Cấu Hình Các Tham Số Cơ Bản Cho Bộ Chọn Đường

R1(config)#int g0/0.30

R1(config-subif)#encapsulation dot1Q 30

R1(config-subif)#ip address 172.17.30.1 255.255.255.0 R1(config-subif)#exit

R1(config)#int g0/0 R1(config-if)#no sh

%LINK-5-CHANGED: Interface GigabitEthernet0/0, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface GigabitEthernet0/0, changed state to up

%LINK-5-CHANGED: Interface GigabitEthernet0/0.10, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN:Line protocol on Interface GigabitEthernet0/0.10, changed state to up

%LINK-5-CHANGED: Interface GigabitEthernet0/0.30, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN:Line protocol on Interface GigabitEthernet0/0.30, changed state to up

- Kiểm tra kết nối từ PC1 tới PC2 bằng lệnh: Ping 172. 17. 30. 10. Lúc này kết quả cho thấy kết nối thành công vì Router R1 đã định tuyến được giữa VLAN10 và VLAN30.

Hình 3.38. Kết quả lệnh Ping

Chương 4

CƠ SỞ VỀ BỘ CHỌN ĐƯỜNG

4.1. Giới thiệu

Switch là thiết bị hoạt động ở tầng 2. Nó liên kết nhiều mạng cục bộ thành một liên mạng với băng thông và hiệu suất cao, ngoài ra còn làm vai trò chuyển tiếp các khung tin từ nhánh mạng này sang nhánh mạng khác một cách có chọn lọc dựa vào địa chỉ MAC của các host. Để làm được điều này, Switch duy trì trong bộ nhớ của nó một bảng địa chỉ cục bộ chứa vị trí của tất cả các host trong mạng. Mỗi host sẽ chiếm một mục trong bảng địa chỉ. Tuy nhiên, mỗi Switch được thiết kế với một dung lượng bộ nhớ giới hạn, vì vậy không thể dùng Switch đế nối quá nhiều mạng với nhau. Hơn nữa, các liên mạng hình thành bằng cách sử dụng Switch cũng chỉ là các mạng cục bộ, có phạm vi nhỏ. Để hình thành các mạng diện rộng thì cần sử dụng thiết bị liên mạng ở tầng 3 trong mô hình OSI, đó là bộ chọn đường (Router).

Hình 4.1. Xây dựng mạng diện rộng bằng Router

Trong mô hình trên, các mạng LAN 1, LAN 2, LAN 3 và mạng Internet được kết nối với nhau bằng 3 Router R1, R2 và R3.

4.2. Chức năng của bộ chọn đường

Xét mô hình mạng như sau:

Hình 4.2. Sơ đồ các đường đi trong một mạng

Trong mạng diện rộng ở trên, có thể có nhiều đường đi khác nhau từ một host nguồn đến host đích. Xét trường hợp host A gửi một gói tin cho host C: Gói tin từ host A được gửi đến Router R1, nó sẽ được lưu vào trong hàng đợi nơi mà các gói tin chờ được chuyển đi của Router R1. Khi một gói tin trong hàng đợi đến lượt được xử lý, Router sẽ xác định đích đến cho gói tin, dựa vào đích đến này sẽ tìm ra Router kế tiếp để chuyển gói tin tới. Đối với Router 1 có hai đường đi, một nối đến Router R2 và một nối đến Router R3. Khi Router R1 chọn được đường đi cho gói tin, Router R1 sẽ chuyển gói tin từ hàng đợi ra đường đã chọn. Quá trình tương tự cũng xảy ra trên Router kế tiếp. Cứ như vậy, gói tin sẽ được chuyển từ Router này tới Router khác đến khi nó đến được mạng có chứa host đích, sau đó gói tin sẽ được nhận bởi host C.

Như vậy, một Router có hai chức năng chính là: Chọn đường đi đến đích với Metric (chi phí) thấp nhất cho các gói tin và lưu - chuyển tiếp các gói tin từ mạng này sang mạng khác.

