Giáo trình Thiết kế, xây dựng mạng Lan (Phần 1)

 Vạch đường bên trong 
khu vực (Intra-Area) sẽ được dùng đến khi địa chỉ nhận và địa chỉ gởi nằm trong cùng 
một khu vực và Vạch đường liên khu vực sẽ được sử dụng đến khi chúng nằm ở 
những khu vực khác nhau. 
 Đường trục của OSPF thì đảm trách việc phân phát thông tin vạch đường giữa 
các khu vực. Đường trục này bao gồm tất cả các Bộ chọn đường đường biên khu 
vực, các mạng không thuộc vào các khu vực khác và các router gắn vào chúng. 
 Hình 5.11 – Kiến trúc mạng phân cấp trong OSPF 
 Ví dụ: Trong hình trên, các router 4, 5, 6,10,11 và 12 hình thành nên đường 
trục. Nếu máy H1 trong khu vực 3 muốn gởi một gói tin cho máy H2 ở khu vực 2, thì 
gói tin sẽ được gởi đến router R13, đến lược R13 chuyển gói tin sang cho router R12, 
rồi chuyển tiếp cho R11. Sau đó R11 sẽ chuyển gói tin theo đường trục đến bộ chọn 
đường đường biên R10 nơi chịu trách nhiệm chuyển gói tin trong khu vực (qua các 
router R9, R7) và cuối cùng đến được máy nhận H2. 
 Đường trục cũng là một khu vực OSPF, vì thế tất cả các router nằm trên mạng 
đường trục cũng sử dụng cùng một thủ tục và giải thuật để lưu trữ thông tin vạch 
đường trên mạng đường trục. Hình trạng của đường trục thì không thấy được đối với 
các router nằm bên trong một khu vực. 
 Các khu vực được định nghĩa theo cách của đường trục có thể không phải là 
các mạng láng giềng của nhau. Trong trường hợp này, việc kết nối của đường trục 
phải thực hiện thông qua các đường nối kết ảo (Virtual Link). Đường nối kết ảo 
được hình thành giữa những router trên đường trục và các khu vực không phải đường 
trục và vận hành như thể giữa cũng có một đường nối kết trực tiếp. 
5.5.7.3. Định dạng gói tin (Packet Format) 
 Tất cả các gói tin OSPF được bắt đầu với một tiêu đề 24 bytes được mô tả như 
hình dưới đây 
 Filed 1 1 2 4 4 2 2 8 
 length, Version Type Packet Router Area ID Check Authenti- Authentication 
 In Bytes Data 
 Number length ID - sum cation 
 Type 
 Hình 5.12 – Cấu trúc gói tin OSPF 
Ý nghĩa các trường được mô tả như sau: 
 ❖ Version number—Nhận dạng phiên bản OSPF được sử dụng. 
 ❖ Type—Nhận dạng kiểu gói tin OSPF, là một trong số các kiểu sau: 
 - Hello—Thiết lập và duy trì mối quan hệ với các láng giềng. 
 - Database description—Mô tả nội dung của cơ sở dữ liệu hình trạng mạng. 
 Các thông điệp loại này được trao đổi khi một láng giềng mới xuất hiện. 
 - Link-state request—Những mẫu yêu cầu về cơ sở dữ liệu hình trạng mạng từ 
 láng giềng. Các thông điệp này được gởi đi sau khi một router phát hiện rằng 
 một phần trong cơ sở dữ liệu hình trạng mạng của nó đã bị lỗi thời không còn 
 đúng thực tế nữa. 
 - Link-state update—Trả lời cho các link-state request packet. Các thông điệp 
 này cũng được sử dụng cho quá trình phân phát các LSA bình thường.. 
 - Link-state acknowledgment—Báo nhận cho một link-state update packets. 
 ❖ Packet length—Mô tả chiều dài của gói tin, tính luôn cả phần tiêu đề, bằng đơn 
 vị bytes. 
 ❖ Router ID—Nhận dạng của router gởi gói tin. 
 ❖ Area ID—Nhận dạng của khu vực mà gói tin thuộc về. 
