Tweet
Lựa chọn giao thức định tuyến trong mạng (phần 3)
d. Đơn vị đo lường (Metrics) trong giao thức định tuyến:
Metric là một giá (như là độ dài đường đi) mà các giao thức định tuyến sử dụng để đo các đường đi đến đích.
Các giao thức định tuyến khác nhau, Metric của chúng dựa vào các sự đo lường khác nhau. Bao gồm: Hop-count, tốc độ cổng, hoặc các metric phức tạp hơn. Hầu hết các giao thức định tuyến duy trì các csdl chứa đựng tất cả các mạng mà các giao thức định tuyến nhận biết và tất cả các đường đi đến các mạng. Nếu một giao thức định tuyến nhận biết hơn một lối đi đến một mạng, thì nó sẽ so sánh metric của mỗi đường đi và chọn ra đường đi với metric thấp nhất. Nếu nhiều đường đi cùng metri, thì tối đa 16 đường đi được cài đặt trong bảng định tuyến, và các Router có thể thực hiện cân bằng tải giữa chúng. Ví dụ EIGRP.
Hình minh họa phía trên, cho biết mạng 172.16.1.0, nó được kết nối với Router A. Các tham số để tính metri được chuyển tiếp vào các cập nhật giao thức định tuyến.
Trong trường hợp này, EIGRP của các tham số metric được sử dụng, băng thông nhỏ nhất và độ trễ tích lũy ảnh hưởng tới sự lựa chọn đường đi nhỏ nhất (đường đi với băng thông thấp nhất và độ trễ thấp nhất được ưu tiên). Các bước thực hiện:
– Bước 1: Router A, nó là điểm khởi đầu của đường định tuyến 172.16.1.0, gửi các giá trị metric ban đầu cho Router B.
– Bước 2: Router B đưa nó vào sự tính toán các tham số của đường liên kết của nó hướng tới Router A, điều chỉnh các tham số (băng thông, hop-count, độ trễ) một cách hợp lý, tính toán metric của nó hướng tới mạng 172.16.1.0, và gửi cập nhật định tuyến đến Router C.
– Bước 3: Router C chỉnh các tham số lại và tính toán metric của nó hướng tới mạng 172.16.1.0 từ các tham số đó.
* Cách tính Metric trong các giao thức định tuyến:
Các giao thức định tuyến khác nhau tính toán các metric định tuyến của chúng từ các tham số khác nhau.
RIPv1 và RIPv2 chỉ sử dụng hop-count để xác định đường đi tốt nhất (đường đi với số hop-count nhỏ nhất được ưu tiên). RIPv1 và RIPv2 không phù hợp với các mạng có các tốc độ truyền khác nhau đáng kể trên các đường đi dự phòng.
Mặc định, EIGRP sử dụng băng thông và độ trễ tích lũy nhỏ nhất của đường đi hướng tới mạng đích trong việc tính metric của nó. Các tham số khác (tinh cậy và tải) cũng có thể được sử dụng, nhưng chúng chỉ được cấu hình nếu hệ quả được hiểu một các đầy đủ, nếu cấu hình sai, thì chúng có thể làm ảnh hưởng sự hội tụ và dẫn đến các vòng lặp định tuyến.
* Cách tính metric của EIGRP: Metric = bandwidth + delay
– Băng thông (bandwidth) trong công thức này được tính sử dụng giá trị băng thông nhỏ nhất thuộc đường đi giữa đầu và cuối. 107 chia giá trị này, lấy kết quả nhân với 256.
– Độ trễ (delay) là tổng của các độ trễ trong đường đi từ nguồn đến mạng đích, 10 lần microseconds, nhân với 256.
Trong hình minh họa trên, Router B quảng bá mạng 10.1.1.0 đến Router A. Giá trị metric mà Router B quảng bá cho mạng 10.1.1.0 được tính như sau:
– Bandwidth = ( 10,000,000 / 1544 ) * 256 = 1,658,031
– Delay = ( 20,000 / 10 ) * 256 = 2000 * 256 = 512,000
– Metric = bandwidth + delay = 2,170,031
Router A tính metric nó đặt vào trong bảng định tuyến của nó đối với mạng 10.1.1.0 như sau:
– Bandwidth = ( 10,000,000 / 128 ) * 256 = 20,000,000
– Delay = ((20,000 + 20,000) / 10) * 256 = 1,024,000
– Metric = 21,024,000
Giá trị metric của IGRP là metric của EIGRP chia cho 256 bởi vì metric của EIGRP là một số 32-bit so với IGRP 24-bit metric.
