Đang tải... (xem toàn văn)
Bưu chính viễn thông và công nghệ thông tin ngày nay rất phát triển
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Bưu chính viễn thông và công nghệ thông tin ngày nay rất phát triển.Cuộc cách mạng thông tin đã và đang diễn ra trên hầu hết các nước tiên tiến trên thế giới. Có thể nói thông tin ngày nay đóng vai trò hết sức quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của mỗi con người 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 được phản ánh qua thông tin được cập nhật hàng ngày. Điều đó cho thấy mạng lưới viễn thông đã bao trùm trên toàn thế giới . 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. OSPF Là giao thức định tuyến nhóm link-state, thường được triển khai trong các hệ thống mạng phức tạp. Giao thức OSPF tự xây dựng những cơ chế riêng cho mình ,tự bảo đảm những quan hệ của chính mình với các router khác. Nó có thể dò tìm nhanh chóng sự thay đổ của topology (cũng như lỗi của các interface ) và tính toán lại những route mới sau chu kỳ hội tụ. Chu kỳ hội tụ của OSPF rất ngắn và cũng tốn rất ít lưu lượng đường truyền. Chính vì các lý do trên em đã lựa chọn giao thức định tuyến OSPF và đưa ra các mô hình mô phỏng trực quan và sinh động bằng phần mềm mô phỏng Packet tracer của CISCO. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Nguyễn Tiến Ban đã tạo điều kiện cho em trong quá trình làm và thực hiện . Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do khả năng còn hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót em mong nhận được sự góp ý từ các thầy cô và các bạn đọc để nhóm có thể hoàn thiện bài báo cáo .Xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, Ngày… Tháng … Năm……. Sinh viên thực hiện Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 1 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF Vũ Trí Cường CHƯƠNG I: ĐỊA CHỈ IP VÀ ĐÁNH ĐỊA CHỈ IP Địa chỉ IP là địa chỉ lớp mạng, được sử dụng để định danh các máy trạm (HOST) trong liên mạng. Địa chỉ IP.v4 có độ dài 32 bít. Nó có thể được biểu thị dưới dạng thập phân, bát phân, thập lục phân và nhị phân. Có hai cách cấp phát địa chỉ IP phụ thuộc vào cách thức ta kết nối mạng. Nếu mạng của ta kết nối vào mạng Internet, địa chỉ mạng được xác nhận bởi NIC (Network Information Center). Nếu mạng của ta không kết nối với Internet, người quản trị mạng sẽ cấp phát địa chỉ IP cho mạng này. Về cơ bản, khuôn dạng địa chỉ IP gồm hai phần: Network Number và Host Number như hình vẽ: Trong đó, phần Network Number là địa chỉ mạng còn Host Number là địa chỉ các máy trạm làm việc trong mạng đó. Do việc tăng các WW theo hàm mũ trong những năm gần đây vì số lượng WW mở ra rất nhiều, nên với địa chỉ IP là 32 bít là rất ít do vậy để mở rộng khả năng đánh điạ chỉ cho mạng IP và vì nhu cầu sử dụng có rất nhiều quy mô mạng khác nhau, nên người ta chia các điạ chỉ IP thành 5 lớp ký hiệu là A, B, C, D và E có cấu trúc như sau: Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 2 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF Hình 1.1: Các kiểu địa chỉ IP Lớp A (/8): Được xác định bằng bít đầu tiên trong byte thứ nhất là 0 và dùng các bít còn lại của byte này để định danh mạng. Do đó, nó cho phép định danh tới 126 mạng, với 16 triệu máy trạm trong mỗi mạng. Lớp B (/16): Được xác định bằng hai bít đầu tiên nhận giá trị 10, và sử dụng byte thứ nhất và thứ hai cho định danh mạng. Nó cho phép định danh 16.384 mạng với tối đa 65.535 máy trạm trên mỗi mạng. Lớp C (/24): Được xác định bằng ba bít đầu