Báo Cáo Tìm Hiểu Giao Thức Định Tuyến OSPF

1. 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 toán 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 liên kết tĩnh:........................................................7
3:V ùng OSPF..............................................................................................13
4:Kiểu router................................................................................................13
Trong h×nh trªn ®· chØ ra 3 liÓu router gåm :router m¹ng lâi (Backbone-
router) , 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 mô 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

2. Giao Thức Đường Đi Ngắn Nhất
GVHD: Hoàng Trọng Minh
Lời mở đầu
Bu chÝnh viÔn th«ng vµ c«ng nghÖ th«ng tin ngµy nay rÊt ph¸t triÓn.Cuéc c¸ch m¹ng
th«ng tin ®· vµ ®ang diÔn ra trªn hÇu hÕt c¸c níc tiªn tiÕn trªn thÕ giíi .
Cã thÓ nãi th«ng tin ngµy nay ®ãng vai trß hÕt søc quan träng trong cuéc s«ng hµng ngµy
cña mçi con ngêi tõ viÖc ¨n g× ë ®©u ,xem g× trong nh÷ng ngµy tíi ®Õn vÊn cæ phiÕu t¨ng
gi¸ hay gi¶m gi¸ hay nh÷ng vÊn ®Ò quan träng cña c¶ thÕ giíi ®Òu ®îc ph¶n ¸nh qua
th«ng tin ®îc cËp nhËt hµng ngµy. §iÒu ®ã cho thÊy m¹ng líi viÔn th«ng ®· bao trïm trªn
toµn thÕ giíi .
Ngày 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

3. Giao thức định tuyến OSPF GVHD: Hoàng Trọng Minh
Danh mục các từ viết tắt và công thức toán học
Các từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
DBD Database description
paket
Gói mô tả cơ sở dữ liệu
LSU Link state update Cập nhật thông tin trạng
thái liên kết
LSACK Link state
acknowledgement
Tin báo nhận trạng thái
liên kết
OSPF Open shorter path fist Giao thứ đường đi ngắn
nhất
LSA Link state age Tuổi trạng thái liên kết
TOS Type of sevice Loại dịch vụ
SPF shorter path fist Các loại dịch vụ
AS Autonomous system Vùng tự trị
SV : Phạm Tến Khánh 1

4. Giao thức định tuyến OSPF GVHD: Hoàng Trọng Minh
Danh mục bảng biểu và hình vẽ
B¶ng Tªn b¶ng Trang
B¶ng 1.0 C¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn vµ tiªu chÝ so s¸nh 5
B¶ng 1.1 Các kiểu gói OSPF 16
B¶ng 1.2 Tiªu ®Ò gãi tin OSPF 16
B¶ng 1.3 Gi¸ trÞ kiÓu x¸c nhËn 17
B¶ng 1.4 Tiªu ®Ò gãi chµo OSPF 18
B¶ng 1.5 §Þnh d¹ng gãi miªu t¶ c¬ së d÷ liÖu 20
B¶ng 1.6 :§Þnh d¹ng gãi yªu cÇu tr¹ng th¸i liªn kÕt 21
B¶ng 1.7 Định dạng chung của gói cập nhật trạng thái liên kết 21
B¶ng 1.8 Tiªu ®Ò chung cña LSA 22
B¶ng 1.9 LSA liªn kÕt router 23
B¶ng 2.0 C¸c lo¹i liªn kÕt ID 24
B¶ng 2.1 Gi¸ trÞ trêng TOS 25
B¶ng 2.2 §Þnh d¹ng LSAliªn kÕt m¹ng 26
B¶ng 2.3 §inh d¹ng LSA liªn kÕt tãm t¾t tíi m¹ng 26
B¶ng 2.4 §Þnh dang LSA liªn kÕt router biªn 27
B¶ng 2.5 LSA liªn kÕt bªn ngoµi 27
B¶ng 2.6 LSA liªn kÕt bªn ngoµi 27
H×nh 1.0 C¸c khu vùc tù trÞ 7
H×nh 1.1 M« t¶ 10
Hinh1.2 Đơn mạng OSPF 13
H×nh1.3 3 kiÓu router 13
H×nh 1.4 ®Þnh tuyÕn miÒn trong 14
H×nh 1.5 Khu vùc tù trÞ 15
H×nh 1.6 §Þnh tuyÕn vïng ngoµi 16
H×nh 1.7 §Þnh tuyÕn liªn khu vùc 16
H×nh 1.8 CËp nhËt b¶ng ®Þnh tuyÕn néi miÒn 17
H×nh 1.9 CËp nhËt b¶ng ®Þnh tuyÕn 2 vïng 17
H×nh 2.0 CËp nhËt b¶ng ®Þnh tuyÕn ¬ r m¹ng lâi 19
I: Các khái niệm cơ bản
1. Khái niệm về định tuyến :
SV : Phạm Tến Khánh 2