 ❖ Checksum—Tổng kiểm tra lỗi của gói tin. 
 ❖ Authentication type—Chứa kiểu chứng thực. Tất cả các thông tin trao đổi 
 trong OSPF phải được chứng thực. 
 ❖ Authentication—Chứa các thông tin chứng thực. 
 ❖ Data — Chứa thông tin của lớp phía trên. 
5.5.8. Giải thuật vạch đường BGP (Border Gateway Protocol) 
5.5.8.1. Giới thiệu 
 BGP là giao thức vạch đường liên vùng (inter-autonomous system). BGP được 
sử dụng để chia sẻ thông tin chọn đường trên mạng Internet và là giao thức được sử 
dụng để vạch đường giữa những nhà cung cấp dịch vụ Internet. Mạng của các công ty, 
các trường đại học thường sử dụng các giao thức vạch đường bên trong cửa khẩu (IGP-
Interior Gateway Protocol) như RIP hoặc OSPF để trao đổi thông tin chọn đường giữa 
các mạng của họ. Những khách hàng nối kết đến các ISP và các ISP sử dụng BGP để 
trao đổi đường đi với họ. 
 Khi BGP được sử dụng giữa các vùng tự trị, thì giao thức được biết đến như là 
giao thức BGP bên ngoài EBGP (EBGP - External Border Gateway Protocol). Nếu một 
nhà cung cấp dịch vụ sử dụng BGP để trao đổi giữa các bộ chọn đường bên trong một 
vùng tự trị thì nó được biết đến như là giao thức BGP bên trong (IBGP - Internal External 
Border Gateway Protocol). 
 Hình 5.13 – Phân biệt giữa IBGP và EBGP 
 BGP là một giao thức chọn đường mạnh và có khả năng mở rộng tốt, vì thế nó 
được dùng cho mạng Internet. Bảng chọn đường của BGP có thể chứa đến hơn 90.000 
đường đi. 
 Bên cạnh đó, BGP hỗ trợ cơ chế vạch đường liên miền không phân lớp CIDR 
để giảm kích thước của bảng chọn đường cho mạng Internet. Ví dụ, giả sử rằng một 
ISP sở hữu khối địa chỉ IP 195.10.x.x từ không gian địa chỉ lớp C của chuẩn phân lớp 
hoàn toàn. Khối địa chỉ này bao gồm 256 địa chỉ lớp C từ 195.10.0.0 đến 195.10.255.0. 
Giả sử rằng ISP gán mỗi khách hàng một địa chỉ mạng. Nếu không có CIDR, ISP 
phải quảng bá 256 địa chỉ này sang các BGP láng giềng. Nếu có CIDR, BGP chỉ cần 
gởi phần chung của 256 địa chỉ mạng này, 195.10.x.x, sang các BGP láng giềng. Phần 
chung này chỉ tương ứng chỉ với một địa chỉ IP ở lớp B truyền thống điều này cho phép 
giảm được kích thước của bảng chọn đường của BGP. 
 Các láng giềng BGP trao đổi toàn bộ thông tin chọn đường khi nối kết TCP 
giữa chúng được thiết lập lần đầu tiên. Khi phát hiện hình trạng mạng bị thay đổi, bộ 
chọn đường BGP sẽ gởi cho các láng giềng của nó những thông tin liên quan đến 
chỉ những đường đi vừa bị thay đổi. Các bộ chọn đường BGP không gởi định kỳ thông 
tin cập nhật đường đi và những thông tin cập nhật đường đi chỉ chứa các đường đi tối 
ưu đến một đích đến. 
5.5.8.2. Các thuộc tính của BGP 
 Các đường đi được học bởi BGP có gán các thuộc tính được sử dụng để xác 
định đường đi tốt nhất đến một đích đến khi tồn tại nhiều đường đi đến đích đến đó. 
Gồm có các thuộc tính như: 
 - Trọng lượng (Weight) 
 - Tham khảo cục bộ (Local preference) 
 - Multi-exit discriminator 
 - Origin 
 - AS_path 
 - Next hop 
 - Community 
 - Thuộc tính trọng lượng (Weight Attribute) 
 Trọng lượng là một thuộc tính được định nghĩa bởi Cisco, nó có tính chất cục 
bộ đối với một router. Nếu một router biết được nhiều hơn một đường đi đến một đích 
đến thì đường có trọng lượng lớn nhất sẽ được tham khảo đến. 
