Bài giảng Mạng máy tính - Nguyễn Cao Đạt - Chương 4: Tầng mạng (Bài giảng 3)

2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
16 
RIP: Ví dụ 
Mạng đích BĐT tiếp theo Số hop tính tới đích 
 w A 2 
 y B 2 
 z B 7 
 x -- 1 
 …. …. .... 
w x y 
z 
A 
C 
D B 
bảng định tuyến/chuyển tiếp trong D 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
17 
RIP: Ví dụ 
Mạng đích BĐT tiếp theo Số hop tính tới đích 
 w A 2 
 y B 2 
 z B A 7 5 
 x -- 1 
 …. …. .... 
bảng định tuyến/chuyển tiếp trong D 
w x y 
z 
A 
C 
D B 
 Đích tiếp theo hop 
 w - 1 
 x - 1 
 z C 4 
 …. … ... 
quảng bá từ 
A tới D 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
18 
RIP: Liên kết Hỏng và Phục hồi 
Nếu không nghe thấy quảng bá nào sau 180 s  hàng 
xóm/liên kết xem như đã chết 
 tuyến đường đi qua hàng xóm bị hủy 
 gửi quảng bá mới cho các hàng xóm khác 
 những hàng xóm theo lượt lại gửi quảng bá mới đi (nếu bảng đt 
thay đổi) 
 thông tin về liên kết bị hỏng sẽ nhanh chóng (?) lan truyền 
trong toàn mạng 
 “đầu độc ngược” sử dụng để ngăn chặn vòng lặp ping-pong 
(khoảng cách vô tận = 16 hop) 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
19 
Quá trình xử lí bảng RIP 
 bảng định tuyến RIP được quản lí bởi tiến trình ở tầng-
ứng dụng gọi là route-d (daemon) 
 quảng bá được gửi trong các gói UDP, lặp lại theo chu kì 
vật lý 
liên kết 
mạng bảng 
 (IP) chuyển tiếp 
tr/tải 
 (UDP) 
được đt 
vật lý 
liên kết 
mạng 
 (IP) 
tr/tải 
 (UDP) 
được đt 
bảng 
chuyển tiếp 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
20 
Chương 4: Tầng Mạng 
 4.1 Giới thiệu 
 4.2 Bên trong bộ định 
tuyến là gì? 
 4.3 IP: Internet Protocol 
 Định dạng gói tin 
 Đánh địa chỉ IPv4 
 ICMP 
 IPv6 
 4.4 Các giải thuật định 
tuyến 
 Trạng thái liên kết 
 Véc-tơ Khoảng cách 
 Định tuyến phân cấp 
 4.5 Định tuyến trong 
Internet 
 RIP 
 OSPF 
 BGP 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
21 
OSPF (Open Shortest Path First) 
 “open”: mở, miễn phí (tương tự mã nguồn mở) 
 sử dụng giải thuật Trạng thái-Liên kết 
 phổ biến gói tin LS 
 bản đồ mạng nằm ở mỗi node 
 sử dụng giải thuật Dijkstra để tính tuyến đường 
 Gói quảng bá OSPF chứa một mục cho mỗi bđt hàng xóm 
 các quảng bá được phổ biến ra toàn AS (bằng cách gửi tràn 
- flooding) 
 thông điệp trong OSPF được truyền trực tiếp trong IP (thay vì TCP 
hoặc UDP) 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
22 
Những đặc điểm “đặc biệt” của OSPF (không 
có RIP) 
 bảo mật: tất cả thông điệp OSPF đều được xác thực (để 
phòng ngừa phá hoại) 
 cho phép nhiều tuyến đường cùng chi phí (RIP chỉ có 1) 
 đối với mỗi liên kết, nhiều đơn vị chi phí cho những TOS 
khác nhau (vd, chi phí của liên kết vệ tinh set “low” for best 
effort; high for real time) 
 tích hợp hỗ trọ truyền đơn và truyền nhiều đích: (multicast) 
 Truyền đa OSPF (MOSPF) sử dụng cùng một cơ sở dữ liệu đồ hình 
như OSPF 
 OSPF phân tầng trong những vùng lớn. 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
23 
OSPF phân tầng 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
24 
OSPF Phân tầng 
 hệ thống phân cấp 2-cấp: khu vực cục bộ, xương sống. 
 Các quảng bá trạng thái-liên kết chỉ lan truyền trong khu vực 
này 
 mỗi node đều có sơ đồ mạng cụ thể của khu vực; chỉ biết được 
hướng (tuyến đường ngắn nhất) tới những mạng trong những 
vùng khác. 
 bđt Biên Vùng: “tổng hợp” các khoảng cách tới các 
mạng trong vùng của nó, quảng bá cho những bđt Biên 
Vùng khác. 
 bđt Xương-Sống: chạy OSPF giới hạn trong Xương Sống. 
 bđt Biên giới: kết nối tới các AS khác. 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
25 
Chương 4: Tầng Mạng 
 4.1 Giới thiệu 
 4.2 Bên trong bộ định 
tuyến là gì? 
 4.3 IP: Internet Protocol 
 Định dạng gói tin 
 Đánh địa chỉ IPv4 
 ICMP 
 IPv6 
 4.4 Các giải thuật định 
tuyến 
 Trạng thái liên kết 
 Véc-tơ Khoảng cách 
 Định tuyến phân cấp 
 4.5 Định tuyến trong 
Internet 
 RIP 
 OSPF 
 BGP 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
26 
Định tuyến giữa-AS trong Internet : BGP 
 Giao thức cổng biên - BGP: là chuẩn đang được dùng trên 
thực tế 
 BGP c/cấp cho mỗi AS một phương tiện để : 
1. Có được thông tin về k/năng tới được mạng con từ các AS lân cận. 
2. Lan truyền thông tin k/n tới được cho tất cả các bộ định tuyến nội 
bộ AS. 