5. Giao thức định tuyến OSPF GVHD: Hoàng Trọng Minh
Định tuyến là một tiến trình lựa chọn con đường cho thực thể thông tin chuyển qua
mạng, nó còn 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
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 .
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 Giao thức thông tin dịnh tuyến
Định
tuyến
tĩnh
RIP-1 RIP-2 IGRP EIGRP IS-IS OSPF BGPS
Thích hợp cho
mạng lớn và
khó khăn khi
thực thi mạng
Có Không Không Không Có Có Có Có
Dễ cho thi
hành
Không Có Có Có Có Không Không không
Kiểu thuật
toán
Không DVP DVP DVP DUAL LSP LSP DVP
Hỗ chợ địa chỉ Có Có Có Có Có Có Có Có
Hỗ trợ CIDRR
và VLSM Có Không Có Không Có Không Có Có
Hỗ chợ chia
tải
Không Không Không Có Có Có Có Có
Hỗ chợ chứng
thực
Không Không Có Không Có Có Có Có
SV : Phạm Tến Khánh 3

6. Giao thức định tuyến OSPF GVHD: Hoàng Trọng Minh
Cho phép đánh
trọng số
Không Không Không Có Có Có Có Có
Hội tụ nhanh Không Không Không Có Có Có Có Có
Thủ tục mời
chào cho
Router láng
riềng
Không
Không Không Không Có Có Có Không
Sử dụng quảng
bá cho việc
cập nhật bảng
định tuyến
Không Có Có Có Có Có Có Không
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 vòng lặp định tuyến vô 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 không 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

7. 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 thông 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.
Các router bên trong khu vực đường trục được gọi là các router đường trục,
các router đường trục cũng có thể là một router biên khu vực. Nếu vì một lý do
SV : Phạm Tến Khánh 5
HÖ thèng tù trÞ (AS)
Khu vùc 1 Khu vùc 2
Router biªn khu vùc
Khu vùc ®êng trôc Router ®êng trôc
Tíi AS
kh¸c
Router
biªn AS
H×nh 1.0: C¸c khu vùc trong mét hÖ thèng tù trÞ

8. Giao thức định tuyến OSPF GVHD: Hoàng 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. Ngoài 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 thông 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 toán 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.
Thông tin trạng thái có thể đo hoặc dự đoán 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: Mô hình tính toán và thông tin trạng thái
SV : Phạm Tến Khánh 6

9. Giao thức định tuyến OSPF GVHD: Hoàng Trọng Minh
1.2Thuật toán 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 toán sử dụng để tính toán
con đường ngắn nhất tới node đích được mô tả hình thức như sau:
Giả thiết :
r là node nguồn, d là node đích
Cd
r
là giá thấp nhất từ node r tới đích d
Nr
d là node tiếp theo của r trên đường tới d
Cr
s(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:
Cr
r = 0; ∀s : s ≠ Nr
d thì Cr
s = ∞;
Gọi Ω là tập các nót sau khi thực hiện sau k bước thuật toán :
Khởi tạo: Cr
d (r,d) = ∞, ∀d ∈ Ω
Bước 1: Ω = r
Cr
s(r,s) = Min Cr
s (r,s); Nr
d =s, ∀r≠ s;
Bước k: Ω = Ω ∪w ( w∉Ω )
Cr
d(r,d) = Min [Cr
s(r,s) + Cs
d (s,d)] , ∀s∉Ω .
Thuật toán dừng khi tất cả các node thuộc Ω .
Khi tính toán đường đi ngắn nhất sử dụng các thuật toán trên
đây, thông 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 toán lại tuyến đường đi ngắn nhất, tuỳ
theo giao thức được sử dụng trong mạng.
2.So sánh liên kết động và liên kết tĩnh:
§Þnh tuyÕn ®éng lùa chän tuyÕn dùa trªn th«ng tin vÒ tr¹ng th¸i hiÖn thêi cña
m¹ng. Th«ng tin tr¹ng th¸i cã thÓ ®o hoÆc dù ®o¸n vµ tuyÕn ®êng cã thÓ thay ®æi
khi topo m¹ng hoÆc lu lîng m¹ng thay ®æi. Th«ng tin ®Þnh tuyÕn cËp nhËt vµo
trong c¸c b¶ng ®Þnh tuyÕn cña c¸c nót m¹ng trùc tuyÕn vµ ®¸p øng tÝnh thêi gian
thùc nh»m tr¸nh t¾c nghÏn còng nh tèi u hiÖu n¨ng m¹ng. §Þnh tuyÕn ®éng x©y
dùng trªn hai yÕu tè c¬ b¶n: M« h×nh tÝnh to¸n vµ th«ng tin tr¹ng th¸i. Cã hai kiÓu
SV : Phạm Tến Khánh 7

