong một khu vực phải được kết nối với nhau. Tại biên của khu vực, các
router biên khu vực tóm tắt thơng tin về khu vực của mình và gửi các thông tin
này tới các khu vực khác. Trong số các khu vực bên trong AS, có một khu vực đặc
biệt được gọi là đường trục; tất cả các khu vực trong một AS phải được nối tới
đường trục. Hay nói cách khác là đường trục được coi như là khu vực sơ cấp còn
các khu vực còn lại đều được coi như là các khu vực thứ cấp.

Khu vực 1

Khu vực 2

Router biên khu vực
Khu vực đờng trục

Router đờng trục

Tới AS
khác
Router

biên AS

Hệ thống tự trị (AS)

Cỏc router bờn trong khu vực đường trục được gọi là các router ng trc,
Hình 1.0: Các khu vực trong một hệ thống tù trÞ
các router đường trục cũng có thể là một router biên khu vực. Nếu vì một lý do

SV : Phạm Tến Khánh

5

Giao thức định tuyến OSPF

GVHD: Hồng Trọng Minh

nào đó mà kết nối giữa một khu vực và đường trục bị hỏng thì người quản trị
mạng phải tạo một liên kêts ảo (virtual link) giữa các router để cho phép đường
trục tiếp tục hoạt động như một khu vực sơ cấp.
OSPF là giao thức định tuyến trạng thái liên kết, được thiết kế cho các mạng lớn
hoặc các mạng liên hợp và phức tạp. Các giải thuật định tuyến trạng thái sử dụng
các giải thuật Shortest Path First (SPF) cùng với một cơ sở dữ liệu phức tạp về cấu
hình của mạng. Cơ sở dữ liệu về cấu hình mạng về cơ bản bao gồm tất cả dữ liệu

về mạng có liên kết đến bộ định tuyến chứa cơ sở dữ liệu.
Giải thuật chọn đường dẫn ngắn nhất SPF là cơ sở cho hệ thống OSPF. Khi 1 bộ
định tuyến sử dụng SPF được khởi động, bộ định tuyến sẽ khởi tạo cấu trúc cơ sở
dữ liệu của giao thức định tuyến và sau đó đợi chỉ báo từ các giao thức tầng thấp
hơn dưới dạng các hàm. Bộ định tuyến sẽ sử dụng các gói tin OSPF Hello để thu
nhận các bộ định tuyến lân cận của mình. Bộ định tuyến gửi gói tin Hello đến các
lân cận và nhận các bản tin Hello từ các bộ định tuyến lân cận. Ngồi việc sử dụng
gói tin Hello để thu nhận các lân cận, bản tin Hello còn được sử dụng để xác nhận
việc mình vẫn đang hoạt động đến các bộ định tuyến khác.
Mỗi bộ định tuyến định kỳ gửi các gói thơng báo về trạng thái liên kết (LSA) để
cung cấp thông tin cho các bộ định tuyến lân cận hoặc cho các bộ định tuyến khác
khi một bộ định tuyến thay đổi trạng thái. Bằng việc so sánh trạng thái liên kết của

các bộ định tuyến lion kề đ• tồn tại trong cơ sở dữ liệu, các bộ định tuyến bị lỗi sẽ
bị phát hiện ra nhanh chóng và cấu hình mạng sẽ được biến đổi thích hợp. Tờ cấu
trúc dữ liệu được sinh ra do việc cập nhật liên tục các gói LSA, mỗi bộ định tuyến
sẽ tính tốn cây đường đi ngắn nhất của mình và tự mình sẽ làm gốc của cây. Sau
đó từ cây đường đi ngắn nhất sẽ sinh ra bảng định tuyến.