 Trong sơ đồ dưới đây, Router A nhận một thông báo về 172.16.1.0 từ các router 
B và C. Khi A nhận được thông báo từ B, trọng lượng của đường đi được đặt là 50. 
Khi A nhận được thông báo từ C, trọng lượng đường đi được đặt là 100. Cả hai 
đường đi đến mạng 172.16.1.0 đều được lưu trong bảng chọn đường BGP cùng với 
trọng lượng tương ứng. Đường đi có trọng lượng lớn nhất sẽ được cài đặt vào bảng 
chọn đường của giao thức IP. 
 Hình 5.14 – Sử dụng thuộc tính weight trong BGP 
 • Thuộc tính tham khảo cục bộ (Local Preference Attribute) 
 Thuộc tính tham khảo cục bộ được sử dụng để tham khảo đến một lối thoát (exit) từ 
hệ thống tự trị cục bộ. Không giống như thuộc tính trọng lượng, các thuộc tính tham 
khảo cục bộ được lan truyền trên tất cả các router của hệ thống tự trị cục bộ. Nếu có 
nhiều lối thoát từ hệ thống tự trị, thuộc tính tham khảo cục bộ được dùng để gán lối 
thoát cho một đường đi xác định. 
 Như hình phía dưới, AS 100 nhận được 2 thông tin cập nhật đường đi cho mạng 
172.16.1.0 từ AS 200. Khi Router A nhận thông tin cập nhật đường đi cho mạng 
172.16.1.0, thuộc tính tham khảo cục bộ tương ứng sẽ được đặt là 50. Khi Router B 
nhận thông tin cập nhật đường đi cho mạng 172.16.1.0, thuộc tính tham khảo cục bộ 
tương ứng sẽ được đặt là 100. Các giá trị tham khảo cục bộ này sẽ được trao đổi giữa 
các router A và B. Bởi vì Router B có số tham khảo cao hơn của Router A, nên router 
B sẽ được sử dụng như là lối thoát ra ngoài AS 100 để đến được mạng 172.16.1.0 trong 
AS 200. 
 Hình 5.15 – Sử dụng thuộc tính Local Preference trong BGP 
 • Bộ chọn lựa đa lối thoát (Multi-Exit Discriminator Attribute) 
 Bộ chọn lựa đa lối thoát (MED - Multi-Exit Discriminator) hay còn gọi là thuộc 
tính thước đo (metric attribute) được sử dụng như là một lời đề nghị đối cho một AS 
bên ngoài hãy tham khảo đến những thước đo về các đường đi đang được gởi đến. 
Thuật ngữ được sử dụng bởi vì AS bên ngoài đang nhận MED có thể sử dụng các thuộc 
tính khác để chọn đường đi so với AS gởi thông tin cập nhật đường đi. 
 Ví dụ: Như hình 5.16, Router C đang quảng bá đường đi đến mạng 172.16.1.0 với 
metric là 10, trong khi Router D thì đang quảng bá đường đi đến mạng 172.16.1.0 với 
metric là 5. Giá trị thấp hơn của metric sẽ được tham khảo đến vì thế AS 100 sẽ chọn 
router D để đi đến mạng 172.16.1.0 trong AS 200. Và các MED sẽ được quảng bá 
trong toàn AS 100. 
 Hình 5.16 – Sử dụng thuộc tính Multi-Exit Discriminator trong BGP 
 • Thuộc tính gốc (Origin Attribute) 
 Thuộc tính gốc thể hiện cách thức mà BGP đã học một đường đi đặc biệt. Thuộc 
tính gốc có thể có một trong ba giá trị sau: 
 - IGP: Đường đi nằm bên trong một AS. Giá trị này được thiết lập bằng lệnh 
 cấu hình cho router của mạng để đưa đường đi vào trong BGP. 