10. Giao thức định tuyến OSPF GVHD: Hoàng Trọng Minh
m« h×nh tÝnh to¸n sö dông trong ®Þnh tuyÕn ®éng lµ m« h×nh tËp trung vµ m« h×nh
ph©n t¸n. M« h×nh tËp trung ®îc x©y dùng tõ hÖ thèng tÝnh to¸n ®Þnh tuyÕn nhng
trong c¸c ®iÒu kiÖn m¹ng ph¸t triÓn rÊt nhanh vµ m¹nh, m« h×nh ph©n t¸n thùc sù
chiÕm ®îc u thÕ víi ®é ®éng lín h¬n v× c¸c chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn ®îc thùc hiÖn
trªn nhiÒu thùc thÓ m¹ng, c¸c th«ng tin ®îc lu t¹i nhiÒu thùc thÓ vµ v× thÕ ®é tin
cËy cña m¹ng t¨ng lªn. ¦u ®iÓm lín nhÊt cña ®Þnh tuyÕn ®éng lµ nã cã thÓ thiÕt
lËp tuyÕn ®êng tíi tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ trong m¹ng, tù ®éng thay ®æi tuyÕn ®êng khi
cÊu h×nh m¹ng thay ®æi. Nã rÊt thÝch hîp khi:
 Thªm thiÕt bÞ vµ ®Þa chØ míi vµo m¹ng.
 Lo¹i bá thiÕt bÞ vµ ®Þa chØ khái m¹ng.
 Tù ®éng cÊu h×nh phï hîp víi sù thay ®æi cña m¹ng.
Trong mét m¹ng phøc hîp sö dông ®Þnh tuyÕn ®éng, mét m¹ng cã thÓ bÞ t¸i
t¹o l¹i cÊu h×nh mét c¸ch liªn tôc v× sù kh¸c nhau vÒ thiÕt bÞ vµ chÝnh s¸ch cña rÊt
nhiÒu nhµ khai th¸c cïng ho¹t ®éng. §iÒu ®ã cã thÓ g©y nªn nh÷ng tæn thÊt trªn
m¹ng vÒ sö dông tµi nguyªn. §iÒu ®ã còng cã nghÜa lµ sö dông ®Þnh tuyÕn ®éng
còng sÏ t¹o ra sù phøc t¹p cao nhÊt. VÝ dô sau nh»m minh ho¹ sù cÇn thiÕt cña ®Þnh
tuyÕn ®éng trªn Internet. M¹ng ë h×nh 1.1 sÏ thÝch øng kh¸c nhau ®èi víi c¸c thay
®æi vÒ t«p« m¹ng, tuú thuéc viÖc nã sö dông c¬ chÕ ®Þnh tuyÕn tÜnh hay ®Þnh tuyÕn
®éng.
Hình 1.1:mô tả sự thích ứng kh¸c nhau về topo mạng
§Þnh tuyÕn tÜnh cho phÐp c¸c router ®Þnh tuyÕn gãi tin tõ m¹ng nµy tíi m¹ng
kh¸c dùa trªn c¸c th«ng tin ®îc cÊu h×nh nh©n c«ng. Trong vÝ dô nµy, router R1
lu«n göi lu lîng cã ®Ých lµ router R4 qua router R3. Router R1 tham chiÕu tíi b¶ng
®Þnh tuyÕn cña nã vµ dùa theo c¸c th«ng tin tÜnh ®Ó chuyÓn tiÕp gãi tíi router R3.
SV : Phạm Tến Khánh 8
R1 R2
R3 R4