OSPF sử dụng chi phí (cost) cho việc tính đường đi, thường phản ánh băng thông của đường liên kết, băng thông được tích lũy cao nhất (chi phí thấp nhất) được sử dụng để chọn đường đi tốt nhất. IS-IS giá trị metric mặc định trên cổng là 10 trên các Router Cisco; giá trị này có thể được thay đổi.
e. Sự hội tụ của giao thức định tuyến:
Bất kỳ khi nào một sự thay đổi xảy ra trong mô hình liên kết mạng, thì tất cả các Router trong mạng đó phải học mô hình liên kết mới. Tiến trình này có sự cộng tác và độc lập; các Router chia sẽ thông tin với nhau, nhưng chúng phải tinh toán tác động của sự thông đổi mô hình liên kết một cách độc lập. Chúng phải phát triển một thỏa thuận độc lập lẫn nhau trong mô hình liên kết mới. Chúng được cho là hội tụ trong một sự nhất trí.
Các thuộc tính của sự hội tụ bao gồm tốc độ của sự lan truyền thông tin định tuyến và sự tính toán các đường đi tốt nhất.
Sự hội tụ mạng phải xảy ra bất kỳ lúc nào có một giao thức định tuyến mới bắt đầu hoặc một thay đổi xảy ra trong mạng. Một mạng không thể hoạt động một cách hoàn chỉnh cho đến khi nó được hội tụ. Do đó, thời gian hội tụ ngắn được đòi hỏi dành cho các giao thức định tuyến.
* Ví dụ Sự hội tụ RIPv2:
RIPv2 là giao thức distance vector mà nó định kỳ truyền bá thông tin định tuyến của nó. Distance vector sử dụng nguyên tắc hold-down để ngăn chặn lặp vòng. Đưa một đường định tuyến vào trạng thái hold-down sau khi đường định tuyến bị sự cố (có lẽ do đường liên kết bị lỗi) có nghĩa là nếu một cập nhật định tuyến đính với cùng một metric hoặc kém hơn, thì đường định tuyến mới này sẽ không được cài đặt cho đến khi bộ đếm thời gian hold-down hết hạn. Đường định tuyến trong thời gian hold-down vẫn được sử dụng để chuyển tiếp lưu lượng suốt toàn bộ khoảng thời gian hold-down.
Ví dụ: một mạng chạy RIPv2; đường liên kết Ethernet (Network N) giữa Router A và Router C đã lỗi. Các bước hội RIPv2:
– Bước 1: Router C phát hiện đường lỗi đường liên kết và gữi một cập nhật đến Router D và B. Một cập nhật của Router A được gửi bởi vì chuyện gì đó đã xảy ra. Ngược lại, một cập nhật chu kỳ được gửi định kỳ 30 giây một lần. Đường định tuyến đến B và D bị ‘nhiễm độc’ (poisonded) – với metric vô hạn, và được gỡ khỏi bảng định tuyến Router C.
– Bước 2: Router C gửi một yêu cầu đến láng ghiềng của nó một đường thay thế mới đến Mạng N. RIPv1 gữi broadcast. RIPv2 gửi multicast.
– Bước 3: Router D không báo cáo một đường đi thay thế, Router B báo đường đi thay thế với metric xấu hơn.
Đường định tuyến thông qua B ngay lập tức được đặt vào bảng định tuyến Router C.
– Bước 4: Router C quảng bá đường định tuyến thông qua B trong một cập nhật chu kỳ đến D.
Không có sự thay đổi trong bảng Router D bởi vì Router D được đưa đường định tuyến vào trạng thái hold-down.
– Bước 5: Khi bộ đếm thời gian hold-down của Router D hết hạn, thì đường định tuyến được thêm vào bảng và truyền đến Router E trong một cập nhật định kỳ.
* So sánh sự hội tụ của các giao thức định tuyến:
Các giao thức định tuyến khác nhau cần số lượng thời gian hội tụ khác nhau. Mặc dù sự hội tu phụ thuộc vào cấu trúc liên kết và kết cấu mạng. Các giao thức distance vector hội tụ chậm hơn các giao thức link-state. Sử dụng cập nhật định kỳ và cơ chế hold-down là lý do chính cho sự hội tụ chậm.
Các giao thức link-state hội tụ nhanh hơn nhiều vì bất cứ khi nào một thay đổi xả ra, thì một cập nhật link-state được làm tràn khắp mạng. Không cần chờ cho hết thời gian hold-down hoặc cập nhật chu kỳ kế tiếp.
EIGRP kết hợp nguyên tắc truyền bá metric của distance vector (nó chỉ gửi đường đi định tuyến tốt nhất đến các láng ghiềng). EIGRP lưu tất cả các đường định tuyến backup khả thi trong bảng cấu trúc mạng của nó. Khi một đường định tuyến backup tồn tại dành cho một đích đến bị mất liên kết, thì chuyển sang đường định tuyến backup tốt nhất ngay lập tức và không tác động đến Router khác. Do đó, Sự hội tụ rất nhanh có thể đạt được với sự triển khải EIGRP thích hợp.
