Thiết kế mạng - ThS. Trần Văn Long, ThS. Trần Đình Tùng Biên soạn

- Giải thuật chọn đường bên trong khu vực - Giải thuật chọn đường liên khu vực:

Một số giải thuật chọn đường xem các Router đều cùng một cấp, các Router có vai trò ngang bằng nhau. Ta gọi là giải thuật chọn đường phẳng (Flat routing).

Hình 4.13. Mạng cấu trúc phẳng và mạng phân cấp

Tuy nhiên, các mạng lớn thường được xây dựng theo kiểu phân cấp. Ở đó các Router được nhóm lại với nhau thành những khu vực riêng (Autonomous System) và có sự phân cấp. Các Router bình thường (Normal Router) đảm nhiệm việc chọn đường bên trong một khu vực, việc chọn đường giữa các khu vực được giao cho các Router nằm ở đường trục (Backbone Router).

Một khu vực là một tập hợp các mạng và các Router chịu sự quản lý duy nhất của một nhà quản trị mạng. Ví dụ như mạng của một công ty, một trường đại học hay mạng đường trục của một quốc gia.

Việc phân cấp các Router thành hai loại dẫn đến có hai loại giải thuật chọn đường: Giải thuật chọn đường bên trong khu vực và liên khu vực. Ví dụ: Một số giải thuật chọn đường bên trong khư vực như RIP (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First), EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol). Một số giải thuật chọn đường liên khu vực như EGP (Exterior Gateway Protocol), BGP (Boder Gateway Protocol).

- Giải thuật chọn đường theo trạng thái liên kết - Giải thuật chọn đường theo Vector khoảng cách:

Trong giải thuật chọn đường theo trạng thái liên kết:

+ Mỗi Router sẽ gửi thông tin về trạng thái liên kết của mình (các mạng liên kết trực tiếp và các Router láng giềng) cho tất cả các Router trên toàn mạng. Các Router sẽ thu thập thông tin về trạng thái liên kết của các Router khác, từ đó xây dựng lại hình trạng mạng, chạy các giải thuật tìm đường đi ngắn nhất trên hình trạng mạng có được. Từ đó xây dựng bảng chọn đường cho mình.

+ Khi một Router phát hiện trạng thái liên kết của mình bị thay đổi, nó sẽ gửi một thông điệp yêu cầu cập nhật trạng thái liên kết cho tất các các Router trên toàn mạng. Nhận được thông điệp này, các Router sẽ xây dựng lại hình trạng mạng, tính lại đường đi tối ưu và cập nhật lại bảng chọn đường của mình.

+ Giải thuật chọn đường theo trạng thái liên kết tạo ra ít thông tin trên mạng. Tuy nhiên nó đòi hỏi Router phải có bộ nhớ lớn, tốc độ tính toán của CPU cao.

Trong giải thuật chọn đường theo Vectơ khoảng cách:

+ Đầu tiên mỗi Router cập nhật đường đi đến các mạng liên kết trực tiếp với mình vào bảng chọn đường.

+ Theo định kỳ, một Router phải gửi bảng chọn đường của mình cho các Router láng giềng.

+ Khi nhận được bảng chọn đường của một láng giềng gửi sang, Router sẽ tìm xem láng giềng của mình có đường đi đến một mạng nào đó mà mình chưa có hay một đường đi nào tốt hơn đường đi mình đã có hay không. Nếu có nó sẽ đưa đường đi mới này vào bảng chọn đường của mình cùng với Next hop chính là láng giềng này.

4.8. Thiết kế liên mạng

4.8.1. Xây dựng bảng chọn đường

Cho ba mạng Net1, Net2 và Net3 kết nối với 3 Router R1, R2 và R3, mạng Net4 kết nối các Router với nhau.

Hình 4.14. Mô hình một liên mạng

Việc đầu tiên trong thiết kế một liên mạng là chọn địa chỉ mạng cho các nhánh

mạng. Trong trường hợp này ta chọn mạng lớp C cho 4 mạng như bảng sau:

Mạng

Địa chỉ mạng	Mặt nạ mạng
Net1	192.168.1.0	255.255.255.0
Net2	192.168.2.0	255.255.255.0
Net3	192.168.3.0	255.255.255.0
Net4	192.168.4.0	255.255.255.0

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 231 trang tài liệu này.