3. Xác định các tuyến đường "tốt" đến mạng con dựa trên thông tin 
k/n tới được và chính sách.. 
 cho phép mạng con quảng bá sự tồn tại của nó tới toàn 
Internet: “Tôi ở đây” 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
27 
Căn bản của BGP 
 những cặp bđt (thành viên của BGP) trao đổi thông tin định 
tuyến thông qua kết nối TCP bán-thường trực: phiên BGP 
 phiên BGP không cần phải tương ứng với liên kết vật lý. 
 khi AS2 quảng bá một mạng con cho AS1: 
 AS2 hứa là nó sẽ chuyển tiếp dữ liệu tới mạng đó. 
 AS2 có thể gộp các mạng con lại trong gói quảng bá của nó 
3b 
1d 
3a 
1c 
2a 
AS3 
AS1 
AS2 
1a 
2c 
2b 
1b 
3c 
phiên eBGP 
phiên iBGP 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
28 
Sự phân tán thông tin về khả năng tới được 
 sử dụng phiên eBGP giữa 3a và 1c, AS3 gửi ttkntđ của 
mạng con tới AS1. 
 1c sau đó có thể sử dụng iBGP để phân tán thông tin mạng con mới 
này tới tất cả bđt trong AS1 
 1b có thể quảng bá tiếp t/tin tới AS2 thông qua phiên eBGP 1b-tới-
2a 
 khi bđt học được mạng con mới, nó tạo ra mục mới và 
thêm vào bảng chuyển tiếp. 
3b 
1d 
3a 
1c 
2a 
AS3 
AS1 
AS2 
1a 
2c 
2b 
1b 
3c 
phiên eBGP 
phiên iBGP 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
29 
Thuộc tính đường đi & tuyến đường BGP 
 những tiền tố mạng (prefix) được quảng bá có chứa những 
thông số BGP. 
 tiền tố mạng + thông số = “tuyến đường” 
 hai thuộc tính quan trọng: 
 Đường đi-AS: chứa các AS mà những quảng bá tiền tố mạng prefix 
đã đi qua: vd: AS 67, AS 17 
 hop-tiếp theo: chỉ ra bđt AS-nội bộ cụ thể để đến AS hop-tiếp theo. 
(có thể có nhiều liên kết từ AS hiện tại đến AS-hop-tiếp theo) 
 khi bđt cổng nhận được quảng bá tuyến đường, nó dùng 
chính sách nhập khẩu để quyết định chấp nhận/từ chối. 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
30 
Lựa chọn tuyến đường BGP 
 bđt có thể học được nhiều đường tới những tiền tố mạng. 
BĐT phải lựa chọn tuyến đường. 
 các qui tắc loại trừ: 
1. giá trị thuộc tính địa phương: quyết định mang tính chính sách 
2. Tuyến đường-AS ngắn nhất 
3. bđt hop-TIẾP THEO gần nhất: định tuyến “khoai tây nóng” 
4. những tiêu chuẩn khác 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
31 
Các thông điệp BGP 
 các t/điệp BGP được trao đổi thông qua TCP. 
 các t/điệp BGP: 
 OPEN: mở kết nối TCP tới thành viên và xác thực người gửi 
 UPDATE: quảng bá đường đi mới (hoặc hủy đường cũ) 
 KEEPALIVE: giữ cho kết nối sống khi không có gói UPDATES; đồng 
thời xác nhận yêu cầu OPEN 
 NOTIFICATION: báo lỗi có trong thông điệp trước đó; cũng được 
dùng để đóng kết nối 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
32 
Chính sách định tuyến BGP 
A 
B 
C 
W 
X 
Y 
ghi chú: 
mạng 
khách hàng 
mạng 
nccdv 
 A,B,C là mạng của nccdv 
 X,W,Y là khách hàng (của mạng của nccdv) 
 X là nhà-2-mạng: nối với hai mạng 
 X không muốn định tuyến gói tin từ B đi qua X để tới C 
 .. vì vậy X sẽ không quảng bá cho B đường đi tới C 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
33 
Chính sách định tuyến BGP (2) 
 A quảng bá đường AW cho B 
 B quảng bá đường BAW cho X 
 B có nên quảng bá đường BAW cho C? 
 Không đời nào! B không nhận được “lợi lộc” gì từ việc định tuyến 
CBAW bởi cả W và C đều không phải khách hàng của B 
 B muốn buộc C định tuyến tới w qua A 
 B chỉ muốn định tuyến tới/từ khách hàng của nó 
A 
B 
C 
W 
X 
Y 
ghi chú: 
mạng 
khách hàng 
mạng 
nccdv 
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính 
© 2011 
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN 
Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng 
34 
Tại sao phải tách biệt sự định tuyến Trong- và Giữa-
AS? 
Chính sách: 
 Giữa-AS: quản trị viên muốn kiểm soát lưu lượng của họ 
được định tuyến ntn, ai định tuyến qua mạng của họ. 
 Trong-AS: chỉ có một quản trị viên, vì vậy không cần phải 
có chính sách quyết định 
Sự mở rộng: 
 Định tuyến phân cấp tiết kiệm kích thước bảng , giảm lưu 
lượng các cập nhật 
Hiệu suất: 
 Trong-AS: có thể tập trung cho hiệu suất 
 Giữa-AS: các chính sách có thể lấn át hiệu suất