tiên là 110 và dùng ba byte đầu để định danh mạng. Nó cho phép định danh tới 2.097.150 mạng với tối đa 254 máy trạm trong mỗi máy trạm trong mỗi mạng. Do đó, nó được sử dụng trong các mạng có quy mô nhỏ. Lớp D: Được xác định bằng bốn bít đầu tiên là 1110, nó được dùng để gửi các IP datagram tới một nhóm các host trên một mạng. Tất cả các số lớn hơn 233 trong trường đầu là thuộc nhóm D. Lớp E: Được xác định bằng năm bít đầu tiên là 11110, được dự phòng cho tương lai. Với phương thức đánh địa chỉ IP như trên, số lượng mạng và số máy tối đa trong mỗi lớp mạng là cố định. Do đó, sẽ nảy sinh vấn đề đó là có các địa chỉ không được sử dụng trong mạng của một doanh nghiệp, trong khi một doanh nghiệp khác lại không có địa chỉ mạng để dùng. Do đó để tiết kiệm địa chỉ mạng, trong nhiều trường hợp một mạng có thể được chia thành nhiều mạng con (subnet). Khi đó, có thể đưa thêm các vùng subnetid để định danh cho các mạng con. Vùng subnetid này được lấy từ vùng hostid của các lớp A, B và C. Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 3 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF CHƯƠNG II: CÁC GIAO THỨC TRONG ĐỊNH TUYẾN IP 2.1 Khái Niệm Định tuyến là cách thức mà Router (bộ định tuyến) hoặc thiết bị mạng khác sử dụng để truyền phát các gói tin tới địa chỉ đích trên mạng. Khái niệm routing gắn liền với mạng Intranet và Internet sử dụng một mô hình định tuyến hop-by-hop. Điều này có nghĩa rằng mỗi PC hay Router sẽ tiến hành kiểm tra trường địa chỉ đích trong phần tiêu đề của gói IP, tính toán chặng tiếp theo (Next hop) để từng bước chuyển gói IP dần đến đích của nó và các Router cứ tiếp tục phát các gói tới chặng tiếp theo như vậy cho tới khi các gói IP đến được đích. 2.2 Phân loại. Có 2 loại định tuyến : định tuyến tĩnh và định tuyến động 2.2.1 Định tuyến tĩnh Trong bảng định tuyến gồm Địa chỉ mạng và subnet mask và địa chỉ IP của router tiếp theo hoặc exit interface. Được ký hiệu là chữ “S” trong bảng định tuyến. Chúng ta sử dụng định tuyến tĩnh khi : Khi mạng chỉ có 1 vài router hay mô hình mạng đơn giản . Mạng được kết nối với Internet chỉ thông qua 1 ISP. Mô hình Hub & spoke được sử dụng trên 1 mạng lớn. Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 4 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF Hình 2.1 Bảng định tuyến 2.2.2 Định Tuyến Động Giao thức định tuyến động được sử dụng bởi các router để chia sẻ thông tin về tình trạng của các mạng từ xa.Giao thức định tuyến động thực hiện 1 số hoạt động bao gồm : Khám phá mạng. Cập nhật và duy trì bảng định tuyến. Điểm đặc trưng của định tuyến động là : Tự động khám phá mạng Duy trì bảng định tuyến. Các loại định tuyến động : 1. RIP(Routing Information Protocol). 2. IGRP(Interior Gateway Routing Protocol) 3. EIGRP(Enhanced IGRP) 4. OSPF(Open Shortest Path First) 5. IS-IS(Intermediate System-to-Intermediate System ) 6. BGP (Border Gateway Protocol). Các thuật toán tìm đường :gồm 2 loại Giao thức định tuyến Distance vector : Các giao thức định tuyến thuộc loại này như RIP,IGRP Hoạt động theo nguyên tắc Neighbors , nghĩa là mỗi router sẽ gửi bảng định tuyến của mình cho tất cả router kết nối trực tiếp với nó. Các router đó sau đó so sánh với bảng định tuyến mà mình hiện có và kiểm tra lại các tuyến đường của mình với các tuyến đường mới nhận được , tuyến đường nào tối ưu hơn sẽ được Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 5 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF đưa vào bảng định tuyến các gói tin update sẽ được gửi theo chu kỳ (30s với RIP, 90s với EIGRP). Giao thức định tuyến Link-state : Các giao thức định tuyến thuộc loại này như : OSPF,IS-IS Link-state không gửi bảng định tuyến của mình, mà chỉ gửi trạng thái của các đường link trong linkstate database của mình đi cho các router khác,các router sẽ áp dụng giải thuật SPF(shortest path first),để tự xây dựng bảng định tuyến riêng cho mình.khi mạng đã hội tụ,link state protocol sẽ không gửi update định kỳ mà chỉ gửi khi nào có sự thay đổi trong mạng. 2.3 Giao Thức RIP (Routing Information Protocol) Routing Information Protocol (RIP) là giao thức định tuyến vector khoảng cách (Distance Vector Protocol) xuất hiện sớm nhất. Nó suất hiện vào năm 1970 bởi Xerox như là một phần của bộ giao thức Xerox Networking Services (XNS). Một điều kỳ lạ là RIP được chấp nhận rộng rải trước khi có một chuẩn chính thức được xuất bản. Mãi đến năm 1988 RIP mới được chính thức ban bố trong RFC1058 bởi Charles Hedrick. RIP được sử dụng rộng rãi do tính chất đơn giản và tiện dụng của nó. Giao thức định tuyến RIP có 2 phiên bản RIPv1 và RIPv2. 2.3.1 Giao Thức RIPv1 Đặc điểm: RIPv1 (RIP phiên bản 1) là giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách nên quảng bá toàn bộ bảng định tuyến của nó cho các router láng giềng theo định kỳ. Chu kỳ cập nhật của RIP là 30 giây. Thông số định tuyến của RIP là số lượng hop, giá trị tối đa là 15 hop. RIPv1 là giao thức định tuyến theo lớp địa chỉ. Khi RIP router nhận thông tin về một mạng nào đó từ một cổng, trong thông tin định tuyến này không có thông tin về subnet mask đi kèm. Do đó router sẽ lấy subnet mask của cổng để áp dụng cho địa chỉ mạng mà nó nhận được từ cổng này. Nếu subnet mask này không phù hợp thì nó sẽ lấy subnet mask mặc định theo lớp địa chỉ để áp dụng cho địa chỉ mạng mà nó nhận được. Một số hạn chế của RIPv1: - Không gửi thông tin subnet mask trong thông tin định tuyến - Gửi quảng bá thông tin định tuyến theo địa chỉ 255.255.255.255 Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 6 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF - Không hỗ trợ xác minh thông tin nhận được - Không hỗ trợ VLSM và CIDR (Classless Interdomain Routing) 2.3.2 Giao Thức RIPv2 RIPv2 được phát triển từ RIPv1 nên có nhiều đặc điểm giống RIP v1 : - Là một giao thức định tuyến theo véctơ khoảng cách, sử dụng số hop làm thông số định tuyến. - Sử dụng thời gian holddown để chống lặp (loop), thời gian này mặc định là 180 giây. - Sử dụng cơ chế split horizon để chống loop. - Giá trị hop tối đa là 15 RIPv2 có gửi subnet mask đi kèm với các địa chỉ mạng trong thông tin định tuyến vì vậy RIPv2 có hỗ trợ VLSM và CIDR. RIPv2 cũng hỗ trợ việc xác minh thông tin định tuyến. Vì vậy ta có thể cấu hình cho RIP gửi và nhận thông tin xác minh trên cổng giao tiếp của router bằng mã hóa MD5 hay không mã hóa. 2.4 Giao Thức IGRP Trước những nhược điểm vốn có của RIP như: metric là hop count, kích thước mạng tối đa là 15 hop. Cisco đã phát triển một giao thức độc quyền của riêng mình là IGRP để khắc phục những nhược điểm đó. Cụ thể là metric của IGRP là sự tổ hợp của 5 yếu tố, mặc định là bandwidth và delay: Bandwidth, Delay Load, Reliability, Maximum transfer unit (MTU). IGRP không sử dụng hop count trong metric của mình, tuy nhiên nó vẫn theo dõi được hop count. Một mạng cài đặt IGRP thì kích thước mạng có thể nên tới 255 hop. Ưu điểm nữa của IGRP so với RIP là nó hỗ trợ được unequal-cost load sharing và thời gian update lâu hơn RIP gấp 3 lần. (90 giây). Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm của mình so với RIP, IGRP cũng có những nhược điểm đó là giao thức độc quyền của Cisco. 2.5 Giao Thức EIGRP Là một giao thức mở rộng của IGRP, được phát triển bởi Cisco. IGRP là classful routing protocol, còn EIGRP là classless routing protocol. EIGRP là một giao thức định tuyến lai (hybrid routing), nó vừa mang những đặc điểm của distance vector vừa mang một số đặc điểm của link-state. Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 7 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF EIGRP hỗ trợ VLSM và CIDR nên sử dụng hiệu quả không gian địa chỉ. Sử dụng địa chỉ multicast (224.0.0.10) để trao đổi thông tin cập nhật định tuyến. CHƯƠNG III: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF 3.1 Khái Niệm OSPF là giao thức định tuyến dạng Link-State dựa trên chuẩn mở được phát triển để thay thế phương thức Distance Vector (RIP). RIP là một giao thức định tuyến được chấp nhận trong những ngày đầu của mạng và Internet,nhưng do phụ thuộc vào số lượng hop mà router có thể đi được chỉ là 15 nên RIP nhanh chóng không thể chấp nhận được trong các mạng lớn hơn .Các mạng lớn hơn cần 1 giải pháp định tuyến mạnh mẽ hơn. OSPF là 1 giao thức định tuyến classless mà sử dụng khái niệm vùng cho khả năng mở rộng .Nó sư dung thông số cost để tính đường đi tốt nhất .OSPF sử dụng băng thông như là thước đo chi phí. 3.2 OSPF Giải Quyết Các Vấn Đề Tốc độ hội tụ nhanh Hỗ trợ VLSM (Variable length subnet mask) Kích thước mạng có thể hỗ trợ lớn Chọn đường theo trạng thái đường link hiệu quả hơn distance vector Đường đi linh hoạt hơn. Hỗ trợ xác thực (Authenticate). 3.3 Đóng Gói Bản Tin OSPF Phần dữ liệu của 1 thông báo OSPF được đóng trong 1 gói.Trường dữ liệu này có thể bao gồm 1trong 5 loại bản tin OSPF. Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 8 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF Các gói tiêu đề OSPF được gửi kèm với mỗi gói tin OSPF,bất kể loại bản tin nào của OSPF.Các OSPF header và loại gói dữ liệu cụ thể được gói gọn trong gói tin IP.Trong gói tiêu đề IP,trường giao thức được thiết lập bằng 89 để cho biết là OSPF,và địa chỉ đích được thiết lập là 1 trong 2 địa chỉ multicast :224.0.0.5 hoặc 224.0.0.6.Nếu gói OSPF được đóng gói trong 1 khung Ethernet,địa chỉ MAC đích cũng là 1 địa chỉ multicast : 01-00-5E-00-00-05 or 01-00-5E-00-00-06. Hình 3.1 Đóng gói bản tin OSPF 3.4 Các Loại Gói Tin OSPF Hello : dùng để thiết lập và duy trì mối quan hệ hàng xóm với những router khác . DBD : gói tin này dùng để chọn lựa router nào sẽ được trao đổi thông tin trước (master/slave) LSR : Link state request gói tin này dùng để chỉ định loại LSA dùng trong tiến trình trao đổi gói tin DBD. LSU : Link-state update được sử dụng để trả lời LSRs cũng như công bố thông tin mới.LSUs chứa 7 loại khác nhau của LSAs. LSAck : khi 1 LSU được nhận,router gửi 1 Link-State Acknowledgement (LSAck) để xác nhận LSU. 3.5 Gói Tin Hello Gói OSPF loại 1 là gói OSPF Hello.Các gói Hllo được sử dụng để : Khám phá hàng xóm OSPF và thiết lập hàng xóm gần kề. Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 9 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF Quảng bá các thông số ở trên 2 con router mà đã là hàng xóm của nhau. Bầu chọn DR va BDR ở trên mạng multiaccess và ethernet như Frame Relay. 