Bảng 4.2. Bảng địa chỉ IP

Kế tiếp, gán địa chỉ IP cho từng máy tính trong mạng. Ví dụ trong mạng Net1, các máy tính được gán địa chỉ IP là 192.168.1.2 (ký hiệu .2 là cách viết tắt của địa chỉ IP để mô tả phần nhận dạng máy tính) và 192.168.1.3. Mỗi Router có hai giao diện mạng tham gia vào hai mạng khác nhau. Ví dụ, giao diện mạng tham gia vào mạng NET1 của Router R1 có địa chỉ IP là 192.168.1.1 và giao diện mạng tham gia vào mạng NET4 có địa chỉ IP là 192.168.4.1.

Để máy tính của các mạng có thể giao tiếp được với nhau, cần có thông tin về đường đi từ máy nguồn đến máy đích. Thông tin về đường đi này có trong bảng chọn đường của Router, bảng chọn đường của Router có thể tạo ra bằng cách thủ công hoặc tự động. Đối với mạng nhỏ, nhà quản trị mạng sẽ cập nhật đường đi cho bảng chọn đường thông qua các lệnh được cung cấp bởi hệ điều hành của Router. Bảng chọn đường có 4 thông tin quan trọng là: Địa chỉ mạng đích, mặt nạ mạng đích, Router kế tiếp sẽ nhận gói tin (Next hop), giao diện mạng chuyển gói tin đi. Trong ví dụ trên, các Router sẽ có bảng chọn đường như sau:

Bảng 4.3. Bảng chọn đường của các Router

Các máy tính cũng có bảng chọn đường. Dưới đây là bảng chọn đường của máy tính có địa chỉ IP 192.168.3.3:

Bảng 4.4. Bảng chọn đường của máy tính

Mạng đích mặc định (default) có nghĩa là ngoài những đường đi đến các mạng đã liệt kê phía trên, các đường đi còn lại thì gửi cho Next hop của mạng default. Như vậy, để gửi gói tin cho bất kỳ một máy tính nào nằm bên ngoài mạng 192.168.3.0 thì máy tính 192.168.3.3 sẽ chuyển gói tin cho Router 3 ở địa chỉ 192.168.3.1.

Với mỗi mạng đích có thể có nhiều đường đi đến. Dựa vào một giá trị gọi là Metric Router có thể chọn được đường đi tốt nhất tới mạng đích đó, nếu có nhiều đường và các giá trị Metric của các đường đi này bằng nhau thì Router sẽ chọn đường đi được nhận biết trước hoặc dùng tất cả các đường. Metric là giá trị được gán cho từng đường đi dựa vào các tiêu chí trong giao thức định tuyến. Trong giao thức định tuyến RIP (RIPv1 và RIPv2) giá trị Metric là số lượng Router (còn gọi là Hop) phải đi qua để đến mạng đích, một đường đi tốt nhất là đường có số Hop thấp nhất. Metric trong giao thức định tuyến OSPF còn gọi là Cost, nó được thiết lập theo giá trị

Bandwidth (Băng thông) của Interface, Cost được tính bằng công thức: Cost = 108/

Bandwidth (đơn vị của Bandwidth là bps), gía trị Cost của Interface có thể thay đổi tùy theo yêu cầu quản trị. Trong giao thức EIGRP Metric bao gồm 4 thông số: Bandwidth, Delay (Độ trễ), Load (Tải) và Reliability (Độ tin cậy của đường truyền).

4.8.2. Chọn đường tĩnh

1) Giới thiệu

Trong chọn đường tĩnh (Static routing) các thông tin về đường đi do người quản trị mạng nhập cho Router. Khi cấu trúc mạng có thay đổi thì người quản trị mạng phải xoá hoặc thêm các thông tin về đường đi cho Router. Những đường đi như vậy gọi là đường đi cố định. Đối với hệ thống mạng lớn thì việc bảo trì mạng cho Router như trên tốn rất nhiều thời gian. Còn đối với hệ thống mạng nhỏ, ít có thay đổi thì việc này dễ dàng hơn. Vì chọn đường tĩnh đòi hỏi người quản trị mạng phải cấu hình mọi thông tin về đường đi cho Router nên nó không có tính linh hoạt như chọn đường động. Trong những hệ thống mạng lớn, chọn đường tĩnh thường được sử dụng kết hợp với chọn đường động.

2) Câu lệnh cấu hình chọn đường tĩnh

Router(config)#ip route network [mask] {address|interface} [distance] [permanent]

Hoặc: Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 {address|interface} //chọn đường mặc

định.

Trong đó:

Network: Mạng đích hay Subnet. Mask: Subnet Mask.

Address: Địa chỉ IP của Port của Router kế tiếp.