11. Giao thức định tuyến OSPF GVHD: Hoàng Trọng Minh
Router R3 còng thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc t¬ng tù vµ chuyÓn tiÕp gãi tíi router R4.
Router R4 chuyÓn gãi tíi tr¹m ®Ých.
NÕu ®êng ®i gi÷a router R1 vµ router R3 bÞ lçi, router R1 kh«ng thÓ chuyÓn gãi tíi
Router R4 th«ng qua tuyÕn tÜnh ®ã thiÕt lËp nµy. Nh vËy, truyÒn th«ng víi m¹ng
®Ých kh«ng thÓ thùc hiÖn ®îc cho ®Õn khi router R1 ®îc cÊu h×nh l¹i ®Ó chuyÓn gãi
qua router R2. §©y chÝnh lµ mét nhîc ®iÓm cña ®Þnh tuyÕn tÜnh. §Þnh tuyÕn ®éng
ho¹t ®éng linh ho¹t h¬n. Theo b¶ng ®Þnh tuyÕn cña router R1, gãi cã thÓ tíi ®Ých
cña nã qua router R3. Tuy nhiªn, còng cã mét ®êng ®i s½n kh¸c tíi ®Ých, ®ã lµ ®i
qua router R2. Khi router R1 nhËn ra r»ng liªn kÕt tíi router R3 bÞ lçi, nã ®iÒu
chØnh b¶ng ®Þnh tuyÕn vµ ®êng ®i tíi m¹ng ®Ých sÏ qua router R2. Khi liªn kÕt gi÷a
router R1 vµ router R3 ®îc kh«i phôc, router R1 cã thÓ mét lÇn n÷a thay ®æi b¶ng
®Þnh tuyÕn ®Ó chuyÓn ®êng ®i tíi ®Ých lµ qua router R3.
§Þnh tuyÕn ®éng sö dông c¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn ®Ó thùc hiÖn x©y dùng
nªn c¸c b¶ng ®Þnh tuyÕn trªn c¸c bé ®Þnh tuyÕn. C¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn ®éng ®-
îc chia thµnh 2 nhãm chÝnh: Giao thøc ®Þnh tuyÕn vÐct¬ kho¶ng c¸ch vµ giao thøc
®Þnh tuyÕn tr¹ng th¸i liªn kÕt. Ngoµi ra cßn cã nhãm giao thøc thø 3 lµ nhãm c¸c
giao thøc ®Þnh tuyÕn lai ghÐp gi÷a hai nhãm trªn hay nãi c¸ch kh¸c cã c¸c tÝnh
chÊt cña c¶ hai nhãm giao thøc: §Þnh tuyÕn vÐct¬ kho¶ng c¸ch vµ ®Þnh tuyÕn tr¹ng
th¸i liªn kÕt.
2.1:Giao thức định tuyến vecto khoảng cách (distance-vecto: gäi t¾t lµ
®Þnh tuyÕn vÐct¬): Dùa vµo c¸c gi¶i thuËt ®Þnh tuyÕn cã c¬ së ho¹t ®éng lµ vÐct¬
kho¶ng c¸ch. Theo ®Þnh kú c¸c bé ®Þnh tuyÕn chuyÓn toµn bé c¸c th«ng tin cã
trong b¶ng ®Þnh tuyÕn ®Õn c¸c bé ®Þnh tuyÕn l©n cËn ®Êu nèi trùc tiÕp víi nã vµ
còng theo ®Þnh kú nhËn c¸c b¶ng ®Þnh tuyÕn tõ c¸c bé ®Þnh tuyÕn l©n cËn. Sau khi
nhËn ®îc c¸c b¶ng ®Þnh tuyÕn tõ c¸c bé ®Þnh tuyÕn l©n cËn, bé ®Þnh tuyÕn sÏ so
s¸nh víi b¶ng ®Þnh tuyÕn hiÖn cã vµ quyÕt ®Þnh vÒ viÖc x©y dùng l¹i c¸c b¶ng ®Þnh
tuyÕn theo thuËt to¸n cña tõng giao thøc hay kh«ng. Trong trêng hîp ph¶i x©y
dùng l¹i, bé ®Þnh tuyÕn sau ®ã sÏ göi b¶ng ®Þnh tuyÕn míi cho c¸c l©n cËn vµ c¸c
l©n cËn l¹i thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc t¬ng tù. C¸c bé ®Þnh tuyÕn tù x¸c ®Þnh c¸c l©n
cËn trªn c¬ së thuËt to¸n vµ c¸c th«ng tin thu lîm tõ m¹ng.
•Tõ viÖc cÇn thiÕt ph¶i göi c¸c b¶ng ®Þnh tuyÕn míi l¹i cho c¸c l©n cËn vµ
c¸c l©n cËn sau khi x©y dùng l¹i b¶ng ®Þnh tuyÕn l¹i göi trë l¹i b¶ng ®Þnh tuyÕn
míi, ®Þnh tuyÕn thµnh vßng cã thÓ x¶y ra nÕu sù héi vÒ tr¹ng th¸i bÒn v÷ng cña
m¹ng diÔn ra chËm trªn mét cÊu h×nh míi. C¸c bé ®Þnh tuyÕn sö dông c¸c kü thuËt
bé ®Õm ®Þnh thêi ®Ó ®¶m b¶o kh«ng n¶y sinh viÖc x©y dùng mét b¶ng ®Þnh tuyÕn
sai. Cã thÓ diÔn gi¶i ®iÒu ®ã nh sau:
•Khi mét bé ®Þnh tuyÕn nhËn mét cËp nhËt tõ l©n cËn chØ r»ng mét m¹ng cã
thÓ truy xuÊt tríc ®©y nay kh«ng thÓ truy xuÊt ®îc n÷a, bé ®Þnh tuyÕn ®¸nh dÊu
tuyÕn kh«ng thÓ truy xuÊt vµ khëi ®éng mét bé ®Þnh thêi.
SV : Phạm Tến Khánh 9