3.5.1 Thiết lập hàng xóm Trước khi 1 router OSPF gửi trạng thái liên kết của nó tới tất cả các router khác, trước tiên nó phải xác định xem có bất kỳ hàng xóm OSPF nào ở trên bất kỳ liên kết nào của nó .Trong hình, router OSPF đang gửi những gói Hello ra tất cả các cổng của nó cho phép các cổng của nó xác định xem có bất kỳ hàng xóm nào ở trên liên kết đó không . Thông tin ở trong OSPF Hello bao gồm OSPF Router ID của router đang gửi gói Hello .Nhận 1 gói OSPF Hello ở trên giao diện xác nhận cho 1 router mà có router OSPF khác ở trên liên kết này.Sau đó OSPF được thiết lập là hàng xóm gần kề. Hình 3.2 Giao thức Hello 3.5.2 OSPF Hello và Dead Interval Trước khi 2 router có thể hình thành hàng xóm gần kề,chúng phải đòng ý về 3 giá trị thời gian Hello,cùng thời gian duy trì Dead Interval,và kiểu mạng. Thời gian Hello chỉ ra việc goi Hello gửi thường xuyên thế nào mặc định với mạng multiaccess và point-to-point là 10s và 30s với mạng non-broadcast multiaccess (NBMA). Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 10 [...]... Giao thức định tuyến OSPF: Hiểu rõ hơn về giao thức OSPF và tìm hiểu được câu lệnh để cấu hình cho thiết bị Mô phỏng bằng phần mềm packey tracer: Được cấu hình trên thiết bị ảo nhưng cho mình kinh nghiệm về cấu hình trên các thiết bị truyền thống Với việc thực hiện mô phỏng trực tiếp trên packet tracer em đã có cái nhìn trực quan hơn về OSPF em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Nguyễn Tiến Ban đã... show ip protocol show ip route show ip ospf show ip ospf interface show ip ospf database show ip ospf neighbor detail clear ip route * debug ip ospf events debug ip ospf adj CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG BẰNG PACKEY TRACER 4.1 Mô Hình 1 Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 19 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF Kết quả duyệt web với tên miền h09vt10ptit.com trên PC2 sau khi cấu hình OSPF : Kết quả kiểm... IP cao nhất của bất kỳ cổng loopback nào Nếu không có cổng loopback được cấu hình thì router sẽ chon địa chỉ IP cao nhất của bất kỳ cổng vật lý nào của nó đang hoạt động Ví Dụ :cho mô hình như hình vẽ Hình 3.4 mô hình 3 router Bởi vì chúng ta đã không cấu hình router id hoặc cổng loopback nên chúng ta xác định router id dựa vào điều kiện thứ 3.ta có thể xử dụng lệnh “show ip protocol” để kiểm... either 172.16.1.33 or 192.168.10.6 Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 12 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF 3.6 Bảng Định Tuyến Xét mô hinh như hình vẽ sau khi mang hội tụ thì mỗi router se có 1 bảng định tuyến của nó như trong hình vẽ: Hình 3.5 Mô hình mạng gồm 3 router Ta dùng lệnh “show ip route” để thấy bảng định tuyến của từng router Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 13 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT... 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0 network 192.168.6.0 0.0.0.255 area 0 ! ip classless ! line con 0 Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 24 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF line vty 0 4 login ! end 4.2 Mô Hình 2 Kết quả: Sẽ thấy RC là DR và RB là BDR và RA là DROTHER theo nguyên tắc với độ ưu tiên như nhau thì chọn Router có ID cao nhất là DR sau là BDR và router có ID thấp nhất là DROTHER Vũ Trí Cường... Virtual links 3.7 Quá trình lan tràn bản tin LSAs và bầu chọn DR và BDR trong mạng Multiaccess 3.7.1 Quá trình lan tràn bản tin LSAs Bản tin LSAs được gửi đi khi khởi tạo hoặc khi có sự thay đổi của mô hình mạng Như trong hình vẽ: Vũ Trí Cường – Lớp H09VT10 15 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF Hình 3.9 Quá trình lan tràn bản tin LSAs Do tất cả router trong mạng đều lũ lụt gửi bản