1.1Định tuyến động và thuật toán LSA
Định tuyến động lựa chọn tuyến dựa trên thông tin trạng thái hiện thời của mạng.
Thơng tin trạng thái có thể đo hoặc dự đốn và tuyến đường có thể thay đổi khi
topo mạng hoặc lưu lượng mạng thay đổi. Thông tin định tuyến cập nhật vào trong
các bảng định tuyến của các nút (node) mạng trực tuyến, và đáp ứng tính thời gian
thực nhằm tránh tắc nghẽn cũng như tối ưu hiệu năng mạng. Định tuyến động xây

dựng trên hai yếu tố cơ bản: Mơ hình tính tốn và thơng tin trạng thái

SV : Phạm Tến Khánh

6


Giao thức định tuyến OSPF

GVHD: Hồng Trọng Minh

1.2Thuật tốn trạng thái liên kết LSA: Trong thuật toán trạng thái

liên kết, các node mạng quảng bá giá trị liên kết của nó với các
node xung quanh tới các node khác. Sau khi quảng bá tất cả các
node đều biết rõ topo mạng và thuật tốn sử dụng để tính tốn
con đường ngắn nhất tới node đích được mơ tả hình thức như sau:
Giả thiết :
r là node nguồn, d là node đích
Cdr là giá thấp nhất từ node r tới đích d
Nrd là node tiếp theo của r trên đường tới d
Crs(r,s) là giá của liên kết từ r tới s,
Tính toán:
Bảng định tuyến trong mỗi node r được khởi tạo như sau:
Crr = 0; ∀s : s ≠ Nrd thì Crs = ∞;

Gọi Ω là tập các nót sau khi thực hiện sau k bước thuật toán :
Khởi tạo: Crd (r,d) = ∞, ∀ d ∈ Ω
Bước 1: Ω = r
Crs(r,s) = Min Crs (r,s); Nrd =s, ∀ r ≠ s;
Bước k: Ω = Ω ∪ w ( w∉ Ω )
Crd(r,d) = Min [Crs(r,s) + Csd (s,d)] , ∀ s∉ Ω .
Thuật toán dừng khi tất cả các node thuộc Ω .
Khi tính tốn đường đi ngắn nhất sử dụng các thuật tốn trên
đây, thơng tin trạng thái của mạng thể hiện trong hệ đo lượng
(metric), các bộ định tuyến phải được cập nhật giá trên tuyến liên
kết. Một khi có sự thay đổi topo mạng hoặc lưu lượng các node
mạng phải khởi tạo và tính tốn lại tuyến đường đi ngắn nhất, tuỳ

theo giao thức được sử dụng trong mng.

2.So sỏnh liờn kt ng v liờn kt tnh:
Định tuyến động lựa chọn tuyến dựa trên thông tin về trạng thái hiện thời của
mạng. Thông tin trạng thái có thể đo hoặc dự đoán và tuyến đờng có thể thay đổi
khi topo mạng hoặc lu lợng mạng thay đổi. Thông tin định tuyến cập nhật vào
trong các bảng định tuyến của các nút mạng trực tuyến và đáp ứng tính thời gian
thực nhằm tránh tắc nghẽn cũng nh tối u hiệu năng mạng. Định tuyến động xây
dựng trên hai yếu tố cơ bản: Mô hình tính toán và thông tin trạng thái. Có hai kiểu

SV : Phm Tn Khỏnh

7


Giao thc nh tuyn OSPF

GVHD: Hong Trng Minh

mô hình tính toán sử dụng trong định tuyến động là mô hình tập trung và mô hình
phân tán. Mô hình tập trung đợc xây dựng từ hệ thống tính toán định tuyến nhng
trong các điều kiện mạng phát triển rất nhanh và mạnh, mô hình phân tán thực sự
chiếm đợc u thế với độ động lớn hơn vì các chức năng định tuyến đợc thực hiện
trên nhiều thực thể mạng, các thông tin đợc lu tại nhiều thực thể và vì thế độ tin

cậy của mạng tăng lên. Ưu điểm lớn nhất của định tuyến động là nó có thể thiết
lập tuyến đờng tới tất cả các thiết bị trong mạng, tự động thay đổi tuyến đờng khi
cấu hình mạng thay đổi. Nó rất thích hợp khi:
Thêm thiết bị và địa chỉ mới vào mạng.
Loại bỏ thiết bị và địa chỉ khỏi mạng.
Tự động cấu hình phù hợp với sự thay đổi của mạng.
Trong một mạng phức hợp sử dụng định tuyến động, một mạng có thể bị tái
tạo lại cấu hình một cách liên tục vì sự khác nhau về thiết bị và chính sách của rất
nhiều nhà khai thác cùng hoạt động. Điều đó có thể gây nên những tổn thất trên
mạng về sử dụng tài nguyên. Điều đó cũng có nghĩa là sử dụng định tuyến ®éng
cịng sÏ t¹o ra sù phøc t¹p cao nhÊt. VÝ dụ sau nhằm minh hoạ sự cần thiết của định
tuyến động trên Internet. Mạng ở hình 1.1 sẽ thích ứng khác nhau đối với các thay

đổi về tôpô mạng, tuỳ thuộc việc nó sử dụng cơ chế định tuyến tĩnh hay định tuyến
động.