Huỳnh Huy Cường – VnPro Mời các bạn xem các phần trước: phần 1, phần 2.
Metric là một giá (như là độ dài đường đi) mà các giao thức định tuyến sử dụng để đo các đường đi đến đích.
Các giao thức định tuyến khác nhau, Metric của chúng dựa vào các sự đo lường khác nhau. Bao gồm: Hop-count, tốc độ cổng, hoặc các metric phức tạp hơn. Hầu hết các giao thức định tuyến duy trì các csdl chứa đựng tất cả các mạng mà các giao thức định tuyến nhận biết và tất cả các đường đi đến các mạng. Nếu một giao thức định tuyến nhận biết hơn một lối đi đến một mạng, thì nó sẽ so sánh metric của mỗi đường đi và chọn ra đường đi với metric thấp nhất. Nếu nhiều đường đi cùng metri, thì tối đa 16 đường đi được cài đặt trong bảng định tuyến, và các Router có thể thực hiện cân bằng tải giữa chúng. Ví dụ EIGRP.
Hình minh họa phía trên, cho biết mạng 172.16.1.0, nó được kết nối với Router A. Các tham số để tính metri được chuyển tiếp vào các cập nhật giao thức định tuyến.
Trong trường hợp này, EIGRP của các tham số metric được sử dụng, băng thông nhỏ nhất và độ trễ tích lũy ảnh hưởng tới sự lựa chọn đường đi nhỏ nhất (đường đi với băng thông thấp nhất và độ trễ thấp nhất được ưu tiên). Các bước thực hiện:
– Bước 1: Router A, nó là điểm khởi đầu của đường định tuyến 172.16.1.0, gửi các giá trị metric ban đầu cho Router B.
– Bước 2: Router B đưa nó vào sự tính toán các tham số của đường liên kết của nó hướng tới Router A, điều chỉnh các tham số (băng thông, hop-count, độ trễ) một cách hợp lý, tính toán metric của nó hướng tới mạng 172.16.1.0, và gửi cập nhật định tuyến đến Router C.
– Bước 3: Router C chỉnh các tham số lại và tính toán metric của nó hướng tới mạng 172.16.1.0 từ các tham số đó.
* Cách tính Metric trong các giao thức định tuyến:
Các giao thức định tuyến khác nhau tính toán các metric định tuyến của chúng từ các tham số khác nhau.
RIPv1 và RIPv2 chỉ sử dụng hop-count để xác định đường đi tốt nhất (đường đi với số hop-count nhỏ nhất được ưu tiên). RIPv1 và RIPv2 không phù hợp với các mạng có các tốc độ truyền khác nhau đáng kể trên các đường đi dự phòng.
Mặc định, EIGRP sử dụng băng thông và độ trễ tích lũy nhỏ nhất của đường đi hướng tới mạng đích trong việc tính metric của nó. Các tham số khác (tinh cậy và tải) cũng có thể được sử dụng, nhưng chúng chỉ được cấu hình nếu hệ quả được hiểu một các đầy đủ, nếu cấu hình sai, thì chúng có thể làm ảnh hưởng sự hội tụ và dẫn đến các vòng lặp định tuyến.
* Cách tính metric của EIGRP: Metric = bandwidth + delay
– Băng thông (bandwidth) trong công thức này được tính sử dụng giá trị băng thông nhỏ nhất thuộc đường đi giữa đầu và cuối. 107 chia giá trị này, lấy kết quả nhân với 256.
– Độ trễ (delay) là tổng của các độ trễ trong đường đi từ nguồn đến mạng đích, 10 lần microseconds, nhân với 256.
Trong hình minh họa trên, Router B quảng bá mạng 10.1.1.0 đến Router A. Giá trị metric mà Router B quảng bá cho mạng 10.1.1.0 được tính như sau:
– Bandwidth = ( 10,000,000 / 1544 ) * 256 = 1,658,031
– Delay = ( 20,000 / 10 ) * 256 = 2000 * 256 = 512,000
– Metric = bandwidth + delay = 2,170,031
Router A tính metric nó đặt vào trong bảng định tuyến của nó đối với mạng 10.1.1.0 như sau:
– Bandwidth = ( 10,000,000 / 128 ) * 256 = 20,000,000
– Delay = ((20,000 + 20,000) / 10) * 256 = 1,024,000
– Metric = 21,024,000
Giá trị metric của IGRP là metric của EIGRP chia cho 256 bởi vì metric của EIGRP là một số 32-bit so với IGRP 24-bit metric.