12. Giao thức định tuyến OSPF GVHD: Hoàng Trọng Minh
•NÕu t¹i bÊt kú thêi ®iÓm nµo mµ tríc khi bé ®Þnh thêi hÕt h¹n mét cËp nhËt
®îc tiÕp nhËn còng tõ l©n cËn ®ã chØ ra r»ng m¹ng ®· ®îc truy xuÊt trë l¹i, bé ®Þnh
tuyÕn ®¸nh dÊu lµ m¹ng cã thÓ truy xuÊt vµ gi¶i phãng bé ®Þnh thêi.
•NÕu mét cËp nhËt ®Õn tõ mét bé ®Þnh tuyÕn l©n cËn kh¸c víi gi¸ trÞ ®Þnh
tuyÕn tèt h¬n gi¸ trÞ ®Þnh tuyÕn ®îc ghi cho m¹ng nµy, bé ®Þnh tuyÕn ®¸nh dÊu
m¹ng cã thÓ truy xuÊt vµ gi¶i phãng bé ®Þnh thêi. NÕu gi¸ trÞ ®Þnh tuyÕn tåi h¬n,
cËp nhËt ®îc bá qua.
•Khi bé ®Þnh thêi ®îc ®Õm vÒ 0, gi¸ trÞ ®Þnh tuyÕn míi ®îc x¸c lËp, bé ®Þnh
tuyÕn cã b¶ng ®Þnh tuyÕn míi.
ViÖc tÝnh to¸n tuyÕn trong giao thøc ®Þnh tuyÕn vÐct¬ kho¶ng c¸ch sö dông
thuËt to¸n tÝnh to¸n con ®êng ng¾n nhÊt theo kü thuËt chän ®êng ph©n t¸n mµ ®iÓn
h×nh lµ thuËt to¸n chän ®êng Ford& Fulkerson. Kü thuËt chän ®êng nµy cho phÐp
ta t×m tÊt c¶ c¸c con ®êng ®i ng¾n nhÊt tõ tÊt c¶ c¸c ®Ønh tíi mét ®Ønh ®Ých cho tr-
íc. Gi¶i thuËt nµy ®îc thùc hiÖn b»ng c¸c bíc lÆp, sau k bíc, mçi ®Ønh ®îc ®¸nh
dÊu bëi mét cÆp gi¸ trÞ (nk(v),Dk(v)) trong ®ã:
Dk(v) lµ gi¸ trÞ cùc tiÓu tõ ®Ønh v ®Õn ®Ých t¹i bíc thø k
Nk(v) lµ ®Ønh tiÕp theo trªn con ®êng tõ v ®Õn ®Ých t¹i bíc thø k
Qu¸ tr×nh lÆp sÏ dõng l¹i khi cÆp gi¸ trÞ ®¸nh dÊu cña mçi ®Ønh ®îc gi÷ nguyªn
kh«ng thay ®æi n÷a.
ThuËt to¸n Ford-Fulkerson ®îc m« t¶ nh sau:
-§Çu vµo: §å thÞ cã híng G=(V,E) víi n ®Ønh
a(u,v):ma trËn träng sè kh«ng ©m, s lµ ®Ønh ®Ých
-§Çu ra:N(v) ghi nhËn ®Ønh tríc v trªn ®êng ®i ®Õn ®Ých
Bíc 0 (Khëi t¹o):
D0(s)=0 vµ tÊt c¶ c¸c nót ®îc®¸nh dÊu (.,v« cïng)
Bíc k (TÝnh vµ cËp nhËt):
Víi mäi v kh¸c s (®Ých), cËp nhËt l¹i Dk(v) nh sau:
Dk(v)=min[Dk-1(w) + l(v,w)] víi w thuéc Nv
trong ®ã Nv
lµ tËp c¸c nót l©n cËn cña v.
CËp nhËt nk(v) nh sau:
nk(v)=w1 víi w1 tho¶ m·n biÓu thøc”
Dk-1(w1)+ l(v,w1)= min[Dk-1(w) + l(v,w)]
víi w thuéc Nv
SV : Phạm Tến Khánh 10