R1

R2

R4

R3

Hỡnh 1.1:mụ t s thớch ng khác nhau v topo mng

Định tuyến tĩnh cho phép các router định tuyến gói tin từ mạng này tới mạng
khác dựa trên các thông tin đợc cấu hình nhân công. Trong ví dụ này, router R1
luôn gửi lu lợng có đích là router R4 qua router R3. Router R1 tham chiÕu tíi bảng
định tuyến của nó và dựa theo các thông tin tÜnh ®Ĩ chun tiÕp gãi tíi router R3.

SV : Phạm Tến Khánh

8


Giao thức định tuyến OSPF

GVHD: Hồng Trọng Minh

Router R3 cịng thực hiện các công việc tơng tự và chuyển tiếp gói tới router R4.
Router R4 chuyển gói tới trạm đích.
Nếu đờng đi giữa router R1 và router R3 bị lỗi, router R1 kh«ng thĨ chun gãi tíi
Router R4 th«ng qua tuyến tĩnh đó thiết lập này. Nh vậy, truyền thông với mạng
đích không thể thực hiện đợc cho đến khi router R1 đợc cấu hình lại để chuyển gói
qua router R2. Đây chính là một nhợc điểm của định tuyến tĩnh. Định tuyến động
hoạt động linh hoạt hơn. Theo bảng ®Þnh tun cđa router R1, gãi cã thĨ tíi ®Ých
cđa nó qua router R3. Tuy nhiên, cũng có một đờng đi sẵn khác tới đích, đó là đi
qua router R2. Khi router R1 nhËn ra r»ng liªn kÕt tíi router R3 bị lỗi, nó điều
chỉnh bảng định tuyến và đờng đi tới mạng đích sẽ qua router R2. Khi liên kết giữa

router R1 và router R3 đợc khôi phục, router R1 có thể một lần nữa thay đổi bảng
định tuyến để chuyển đờng đi tới đích là qua router R3.
Định tuyến động sử dụng các giao thức định tuyến để thực hiện xây dựng
nên các bảng định tuyến trên các bộ định tuyến. Các giao thức định tuyến động đợc chia thành 2 nhóm chính: Giao thức định tuyến véctơ khoảng cách và giao thức
định tuyến trạng thái liên kết. Ngoài ra còn có nhóm giao thức thứ 3 là nhóm các
giao thức định tuyến lai ghép giữa hai nhóm trên hay nói cách khác có các tính
chất của cả hai nhóm giao thức: Định tuyến véctơ khoảng cách và định tuyến trạng
thái liên kết.

2.1:Giao thc nh tuyn vecto khong cỏch (distance-vecto: gọi tắt là
định tuyến véctơ): Dựa vào các giải thuật định tuyến có cơ sở hoạt động là véctơ
khoảng cách. Theo định kỳ các bộ định tuyến chuyển toàn bộ các thông tin có

trong bảng định tuyến đến các bộ định tuyến lân cận đấu nối trực tiếp với nó và
cũng theo định kỳ nhận các bảng định tuyến từ các bộ định tuyến lân cận. Sau khi
nhận đợc các bảng định tuyến từ các bộ định tuyến lân cận, bộ định tuyến sẽ so
sánh với bảng định tuyến hiện có và quyết định về việc xây dựng lại các bảng định
tuyến theo thuật toán của từng giao thức hay không. Trong trờng hợp phải xây
dựng lại, bộ định tuyến sau đó sẽ gửi bảng định tuyến mới cho các lân cận và các
lân cận lại thực hiện các công việc tơng tự. Các bộ định tuyến tự xác định các lân
cận trên cơ sở thuật toán và các thông tin thu lợm từ mạng.
ã Từ việc cần thiết phải gửi các bảng định tuyến mới lại cho các lân cận và
các lân cận sau khi xây dựng lại bảng định tuyến lại gửi trở lại bảng định tuyến
mới, định tuyến thành vòng có thể xảy ra nếu sự hội về trạng thái bền vững của
mạng diễn ra chậm trên một cấu hình mới. Các bộ định tuyến sử dụng các kỹ thuật

bộ đếm định thời để đảm bảo không nảy sinh việc xây dựng một bảng định tuyến
sai. Có thể diễn giải điều đó nh sau:
ã Khi một bộ định tuyến nhận một cập nhật từ lân cận chỉ rằng một mạng có
thể truy xuất trớc đây nay không thể truy xuất đợc nữa, bộ định tuyến đánh dấu
tuyến không thể truy xuất và khởi động một bộ định thời.