 - EGP: Đường đi được học thông qua giao thức BGP bên ngoài. 
 - Incomplete: Gốc của đường đi thì không được biết hoặc được học bằng một 
 cách thức nào khác. Một gốc không hoàn chỉnh xảy ra khi một đường đi được 
 phân phối lại cho các BGP. 
 • Giá trị đường qua hệ thống tự trị (AS_path Attribute) 
 Khi một thông tin quảng bá đường đi chuyển qua một hệ thống tự trị, số của hệ 
thống tự trị được đưa vào trong danh sách có thứ tự các AS mà thông tin quảng bá 
đường đi này đã đi qua. Hình dưới đây mô tả trường hợp trong đó một đường đi thì 
được gởi xuyên qua ba hệ thống tự trị. 
 Hình 5.17 – Sử dụng thuộc tính AS_path trong BGP 
 AS 1 định vị đường đi đến mạng 172.16.1.0 và quảng bá đường đi này đến AS 
2 và AS 3 với giá đường đi qua hệ thống tự trị là {1}. AS 3 sẽ quảng bá trở lại AS 
1 với giá đường đi qua hệ thống tự trị là {3,1} và AS 2 sẽ quảng bá trở lại AS 1 với giá 
qua hệ thống tự trị là {2,1}. AS 1 sẽ từ chối các đường đi này khi AS phát hiện ra số 
hiệu của nó nằm trong thông tin quảng bá đường đi. Đây chính là cơ chế mà BGP sử 
dụng để phát hiện các vòng quẩn trong đường đi. 
 AS 2 và AS 3 gởi đường đi đến các AS khác với số hiệu của chúng được đưa 
vào thuộc tính đường đi qua hệ thống tự trị. Các đường đi này sẽ không được cài 
vào bảng chọn đường của giao thức IP bởi vì AS 2 và AS 3 đã học một đường đi đến 
mạng 172.16.1.0 từ AS 1 với một danh sách các hệ thống tự trị là ngắn nhất. 
 • Thuộc tính bước kế tiếp (Next-Hop Attribute) 
 Giá trị thuộc tính kế tiếp của EBGP là một địa chỉ IP được sử dụng để đến được 
router đang gởi thông tin quảng bá. Đối với các láng giềng EBGP, địa chỉ bước kế tiếp 
là địa chỉ IP của nối kết giữa các láng giềng. Đối với IBGP, địa chỉ bước kế của EBGP 
được đưa vào một AS như minh họa dưới đây: 
 Hình 5.18 – Sử dụng thuộc tính Next-Hop trong BGP 
 Router C quảng bá đường đi đến mạng 172.16.1.0 với bước kế tiếp là 10.1.1.1. 
Khi router A truyền bá đường đi này trong AS của nó, thông tin về bước kế tiếp ra 
bên ngoài AS hiện tại vẫn được giữ lại. Nếu router B không có thông tin chọn đường 
liên quan đến bước kế tiếp này, đường đi sẽ bị hủy bỏ. Chính vì thế, điều quan trọng 
là cần phải có một IGP vận hành bên trong một AS để truyền tải tiếp thông tin về đường 
đi đến bước kế tiếp 
 • Thuộc tính cộng đồng (Community Attribute) 
 Thuộc tính cộng đồng cung cấp một phương tiện để nhóm các đích đến lại với 
nhau thành các cộng đồng mà dựa vào đó các quyết định chọn đường được áp dụng. 
Bản đồ đường đi được sử dụng đối với thuộc tính cộng đồng. Các thuộc tính cộng đồng 
được định nghĩa trước gồm có: 
 o no-export: Không quảng bá đường đi này đến các láng giềng EBGP. 
 o no-advertise: Không quảng bá đường đi này đến bất kỳ láng giềng nào. 
 o internet: Quảng bá đường đi này đến cộng đồng Internet . 
 Hình dưới đây minh họa cho cộng đồng no-export. AS 1 quảng bá mạng 
172.16.1.0 đến AS 2 với thuộc tính cộng đồng no-export. AS 2 sẽ truyền đường đi 
này trong AS 2 nhưng sẽ không gởi nó đến AS 3 hoặc bất kỳ một AS khác. 