13. Giao thức định tuyến OSPF GVHD: Hoàng Trọng Minh
KiÓm tra ®iÒu kiÖn lÆp: NÕu tån t¹i Dk(v) kh¸c Dk-1(v) th× tiÕp bíc
(k+1). Ngîcl¹i th× kÕt thóc qu¸ tr×nh tÝnh to¸n.
2.2: Các Giao thức định tuyến trạng thái liên kết (link-state: gäi t¾t
lµ ®Þnh tuyÕn tr¹ng th¸i): C¸c gi¶i thuËt ®Þnh tuyÕn tr¹ng th¸i, còng ®îc gäi lµ SPF
(shortest path first-chän ®êng dÉn ng¾n nhÊt), duy tr× mét c¬ së d÷ liÖu phøc t¹p
chøa th«ng tin vÒ cÊu h×nh m¹ng. Trong khi gi¶i thuËt vÐc t¬ kh«ng cã th«ng tin
®Æc biÖt g× vÒ c¸c m¹ng ë xa vµ còng kh«ng biÕt c¸c bé ®Þnh tuyÕn ë xa, gi¶i thuËt
®Þnh tuyÕn tr¹ng th¸i biÕt ®îc ®Çy ®ñ vÒ c¸c bé ®Þnh tuyÕn ë xa vµ biÕt ®îc chóng
liªn kÕt víi nhau nh thÕ nµo. Giao thøc ®Þnh tuyÕn tr¹ng th¸i sö dông:
• C¸c th«ng b¸o vÒ tr¹ng th¸i liªn kÕt: LSA (Link State
Advertisements).
• Mét c¬ së d÷ liÖu vÒ cÊu h×nh m¹ng.
• Gi¶i thuËt SPF vµ c©y SPF sau cïng.
• Mét b¶ng ®Þnh tuyÕn liªn hÖ c¸c ®êng dÉn vµ c¸c cæng ®Õn tõng
m¹ng.
Ho¹t ®éng t×m hiÓu kh¸m ph¸ m¹ng trong kiÓu ®Þnh tuyÕn tr¹ng th¸i ®îc thùc hiÖn
nh sau:
• C¸c bé ®Þnh tuyÕn trao ®æi c¸c LSA cho nhau. Mçi bé ®Þnh tuyÕn b¾t
®Çu víi c¸c m¹ng ®îc kÕt nèi trùc tiÕp ®Ó lÊy th«ng tin.
• Mçi bé ®Þnh tuyÕn ®ång thêi víi c¸c bé ®Þnh tuyÕn kh¸c tiÕn hµnh
x©y dung mét c¬ së d÷ liÖu vÒ cÊu h×nh m¹ng bao gåm tÊt c¶ c¸c LSA ®Õn
tõ liªn m¹ng.
• Gi¶i thuËt SPF tÝnh to¸n m¹ng cã thÓ ®¹t ®Õn. Bé ®Þnh tuyÕn x©y
dùng cÊu h×nh m¹ng luËn lý nh mét c©y, tù nã lµ gèc, gåm tÊt c¶ c¸c ®êng
dÉn cã thÓ ®Õn mçi m¹ng trong toµn bé m¹ng ®ang ch¹y giao thøc ®Þnh
tuyÕn tr¹ng th¸i. Sau ®ã, nã s¾p xÕp c¸c ®êng dÉn nµy theo chiÕn lîc chän
®êng dÉn ng¾n nhÊt.
• Bé ®Þnh tuyÕn liÖt kª c¸c ®êng dÉn tèt nhÊt cña nã vµ c¸c cæng dÉn
®Õn c¸c m¹ng ®Ých trong b¶ng ®Þnh tuyÕn cña nã. Nã còng duy tr× c¸c c¬ së
d÷ liÖu kh¸c vÒ c¸c phÇn tö cÊu h×nh m¹ng vµ c¸c chi tiÕt vÒ hiÖn tr¹ng cña
m¹ng.
Khi cã thay ®æi vÒ cÊu h×nh m¹ng, bé ®Þnh tuyÕn ®Çu tiªn nhËn biÕt ®îc sù
thay ®æi nµy göi th«ng tin ®Õn c¸c bé ®Þnh tuyÕn kh¸c hay ®Õn mét bé ®Þnh tuyÕn
®Þnh tríc ®îc g¸n lµ tham chiÕu cho tÊt c¶ c¸c bé ®Þnh tuyÕn trªn m¹ng lµm c¨n cø
cËp nhËt.
•Theo dâi c¸c l©n cËn cña nã, xem xÐt cã ho¹t ®éng hay kh«ng, vµ gi¸
trÞ ®Þnh tuyÕn ®Õn l©n cËn ®ã.
SV : Phạm Tến Khánh 11