SV : Phm Tn Khỏnh

9


Giao thc nh tuyn OSPF

GVHD: Hong Trng Minh

ã Nếu tại bất kỳ thời điểm nào mà trớc khi bộ định thời hết hạn một cập nhật
đợc tiếp nhận cũng từ lân cận đó chỉ ra rằng mạng đà đợc truy xuất trở lại, bộ định
tuyến đánh dấu là mạng có thể truy xuất và giải phóng bộ định thời.
ã Nếu một cập nhật đến từ một bộ định tuyến lân cận khác với giá trị định
tuyến tốt hơn giá trị định tuyến đợc ghi cho mạng này, bộ định tuyến đánh dấu
mạng có thể truy xuất và giải phóng bộ định thời. Nếu giá trị định tuyến tồi hơn,
cập nhật đợc bỏ qua.
ã Khi bộ định thời đợc đếm về 0, giá trị định tuyến mới đợc xác lập, bộ định
tuyến có bảng định tuyến mới.

Việc tính toán tuyến trong giao thức định tuyến véctơ khoảng cách sử dụng
thuật toán tính toán con đờng ngắn nhất theo kỹ thuật chọn đờng phân tán mà điển
hình là thuật toán chọn đờng Ford& Fulkerson. Kỹ thuật chọn đờng này cho phép
ta tìm tất cả các con đờng đi ngắn nhất từ tất cả các đỉnh tới một đỉnh đích cho trớc. Giải thuật này đợc thực hiện bằng các bớc lặp, sau k bớc, mỗi đỉnh đợc đánh
dấu bởi một cặp giá trị (nk(v),Dk(v)) trong đó:
Dk(v) là giá trị cực tiểu từ đỉnh v đến đích tại bớc thứ k
Nk(v) là đỉnh tiếp theo trên con đờng từ v đến đích tại bớc thứ k
Quá trình lặp sẽ dừng lại khi cặp giá trị đánh dấu của mỗi đỉnh đợc giữ nguyên
không thay đổi nữa.
Thuật toán Ford-Fulkerson đợc mô tả nh sau:
-Đầu vào: Đồ thị có hớng G=(V,E) với n đỉnh
a(u,v):ma trận trọng số không âm, s là đỉnh đích

-Đầu ra:N(v) ghi nhận đỉnh trớc v trên đờng đi đến đích
Bớc 0 (Khởi tạo):
D0(s)=0 và tất cả các nút đợcđánh dấu (.,vô cùng)
Bớc k (Tính và cập nhật):
Với mọi v khác s (đích), cập nhật lại Dk(v) nh sau:
Dk(v)=min[Dk-1(w) + l(v,w)] với w thuộc Nv
trong đó Nv là tập các nút lân cËn cđa v.
CËp nhËt nk(v) nh sau:
nk(v)=w1 víi w1 tho¶ m·n biĨu thøc”
Dk-1(w1)+ l(v,w1)= min[Dk-1(w) + l(v,w)]
víi w thc Nv

SV : Phạm Tến Khánh

10


Giao thức định tuyến OSPF

GVHD: Hồng Trọng Minh

KiĨm tra ®iỊu kiện lặp: Nếu tồn tại Dk(v) khác Dk-1(v) thì tiếp bớc
(k+1). Ngợclại thì kết thúc quá trình tính toán.