 Hình 5.19 – Sử dụng thuộc tính community trong BGP 
 Hình dưới đây minh họa trường hợp AS1 quảng bá mạng 172.16.1.0 đến AS 2 
với thuộc tính cộng đồng là no-advertise. Router B trong AS 2 sẽ không quảng bá 
thông tin này đến bất kỳ router nào khác. 
 Hình 5.20 – Sử dụng thuộc tính no-advertise trong BGP 
 Hình dưới đây minh họa cho thuộc tính cộng đồng Internet. Khi đó sẽ không có 
giới hạn về các router sẽ nhận được thông tin quảng bá này từ AS 1. 
 Hình 5.21 – Sử dụng thuộc tính Internet trong BGP 
5.5.8.3. Chọn lựa đường đi trong BGP (BGP Path Selection) 
 Một router BGP có khả năng nhận nhiều thông tin quảng bá đường đi cho cùng 
một đích đến từ nhiều nguồn khác nhau. BGP chọn lựa một đường đi trong số chúng 
như là đường đi tốt nhất. Khi một đường đi được chọn, BGP đặt đường đi này vào 
trong bảng chọn đường của giao thức IP và gởi đường đi này đến các láng giềng của nó. 
BGP sử dụng các tiêu chuẩn sau, theo thứ tự được liệt kê, để chọn đường đi đến một 
đích đến nào đó: 
 ▪ Nếu bước kế tiếp trong đường đi không thể đến được, loại bỏ thông tin cập 
 nhật đường đi này. 
 ▪ Tham khảo đến các đường đi có trọng lượng lớn nhất. 
 ▪ Nếu có nhiều đường đi có trọng lượng lớn nhất bằng nhau, đường đi có thuộc 
 tính tham khảo cục bộ lớn nhất sẽ được chọn. 
 ▪ Nếu các thuộc tính tham khảo cục bộ lại giống nhau, đường đi có gốc là router 
 BGP hiện tại được chọn lựa. 
 ▪ Nếu không có đường đi với gốc xuất phát là router hiện tại, tham khảo đến đường 
 đi đi qua các AS ngắn nhất. 
 ▪ Nếu tất cả các đường đi có cùng số AS, tham khảo đến đường đi với kiểu xuất 
 phát nhỏ nhất (Với IGP thì thấp hơn EGP, và EGP thì thấp hơn không hoàn chỉnh). 
 ▪ Nếu mã của gốc giống nhau, tham khảo đến đường đi có thuộc tính MED thấp 
 nhất.. 
 ▪ Nếu cùng MED, tham khảo đến các đường đi ra bên ngoài hơn là đường đi bên 
 trong. 
 ▪ Nếu vẫn cùng đường đi thì tham khảo đến các đường đi xuyên qua một IGP 
 láng giềng gần nhất. 
 ▪ Tham khảo đến đường đi có địa chỉ IP thấp nhất như được đặc tả bởi số hiệu 
 của các router BGP. 
Bài tập thực hành của học viên 
Câu 1: Nêu chức năng của bộ chọn đường. 
Câu 2: Trình bày nguyên tắc của bộ chọn đường. 
Câu 3: Trình bày cách cập nhật bảng chọn đường trong router. 
Câu 4: Vẽ và trình bày bảng chọn đường cho 3 mạng 
Bài tập 
Bài 1: Thiết lập mô hình mạng bằng Packet Trace, sau đó cấu hình 
- Thiết lập địa chỉ IP cho các cổng giao tiếp trên Router cũng như trên PC 
- Thực hiện định tuyến tỉnh (static routing) 
Bài 2: Thiết lập mô hình mạng bằng Packet Trace, sau đó cấu hình 
- Thiết lập địa chỉ IP cho các cổng giao tiếp trên Router cũng như trên PC 
- Thực hiện định tuyến RIP 
Bài 3: Thiết lập mô hình mạng bằng Packet Trace, sau đó cấu hình 
- Thiết lập địa chỉ IP cho các cổng giao tiếp trên Router cũng như trên PC 
- Thực hiện định tuyến OSPF