14. Giao thức định tuyến OSPF GVHD: Hoàng Trọng Minh
•T¹o mét gãi LSA trong ®ã liÖt kª tªn cña tÊt c¶ c¸c bé ®Þnh tuyÕn l©n
cËn vµ c¸c gi¸ trÞ ®Þnh tuyÕn ®èi víi c¸c l©n cËn míi, c¸c thay ®æi trong gi¸
trÞ ®Þnh tuyÕn vµ c¸c liªn kÕt dÉn ®Õn c¸c l©n cËn ®· ®îc ghi.
•Göi gãi LSA nµy ®i sao cho tÊt c¶ c¸c bé ®Þnh tuyÕn ®Òu nhËn ®îc.
•Khi nhËn 1 gãi LSA, ghi gãi LSA vµo c¬ së d÷ liÖu ®Ó sao cho cËp
nhËt gãi LSA míi nhÊt ®îc ph¸t ra tõ mçi bé ®Þnh tuyÕn.
•Hoµn thµnh b¶n ®å cña liªn m¹ng b»ng c¸ch dïng d÷ liÖu tõ c¸c gãi
LSA tÝch luü ®îc vµ sau ®ã tÝnh to¸n c¸c tuyÕn dÇn ®Õn tÊt c¶ c¸c m¹ng
kh¸c sö dông thuËt to¸n SPF.
Cã hai vÊn ®Ò lu ý ®èi víi giao thøc ®Þnh tuyÕn tr¹ng th¸i:
•Ho¹t ®éng cña c¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn tr¹ng th¸i trong hÇu hÕt c¸c
trêng hîp ®Òu yªu cÇu c¸c bé ®Þnh tuyÕn dïng nhiÒu bé nhí vµ thùc thi
nhiÒu h¬n so víi c¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn theo vÐc t¬. C¸c yªu cÇu nµy xuÊt
ph¸t tõ viÖc cÇn thiÕt ph¶i lu tr÷ th«ng tin cña tÊt c¶ c¸c l©n cËn, c¬ së d÷
liÖu m¹ng ®Õn tõ c¸c n¬i kh¸c vµ thùc thi c¸c thuËt to¸n ®Þnh tuyÕn tr¹ng
th¸i. Ngêi qu¶n lý m¹ng ph¶i ®¶m b¶o r»ng c¸c bé ®Þnh tuyÕn mµ hä chän
cã kh¶ n¨ng cung cÊp c¸c tµi nguyªn cÇn thiÕt nµy.
•C¸c nhu cÇu vÒ b¨ng th«ng cÇn ph¶i tiªu tèn ®Ó khëi ®éng sù ph¸t
t¸n gãi tr¹ng th¸i. Trong khi khëi ®éng qu¸ tr×nh kh¸m ph¸, tÊt c¶ c¸c bé
®Þnh tuyÕn dïng c¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn tr¹ng th¸i ®Ó göi c¸c gãi LSA ®Õn
tÊt c¶ c¸c bé ®Þnh tuyÕn kh¸c. Hµnh ®éng nµy lµm trµn ngËp m¹ng khi mµ
c¸c bé ®Þnh tuyÕn ®ång lo¹t yªu cÇu b¨ng th«ng vµ t¹m thêi lµm gi¶m lîng
b¨ng th«ng kh¶ dông dïng cho lu lîng d÷ liÖu thùc ®îc ®Þnh tuyÕn. Sau
khëi ®éng ph¸t t¸n nµy, c¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn tr¹ng th¸i thêng chØ yªu
cÇu mét lîng b¨ng th«ng tèi thiÓu ®Ó göi c¸c gãi LSA kÝch ho¹t sù kiÖn
kh«ng thêng xuyªn nh»m ph¶n ¸nh sù thay ®æi cña cÊu h×nh m¹ng.
ViÖc tÝnh to¸n tuyÕn trong giao thøc ®Þnh tuyÕn vÐct¬ kho¶ng c¸ch sö dông thuËt
to¸n tÝnh to¸n con ®êng ng¾n nhÊt theo kü thuËt chän ®êng tËp trung mµ ®iÓn h×nh
lµ thuËt to¸n t×m ®êng ®i ng¾n nhÊt Dijkstra. ThuËt to¸n ®îc ®a ra ®Ó t×m ®êng ®i
ng¾n nhÊt tõ ®Ønh s ®Õn tÊt c¶ c¸c ®Ønh cßn l¹i trong ®å thÞ cã híng dùa trªn c¬ së
g¸n cho c¸c ®Ønh c¸c nh·n t¹m thêi (Kh¸c víi Ford&Fulkerson t×m ®êng ®i tõ tÊt
c¶ c¸c ®Ønh ®Õn 1 ®Ých).
ThuËt to¸n Dijkstra ®îc m« t¶ nh sau:
-§Çu vµo: §å thÞ cã híng G=(V,E) víi n ®Ønh
s thuéc V lµ ®Ønh xuÊt ph¸t, a[u,v]: ma trËn träng sè
d(v) lµ kho¶ng c¸ch tõ ®Ønh xuÊt ph¸t s ®Õn v
-§Çu ra: Truoc[v]:ghi nhËn ®Ønh ®i tríc v trong ®êng ®i ng¾n nhÊt tõ sv
SV : Phạm Tến Khánh 12
Tải bản FULL (32 trang): https://bit.ly/3C3Komk
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