Interface: Tên Interface (của Router đang cấu hình) để đi tới mạng đích.

Distance: Giá trị cung cấp bởi người quản trị, nhằm chỉ độ ưu tiên (cost) của đường đi (tùy chọn).

Permanent: Chỉ định đường đi này không bị dỡ bỏ ngay cả khi Interface bị Shutdown (tùy chọn).

3) Ví dụ áp dụng Ví dụ 1:

Cho sơ đồ mạng cùng địa chỉ IP như hình dưới. Cấu hình giao thức chọn đường tĩnh trên 3 Router.

Hình 4.15. Sơ đồ mạng cấu hình giao thức chọn đường tĩnh Trên Router Hoboken:

Cấu hình cấu hình chọn đường tĩnh đến mạng 172.16.1.0/24 và 172.16.5.0/24.

Cách 1: Sử dụng tên cổng Interface của Router Hoboken

Hình 4.16. Sử dụng tên cổng Interface

Câu lệnh trên chỉ cho Router biết đường đến mạng đích đi ra bằng cổng Interface nào của nó.

Cách 2: Sử dụng địa chỉ IP của Router kế tiếp

Hình 4.17. Sử dụng địa chỉ IP

Câu lệnh trên chỉ cho Router biết địa chỉ IP của Port của Router kế tiếp là gì để đến được mạng đích.

Cả 2 cách trên đều cài đặt đường đi vào bảng chọn đường của Router. Điểm khác nhau duy nhất giữa 2 cách này là chỉ số tin cậy của 2 đường đi trên bảng chọn đường của Router. Chỉ số tin cậy là thông số đo lường độ tin cậy của một đường đi. Chỉ số này càng thấp thì độ tin cậy càng cao. Do đó, nếu đến cùng một đích thì con đường nào có chỉ số tin cậy thấp hơn thì đường đó được cho vào bảng chọn đường của Router trước. Ở trên, đường đi sử dụng địa chỉ IP của trạm kế tiếp sẽ có chỉ số tin cậy mặc định là 1, còn đường đi sử dụng tên cổng Interface thì có chỉ số tin cậy mặc định là 0. Nếu muốn chỉ định chỉ số tin cậy thay vì sử dụng giá trị mặc định thì thêm thông số này vào sau thông số về Interface/địa chỉ IP trạm kế của câu lệnh. Giá trị của chỉ số này nằm trong khoảng từ 0 đến 255.

Nếu Router không chuyển được gói ra cổng Interface đã được cấu hình thì có nghĩa là cổng Interface đang bị đóng, đường đi tương ứng cũng sẽ không được đặt vào bảng chọn đường. Đôi khi sử dụng phương pháp chọn đường tĩnh làm dự phòng cho chọn đường động, Router sẽ chỉ sử dụng chọn đường tĩnh khi chọn đường động bị hỏng. Để làm được điều này, ta chỉ cần đặt giá trị chỉ số tin cậy của chọn đường tĩnh cao hơn chỉ số tin cậy của chọn đường động đang sử dụng.

Hai Router còn lại cấu hình tương tự Router Hoboken.

Ví dụ 2:

Cho sơ đồ mạng cùng địa chỉ IP như hình dưới. Cấu hình giao thức chọn đường tĩnh trên 3 Router.

Hình 4.18. Sơ đồ mạng cấu hình giao thức chọn đường tĩnh

Cấu hình địa chỉ IP cho các Port của các Router: Router 1:

Hình 4.19. Cấu hình địa chỉ IP Router 1

Router 2:

Hình 4.20. Cấu hình địa chỉ IP Router 2

Router 4:

Hình 4.21. Cấu hình địa chỉ IP Router 4

Cấu hình chọn đường tĩnh cho các Router:

Router 1: Router 1 kết nối trực tiếp tới Router 2 và Router 4 vì thế không cần cấu hình chọn đường tĩnh trên Router 1.

Router 4:

R4(config)#ip route 10.1.1.0 255.255.255.0 12.5.10.1

(Địa chỉ IP 12.5.10.1 là địa chỉ Port S2/0 của Router1) Router 2:

Router 2(config)#ip route 12.5.10.0 255.255.255.0 10.1.1.1 (Địa chỉ IP 10.1.1.1 là địa chỉ Port Fa0/0 của Router1)

Kết quả:

Bảng chọn đường của Router 4:

Hình 4.22. Bảng chọn đường Bảng chọn đường của Router 2:

Hình 4.23. Bảng chọn đường