OSPF sử dụng chi phí (cost) cho việc tính đường đi, thường phản ánh băng thông của đường liên kết, băng thông được tích lũy cao nhất (chi phí thấp nhất) được sử dụng để chọn đường đi tốt nhất. IS-IS giá trị metric mặc định trên cổng là 10 trên các Router Cisco; giá trị này có thể được thay đổi.
e. Sự hội tụ của giao thức định tuyến:
Bất kỳ khi nào một sự thay đổi xảy ra trong mô hình liên kết mạng, thì tất cả các Router trong mạng đó phải học mô hình liên kết mới. Tiến trình này có sự cộng tác và độc lập; các Router chia sẽ thông tin với nhau, nhưng chúng phải tinh toán tác động của sự thông đổi mô hình liên kết một cách độc lập. Chúng phải phát triển một thỏa thuận độc lập lẫn nhau trong mô hình liên kết mới. Chúng được cho là hội tụ trong một sự nhất trí.
Các thuộc tính của sự hội tụ bao gồm tốc độ của sự lan truyền thông tin định tuyến và sự tính toán các đường đi tốt nhất.
Sự hội tụ mạng phải xảy ra bất kỳ lúc nào có một giao thức định tuyến mới bắt đầu hoặc một thay đổi xảy ra trong mạng. Một mạng không thể hoạt động một cách hoàn chỉnh cho đến khi nó được hội tụ. Do đó, thời gian hội tụ ngắn được đòi hỏi dành cho các giao thức định tuyến.
* Ví dụ Sự hội tụ RIPv2:
RIPv2 là giao thức distance vector mà nó định kỳ truyền bá thông tin định tuyến của nó. Distance vector sử dụng nguyên tắc hold-down để ngăn chặn lặp vòng. Đưa một đường định tuyến vào trạng thái hold-down sau khi đường định tuyến bị sự cố (có lẽ do đường liên kết bị lỗi) có nghĩa là nếu một cập nhật định tuyến đính với cùng một metric hoặc kém hơn, thì đường định tuyến mới này sẽ không được cài đặt cho đến khi bộ đếm thời gian hold-down hết hạn. Đường định tuyến trong thời gian hold-down vẫn được sử dụng để chuyển tiếp lưu lượng suốt toàn bộ khoảng thời gian hold-down.
Ví dụ: một mạng chạy RIPv2; đường liên kết Ethernet (Network N) giữa Router A và Router C đã lỗi. Các bước hội RIPv2:
– Bước 1: Router C phát hiện đường lỗi đường liên kết và gữi một cập nhật đến Router D và B. Một cập nhật của Router A được gửi bởi vì chuyện gì đó đã xảy ra. Ngược lại, một cập nhật chu kỳ được gửi định kỳ 30 giây một lần. Đường định tuyến đến B và D bị ‘nhiễm độc’ (poisonded) – với metric vô hạn, và được gỡ khỏi bảng định tuyến Router C.
– Bước 2: Router C gửi một yêu cầu đến láng ghiềng của nó một đường thay thế mới đến Mạng N. RIPv1 gữi broadcast. RIPv2 gửi multicast.
– Bước 3: Router D không báo cáo một đường đi thay thế, Router B báo đường đi thay thế với metric xấu hơn.
Đường định tuyến thông qua B ngay lập tức được đặt vào bảng định tuyến Router C.
– Bước 4: Router C quảng bá đường định tuyến thông qua B trong một cập nhật chu kỳ đến D.
Không có sự thay đổi trong bảng Router D bởi vì Router D được đưa đường định tuyến vào trạng thái hold-down.
– Bước 5: Khi bộ đếm thời gian hold-down của Router D hết hạn, thì đường định tuyến được thêm vào bảng và truyền đến Router E trong một cập nhật định kỳ.
* So sánh sự hội tụ của các giao thức định tuyến:
Các giao thức định tuyến khác nhau cần số lượng thời gian hội tụ khác nhau. Mặc dù sự hội tu phụ thuộc vào cấu trúc liên kết và kết cấu mạng. Các giao thức distance vector hội tụ chậm hơn các giao thức link-state. Sử dụng cập nhật định kỳ và cơ chế hold-down là lý do chính cho sự hội tụ chậm.
Các giao thức link-state hội tụ nhanh hơn nhiều vì bất cứ khi nào một thay đổi xả ra, thì một cập nhật link-state được làm tràn khắp mạng. Không cần chờ cho hết thời gian hold-down hoặc cập nhật chu kỳ kế tiếp.
EIGRP kết hợp nguyên tắc truyền bá metric của distance vector (nó chỉ gửi đường đi định tuyến tốt nhất đến các láng ghiềng). EIGRP lưu tất cả các đường định tuyến backup khả thi trong bảng cấu trúc mạng của nó. Khi một đường định tuyến backup tồn tại dành cho một đích đến bị mất liên kết, thì chuyển sang đường định tuyến backup tốt nhất ngay lập tức và không tác động đến Router khác. Do đó, Sự hội tụ rất nhanh có thể đạt được với sự triển khải EIGRP thích hợp.
Huỳnh Huy Cường – VnPro