4.3. Các thành phần của bộ chọn đường

Router được cấu tạo bởi các thành phần cơ bản sau:

- Bo mạch chủ

- Bộ xử lý trung tâm CPU

- Bus hệ thống

- Bộ nhớ:

RAM: có các đặc điểm và chức năng như sau:

. Lưu bảng chọn đường

. Lưu bảng ARP

. Cấp vùng nhớ đệm cho các gói dữ liệu

. Duy trì hàng đợi cho các gói dữ liệu

. Cung cấp bộ nhớ tạm thời cho tập tin cấu hình của Router khi Router hoạt động

. Thông tin trên RAM sẽ bị xóa khi Router khởi động lại hoặc tắt nguồn ROM: chứa các thông số ban đầu về phần cứng của nhà sản xuất.

NVRAM (Non Volatile Random Access Memory): có các đặc điểm và chức năng như sau:

. Lưu trữ tập tin cấu hình khởi động của Router

. Thông tin trên NVRAM không bị xóa khi Router khởi động lại hoặc tắt

nguồn

Flash: có các đặc điểm và chức năng như sau:

. Chứa file của hệ điều hành IOS

. Có thể cập nhật phần mềm lưu trong Flash

Flash

nguồn

. Có thể thêm nhiều phiên bản khác nhau của hệ điều hành IOS trong

. Có thể xóa và lập trình trên Flash

. Thông tin trên Flash không bị xóa khi Router khởi động lại hoặc tắt

- Hệ điều hành IOS: hệ điều hành chuyên dụng, tính năng thay đổi theo phiên bản và thế hệ thiết bị.

Ngoài ra Router còn có các cổng giao tiếp:

- Mặt trước:

Hình 4.3. Mặt trước Router

- Mặt sau:

Hình 4.4. Mặt sau Router

Trong đó:

FastEthernet ports: Các cổng giao tiếp Ethernet. Console port: Cổng giao tiếp console RJ-45.

Auxiliary port: Cổng dùng để thiết lập kết nối từ xa vào Router (thông qua Modem).

Serial ports: Cổng kết nối vào hệ thống mạng WAN. Power switch: Công tắc nguồn điện.

Power cord connection: Chân cắm nguồn điện.

- Bên trong:

Hình 4.5. Bên trong Router

4.4. Nguyên tắc hoạt động

4.4.1. Giới thiệu bảng chọn đường

Để xác định đường đi đến đích cho các gói tin, các Router duy trì một bảng chọn đường (routing table) chứa đường đi đến những điểm khác nhau trên toàn mạng. Hai trường quan trọng nhất trong bảng chọn đường là đích đến (destination) và Router kế tiếp (next hop) để chuyển gói tin. Xét sơ đồ mạng như sau:

Hình 4.6. Sơ đồ các đường đi trong một mạng

Bảng chọn đường của Router 1:

R1 - Routing Table

Destination	Next Hop
1	Local
2	Local
3	Local
4	R2
5	R2
7	R3
11	R2

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 231 trang tài liệu này.

Bảng 4.1. Bảng chọn đường của Router R1

Thông thường, đích đến trong bảng chọn đường là địa chỉ IP của các mạng, Router kế tiếp là một Router láng giềng của Router đang xét. Hai Router được gọi là láng giềng của nhau nếu tồn tại một đường kết nối vật lý giữa chúng. Trong sơ đồ mạng ở trên, Router R1 có hai láng giềng là Router R2 và R3.

4.4.2. Nguyên tắc hoạt động

Xét hệ thống mạng gồm 1 Router; 2 máy tính A và B như sau:

Hình 4.7. Hoạt động của Router

Trong đó: Máy tính A (có địa chỉ IP là A-IP, địa chỉ MAC là A-hard) kết nối với cổng X (có địa chỉ IP là X-IP, địa chỉ MAC là X-hard) của Router C, cổng Y (có địa chỉ IP là Y-IP, địa chỉ MAC là Y-hard) của Router C kết nối với máy tính B (có địa chỉ IP là B-IP, địa chỉ MAC là B-hard).