15. Giao thức định tuyến OSPF GVHD: Hoàng Trọng Minh
Bíc 0 (Khëi ®éng):
N0={s}
D0(v)=l(s,v) víi v kh«ng thuéc N0
Bíc k (TÝnh vµ cËp nhËt):
Nk=Nk-1 giao {w}
trong ®ã w tho¶ m·n biÓu thøc: Dk-1(w)=min[Dk-1(v)] víi v o thuéc Nk-1
CËp nhËt: víi mäi v o thuéc Nk:
Dk(v)= min [Dk-1(v), Dk-1(w)+l(w,v)]
KiÓm tra ®iÒu kiÖn lÆp: NÕu Nk kh¸c V th× lÆp bíc k+1 ngîc l¹i th× dõng qu¸
tr×nh tÝnh to¸n.
3:V ùng OSPF
H×nh1.2 :miªu t¶ ®¬n m¹ng OSPF
Trong mét m¹ng OSPF cã thÎ ®îc chia ra lµm hai vïng chÝnh .Vïng m¹ng lâi
( vïng s¬ cÊp) vµ vïng thø cÊp .Trong hai vïng nµy cã kh¶ n¨ng thay ®æi .Khi
m¹ng lâi bi lçi th× ngêi qu¶n trÞ sÏ t¹o ra mét liªn kÕt ¶o vµ ch¹y liªn kÕt ¶o nµy
nh mét m¹ng lâi th«ng thêng
4:Kiểu router
Cã 3 kiÓu router trong mét m¹ng OSPF ,Chóng ®ãng vai trß kh¸c nhau trong mét
m¹ng OSPF
®ã lµ :
Router m¹ng lâi
Router biªn khu vùc
Router néi miÒn
SV : Phạm Tến Khánh 13
Tải bản FULL (32 trang): https://bit.ly/3C3Komk
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

16. Giao thức định tuyến OSPF GVHD: Hoàng Trọng Minh
H×nh1.3 : chØ ra 3 kiÓu router
Nh trªn h×nh ta thÊy ,m¹ng ®îc chia thµnh 3 vïng, vïng 0, vïng1, vïng2
Trong h×nh trªn ®· chØ ra 3 liÓu router gåm :router m¹ng lâi (Backbone-
router) , Router biªn khu vùc (Area boder router), router néi miÒn(Internal
router)
5:Kiểu đ ịnh tuyến
Trªn h×nh trªn ta ®· thÊy cã 3 liÓu router khac nhau.Nhng chØ cã 2 kiÓu ®Þnh tuyÕn
cho m¹ng sö dông OSPF
§Þnh tuyÕn néi miÒn
§Þnh tuyÕn liªn miÒn
§Þnh tuyÕn miÒn trong
Cã nghÜa lµ ®Þnh tuyÕn trong néi miÒn
H×nh1.4 biÓu thÞ ®Þnh tuyÕn miÒn trong
SV : Phạm Tến Khánh 14