2.2: Cỏc Giao thức định tuyến trạng thái liên kết (link-state: gäi tắt
là định tuyến trạng thái): Các giải thuật định tuyến trạng thái, cũng đợc gọi là SPF
(shortest path first-chọn đờng dẫn ngắn nhất), duy trì một cơ sở dữ liệu phức tạp
chứa thông tin về cấu hình mạng. Trong khi giải thuật véc tơ không có thông tin
đặc biệt gì về các mạng ở xa và cũng không biết các bộ định tuyến ở xa, giải thuật
định tuyến trạng thái biết đợc đầy đủ về các bộ định tuyến ở xa và biết đợc chúng
liên kết với nhau nh thế nào. Giao thức định tuyến trạng thái sử dụng:
ã
ã

Các thông báo về trạng thái liên kết: LSA (Link State
Advertisements).

Một cơ sở dữ liệu về cấu hình mạng.

ã

Giải thuật SPF và cây SPF sau cùng.

ã
Một bảng định tuyến liên hệ các đờng dẫn và các cổng đến từng
mạng.
Hoạt động tìm hiểu khám phá mạng trong kiểu định tuyến trạng thái đợc thực hiện
nh sau:
ã

Các bộ định tuyến trao đổi các LSA cho nhau. Mỗi bộ định tuyến bắt
đầu với các mạng đợc kết nối trực tiếp để lấy thông tin.
ã
Mỗi bộ định tuyến đồng thời với các bộ định tuyến khác tiến hành
xây dung một cơ sở dữ liệu về cấu hình mạng bao gồm tất cả các LSA đến
từ liên mạng.
ã
Giải thuật SPF tính toán mạng có thể đạt đến. Bộ định tuyến xây
dựng cấu hình mạng luận lý nh một cây, tự nó là gốc, gồm tất cả các đờng
dẫn có thể đến mỗi mạng trong toàn bộ mạng đang chạy giao thức định
tuyến trạng thái. Sau đó, nó sắp xếp các đờng dẫn này theo chiến lợc chọn
đờng dẫn ngắn nhất.

ã
Bộ định tuyến liệt kê các đờng dẫn tốt nhất của nó và các cổng dẫn
đến các mạng đích trong bảng định tuyến của nó. Nó cũng duy trì các cơ sở
dữ liệu khác về các phần tử cấu hình mạng và các chi tiết về hiện trạng của
mạng.
Khi có thay đổi về cấu hình mạng, bộ định tuyến đầu tiên nhận biết đợc sự
thay đổi này gửi thông tin đến các bộ định tuyến khác hay đến một bộ định tuyến
định trớc đợc gán là tham chiếu cho tất cả các bộ định tuyến trên mạng làm căn cứ
cập nhật.
ã Theo dõi các lân cận của nó, xem xét có hoạt động hay không, và giá
trị định tuyến đến lân cận đó.

SV : Phm Tn Khỏnh

11


Giao thc nh tuyn OSPF

GVHD: Hong Trng Minh

ã Tạo một gói LSA trong đó liệt kê tên của tất cả các bộ định tuyến lân
cận và các giá trị định tuyến đối với các lân cận mới, các thay đổi trong giá
trị định tuyến và các liên kết dẫn đến các lân cận đà đợc ghi.

ã Gửi gói LSA này đi sao cho tất cả các bộ định tuyến đều nhận đợc.
ã Khi nhận 1 gói LSA, ghi gói LSA vào cơ sở dữ liệu để sao cho cập
nhật gói LSA mới nhất đợc phát ra từ mỗi bộ định tuyến.
ã Hoàn thành bản đồ của liên mạng bằng cách dùng dữ liệu từ các gói
LSA tích luỹ đợc và sau đó tính toán các tuyến dần đến tất cả các mạng
Ti bn FULL (32 trang): />khác sử dụng thuật toán SPF.
D phũng: fb.com/TaiHo123doc.net
Có hai vấn đề lu ý đối với giao thức định tuyến trạng thái:
ã Hoạt động của các giao thức định tuyến trạng thái trong hầu hết các
trờng hợp đều yêu cầu các bộ định tuyến dùng nhiều bộ nhớ và thực thi
nhiều hơn so với các giao thức định tuyến theo véc tơ. Các yêu cầu này xuất
phát từ việc cần thiết phải lu trữ thông tin của tất cả các lân cận, cơ sở dữ

