[Phần 1]Định tuyến trong Hệ thống mạng (Routing in the Network) – Series tự học CCNA [A-Z]

Chương này trình bày một số vấn đề cơ bản về định tuyến, phân loại định tuyến, đặc điểm của một số giao thức định tuyến phổ biến và cách cấu hình trên thiết bị của Cisco. Học xong chương này, người học có khả năng

– Phân biệt được định tuyến tĩnh và định tuyến động

– Phân biệt được giao thức định tuyến dạng distance-vector, link-state, classful và classles

– Trình bày được đặc điểm của các giao thức RIP, OSPF, EIGR

–Cấu hình định tuyến tĩnh, định tuyến động bằng các giao thức RIP, OSPF, EIGRP

1. Giới thiệu về định tuyến

Định tuyến là chức năng của router giúp xác định quá trình tìm đường đi cho các gói tin từ nguồn tới đích thông qua hệ thống mạng.

Router dựa vào địa chỉ IP đích (destination IP) trong các gói tin và sử dụng bảng định tuyến (routing table) để xác định đường đi cho chúng.

Trong bảng định tuyến, mỗi mạng mà router có thể chuyển đi (mạng đích) thể hiện bằng một dòng. Mỗi mạng này có được có thể do chúng đang kết nối trực tiếp với router đang xét hay router học được thông qua việc cấu hình định tuyến.

2. Phân loại định tuyến

Có 2 loại định tuyến là: định tuyến tĩnh và định tuyến động.

2.1 Định tuyến tĩnh (static routing) là loại định tuyến mà trong đó router sử dụng các tuyến đường tĩnh để vận chuyển dữ liệu. Các tuyến đường đi tĩnh này có được do người quản trị cấu hình thủ công bằng câu lệnh sau.

 R(config)#ip route <destination-net> <subnet-mask> <NextHop|OutPort>

Trong đó:
/destination-network: là địa chỉ mạng cần đi tới
/subnet-mask: subnet mask của destination-network
/next-hop: địa chỉ IP của router kế tiếp kết nối trực tiếp với router đang xét
/OutPort: cổng của router mà packet sẽ đi ra

*Ví dụ: Cấu hình trên router Cisco A để học mạng 172.16.1.0/24

RouterA(config)#ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 S0
Hay
Router(config)# ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1

/Static route không có hoạt động gửi thông tin cập nhật như các giao thức định tuyến động. Nó rất hữu dụng khi hệ thống mạng chỉ có một đường duy nhất đến mạng đích, không còn đường nào khác phải chọn lựa. Khi đó, ta sẽ cấu hình đường Default route cho hệ thống mạng.

Default route nằm ở cuối bảng định tuyến và được sử dụng để gửi các gói tin đi trong trường hợp mạng đích không tìm thấy trong bảng định tuyến. Nó rất hữu dụng trong các mạng dạng “stub network” như kết nối từ mạng nội bộ ra ngoài Internet.

2.2 Định tuyến động là loại định tuyến mà trong đó router sử dụng các tuyến đường đi động để vận chuyển dữ liệu đi. Các tuyến đường này có được do các router sử dụng các giao thức định tuyến động trao đổi thông tin định tuyến với nhau tạo ra.

Một số giao thức định tuyến động phổ biến: RIP, OSPF, BGP,…

Giao thức định tuyến động chia làm hai loại là distance-vector và link-state

– Distance vector

Giao thức định tuyến thuộc loại này như RIP,…

Các router định tuyến theo Distance vector thực hiện gửi định kỳ toàn bộ bảng định tuyến của mình và chỉ gửi cho các router láng giềng kết nối trực tiếp với mình.

Các router định tuyến theo Distance vector không biết được đường đi đến đích một cách cụ thể, không biết về các router trung gian trên đường đi và cấu trúc kết nối giữa chúng.

Bảng định tuyến là nơi lưu kết quả chọn đường tốt nhất của mỗi router. Do đó, khi chúng trao đổi bảng định tuyến với nhau, các router chọn đường dựa trên kết quả đã chọn của router láng giềng. Mỗi router nhìn hệ thống mạng theo sự chi phối của các router láng giềng.

Các router định tuyến theo Distance vector thực hiện cập nhật thông tin định tuyến theo định kỳ nên tốn nhiều băng thông đường truyền. Khi có sự thay đổi xảy ra, router nào nhận biết sự thay đổi đầu tiên sẽ cập nhật bảng định tuyến của mình trước rồi chuyển bảng định tuyến cập nhật cho các router láng giềng.

– Link state

Các giao thức định tuyến thuộc loại này như OSPF, IS-IS

Trong các giao thức định tuyến link-state, các router sẽ trao đổi các LSA (link state advertisement) với nhau để xây dựng và duy trì cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết hay còn gọi là cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng (topology database). Các thông tin trao đổi được gửi dưới dạng multicast.

Khi các router định tuyến theo link-state đã hội tụ xong, nó không thực hiện cập nhật định tuyến định kỳ mà chỉ cập nhật khi nào có sự thay đổi xảy ra. Do đó thời gian hội tụ nhanh và ít tốn băng thông.

Giao thức định tuyến theo link-state có hỗ trợ CIDR, VLSM nên chúng là một chọn lựa tốt cho các mạng lớn và phức tạp. Nhưng đồng thời nó đòi hỏi dung lượng bộ nhớ lớn và khả năng xử lý mạnh của CPU của router.

Ngoài cách phân chia các giao thức định tuyến động theo hai loại : distance vector và link-state như chúng ta đã tìm hiểu bên trên, các giao thức định tuyến còn được phân thành hai loại, đó là classfull routing protocol và classless routing protocol.

– Classfull routing protocol 

Các giao thức định tuyến nhóm classfull không quảng bá subnet-mask cùng với địa chỉ đích trong các gói tin cập nhật định tuyến (routing update). Do đó, khi router nhận được các update này, router phải lấy giá trị network-mask mặc định có cùng với địa chỉ lớp mạng của địa chỉ đích.

Nếu địa chỉ đích được kết nối trực tiếp với router, network-mask được lấy cùng với mask được cấu hình trên interface kết nối đến mạng đó. Nếu địa chỉ đích không nối trực tiếp (disconnected), router sẽ lấy địa chỉ subnetmask default của địa chỉ đích.

– Classless routing protocol

Các giao thức định tuyến thuộc nhóm classless sẽ quảng bá subnet –mask cùng với địa chỉ đích trong các gói tin cập nhật định tuyến.

còn tiếp…