Giả sử máy tính A muốn gửi gói tin đến máy tính B. Các thông tin Broadcast không thể truyền qua Router C nên máy tính A sẽ xem Router C như một cầu nối để truyền dữ liệu. Trước đó, máy tính A biết được địa chỉ IP của Router C (Port X) và để gói tin tới được máy tính B thì nó phải đi qua Router C. Quá trình truyền dữ liệu diễn ra như sau:

- Máy tính A gửi một ARP Request (Broadcast) để tìm địa chỉ MAC của Router C (Port X, X-hard).

- Router C trả lời bằng một ARP Reply, cung cấp cho máy tính A địa chỉ MAC Port X của nó.

- Máy tính A truyền gói tin đến Port X của Router C, trong gói tin có chứa địa chỉ IP của máy tính B (B-IP).

- Router C nhận gói tin từ máy tính A, dựa vào bảng chọn đường nó sẽ chọn đường đi cho gói tin này. Để gói tin đến được máy tính B thì Router C sẽ chuyển nó ra Port Y.

- Router C gửi ARP Request (Broadcast) để tìm địa chỉ MAC của máy tính B (B- hard).

- Máy tính B trả lời bằng một ARP Reply, cung cấp cho Router C địa chỉ MAC của mình.

- Sau khi nhận được địa chỉ MAC của máy tính B, Router C gửi gói tin từ Port Y đến máy tính B.

4.4.3. Cập nhật bảng chọn đường

Quyết định chọn đường của Router thực hiện dựa trên thông tin về đường đi trong bảng chọn đường. Để có thông tin trong bảng chọn đường của mạng hiện tại cũng như khi thay đổi mạng thì Router phải cập nhật bảng chọn đường. Có ba hình thức cập nhật bảng chọn đường:

- Cập nhật tĩnh: Thông tin trong bảng chọn đường được cập nhật bởi nhà quản trị mạng. Hình thức này phù hợp với các mạng nhỏ, có hình trạng đơn giản, ít bị thay đổi. Nhược điểm là không cập nhật kịp thời bảng chọn đường khi hình trạng mạng bị thay đổi do gặp sự cố về đường truyền.

- Cập nhật tự động: Một chương trình chạy bên trong Router tự động tìm kiếm đường đi đến những điểm khác nhau trên mạng. Hình thức này thích hợp cho các mạng lớn, hình trạng phức tạp, có thể đáp ứng kịp thời với những thay đổi về hình trạng mạng. Để cập nhật được bảng chọn đường tự động thì cần sử dụng các giải thuật để tìm đường đi đến những điểm khác nhau trên mạng, các giải thuật này gọi là giải thuật chọn đường (Routing Algorithme).

Cập nhật hỗn hợp: Kết hợp của phương pháp cập nhật tĩnh và cập nhật tự động. Đầu tiên, nhà quản trị mạng cung cấp cho Router một số đường đi cơ bản, sau đó giải thuật chọn đường sẽ giúp Router tìm ra các đường đi mới đến các điểm còn lại trên mạng.

4.5. Phân loại bộ chọn đường

Router có nhiều cách phân loại khác nhau, thường có hai cách phân loại chủ yếu:

- Dựa theo công dụng của Router: theo cách này chia Router thành Remote Access Router, ISDN Router, Serial Router,…

- Dựa theo cấu trúc của Router: Fix Configuration Router (Multi Protocol Router, Multi Port Serial Router), Modular Router.

Tuy nhiên không có sự phân loại rò ràng Router vì mỗi một hãng sản xuất có thể có các tên gọi khác nhau, cách phân loại khác nhau.

Một số loại Router của Cisco:

Hình 4.8. Một số loại Router của Cisco

4.6. Cấu hình các tham số cơ bản cho bộ chọn đường

4.6.1. Thiết lập kết nối Console

Bước 1: Dùng cáp Console đi kèm với thiết bị, kết nối từ cổng Console của Router đến cổng COM của máy tính như hình vẽ:

Hình 4.9. Kết nối Router vào PC

Bước 2: Trên máy tính có thể sử dụng phần mềm Hyper Terminal (hoặc Secure CRT) của Windows để cấu hình. Vào Start -> Programs -> Accessories ->