liệu mạng đến từ các nơi khác và thực thi các thuật toán định tuyến trạng
thái. Ngời quản lý mạng phải đảm bảo rằng các bộ định tuyến mà họ chọn
có khả năng cung cấp các tài nguyên cần thiết này.
ã Các nhu cầu về băng thông cần phải tiêu tốn để khởi động sự phát
tán gói trạng thái. Trong khi khởi động quá trình khám phá, tất cả các bộ
định tuyến dùng các giao thức định tuyến trạng thái để gửi các gói LSA đến
tất cả các bộ định tuyến khác. Hành động này làm tràn ngập mạng khi mà
các bộ định tuyến đồng loạt yêu cầu băng thông và tạm thời làm giảm lợng
băng thông khả dụng dùng cho lu lợng dữ liệu thực đợc định tuyến. Sau
khởi động phát tán này, các giao thức định tuyến trạng thái thờng chỉ yêu
cầu một lợng băng thông tối thiểu để gửi các gói LSA kích hoạt sự kiện
không thờng xuyên nhằm phản ánh sự thay đổi của cấu hình mạng.

Việc tính toán tuyến trong giao thức định tuyến véctơ khoảng cách sử dụng thuật
toán tính toán con đờng ngắn nhất theo kỹ thuật chọn đờng tập trung mà điển hình
là thuật toán tìm đờng đi ngắn nhất Dijkstra. Thuật toán đợc đa ra để tìm đờng đi
ngắn nhất từ đỉnh s đến tất cả các đỉnh còn lại trong đồ thị có hớng dựa trên cơ sở
gán cho các đỉnh các nhÃn tạm thời (Khác với Ford&Fulkerson tìm đờng đi từ tất
cả các đỉnh đến 1 đích).
Thuật toán Dijkstra đợc mô tả nh sau:
-Đầu vào: Đồ thị có hớng G=(V,E) với n đỉnh
s thuộc V là đỉnh xuất phát, a[u,v]: ma trận trọng số
d(v) là khoảng cách từ đỉnh xuất phát s đến v
-Đầu ra: Truoc[v]:ghi nhận đỉnh đi trớc v trong đờng đi ngắn nhất từ sv

SV : Phm Tến Khánh

12


Giao thức định tuyến OSPF

GVHD: Hồng Trọng Minh

Bíc 0 (Khëi động):
N0={s}
D0(v)=l(s,v) với v không thuộc N0

Bớc k (Tính và cập nhật):
Nk=Nk-1 giao {w}
trong đó w thoả mÃn biểu thức: Dk-1(w)=min[Dk-1(v)] víi v o thuéc Nk-1
CËp nhËt: víi mäi v o thuộc Nk:
Dk(v)= min [Dk-1(v), Dk-1(w)+l(w,v)]
Kiểm tra điều kiện lặp: Nếu Nk khác V thì lặp bớc k+1 ngợc lại thì dừng quá
trình tính toán.
Ti bn FULL (32 trang): />
3:V ựng OSPF

D phũng: fb.com/TaiHo123doc.net

Hình1.2 :miêu tả đơn mạng OSPF
Trong một mạng OSPF có thẻ đợc chia ra làm hai vùng chính .Vùng mạng lõi
( vùng sơ cấp) và vùng thứ cấp .Trong hai vùng này có khả năng thay đổi .Khi
mạng lõi bi lỗi thì ngời quản trị sẽ tạo ra một liên kết ảo và chạy liên kết ảo này
nh một mạng lõi thông thờng

4:Kiu router
Có 3 kiểu router trong một mạng OSPF ,Chúng đóng vai trò khác nhau trong một
mạng OSPF
đó là :
Router mạng lõi
Router biên khu vực

Router nội miÒn

SV : Phạm Tến Khánh

13


Giao thức định tuyến OSPF

GVHD: Hồng Trọng Minh

H×nh1.3 : chØ ra 3 kiểu router

Nh trên hình ta thấy ,mạng đợc chia thành 3 vùng, vùng 0, vùng1, vùng2
Trong hình trên ®· chØ ra 3 liĨu router gåm :router m¹ng lâi (Backbonerouter) , Router biªn khu vùc (Area boder router), router nội miền(Internal
router)

5:Kiu nh tuyn
Trên hình trên ta đà thấy cã 3 liÓu router khac nhau.Nhng chØ cã 2 kiÓu định tuyến
cho mạng sử dụng OSPF
Định tuyến nội miền
Định tuyến liên miền
Định tuyến miền trong
Có nghĩa là định tuyến trong nội miền

Hình1.4 biểu thị định tuyến miền trong

SV : Phm Tến Khánh

14