/

Các loại giao thức định tuyến – Hướng dẫn cơ bản

Các loại giao thức định tuyến

Định tuyến là một trong những lĩnh vực cơ bản nhất của mạng mà quản trị viên phải biết. Các giao thức định tuyến xác định cách dữ liệu của bạn đến đích và giúp làm cho quá trình đó trơn tru nhất có thể. Tuy nhiên, có rất nhiều loại giao thức định tuyến khác nhau nên có thể rất khó theo dõi tất cả!

Trong bài đăng này, chúng tôi sẽ thảo luận về một loạt các loại giao thức và khái niệm giao thức khác nhau. Các giao thức bộ định tuyến bao gồm:

  • Giao thức định tuyến thông tin (RIP)
  • Giao thức cổng nội bộ (IGRP)
  • Mở đường dẫn ngắn nhất đầu tiên (OSPF)
  • Giao thức cổng ngoài (EGP)
  • Giao thức định tuyến cổng nội bộ nâng cao (EIGRP)
  • Giao thức cổng biên (BGP)
  • Hệ thống trung gian hệ thống trung gian (IS-IS)

Trước khi chúng ta xem xét các giao thức định tuyến, điều quan trọng là phải tập trung vào các loại giao thức. Tất cả các giao thức định tuyến có thể được phân loại thành như sau:

  • Khoảng cách Vector hoặc Liên kết giao thức nhà nước
  • Giao thức cổng bên trong (IGP) hoặc Giao thức cổng bên ngoài (EGP)
  • Giao thức Classful hoặc Classless

Khoảng cách Vector và các giao thức liên kết nhà nước

Khoảng cách VectorLink
Gửi toàn bộ bảng định tuyến trong khi cập nhật Chỉ cung cấp thông tin trạng thái liên kết
Gửi cập nhật định kỳ cứ sau 30-90 giây Sử dụng cập nhật kích hoạt
Cập nhật chương trình phát sóng Cập nhật nhiều diễn viên
Dễ bị các vòng lặp định tuyến Không có rủi ro về các vòng định tuyến
RIP, IGRP OSPF, IS-IS

Giao thức vector khoảng cách là các giao thức sử dụng khoảng cách để tìm ra đường dẫn tốt nhất cho các gói trong một mạng Các giao thức này đo khoảng cách dựa trên số lượng dữ liệu bước nhảy phải đi để đến đích. Số bước nhảy về cơ bản là số lượng bộ định tuyến cần thiết để đến đích.

Nói chung, các giao thức vectơ khoảng cách gửi một bảng định tuyến chứa đầy đủ thông tin đến các thiết bị lân cận. Cách tiếp cận này làm cho họ đầu tư thấp cho các quản trị viên vì họ có thể được triển khai mà không cần phải quản lý nhiều. Vấn đề duy nhất là chúng yêu cầu nhiều băng thông hơn để gửi trên các bảng định tuyến và cũng có thể chạy vào các vòng định tuyến.

Liên kết giao thức nhà nước

Các giao thức trạng thái liên kết có một cách tiếp cận khác để tìm đường dẫn tốt nhất trong đó chúng chia sẻ thông tin với các bộ định tuyến khác ở gần. Các tuyến đường được tính dựa trên tốc độ của đường dẫn đến đích và chi phí tài nguyên. Liên kết giao thức trạng thái sử dụng một thuật toán để làm việc này. Một trong những khác biệt chính của giao thức vectơ khoảng cách là các giao thức trạng thái liên kết không được gửi ra các bảng định tuyến; thay vào đó, các bộ định tuyến thông báo cho nhau khi phát hiện thay đổi.

Bộ định tuyến sử dụng giao thức trạng thái liên kết tạo ra ba loại bảng; bàn hàng xóm, bảng cấu trúc liên kết, và bảng định tuyến. Bảng lân cận lưu trữ chi tiết của các bộ định tuyến lân cận bằng giao thức trạng thái liên kết, bảng cấu trúc liên kết lưu trữ toàn bộ cấu trúc liên kết mạng và bảng định tuyến lưu trữ các tuyến hiệu quả nhất.

IGP và EGP

Các giao thức định tuyến cũng có thể được phân loại thành Giao thức cổng bên trong (IGP) hoặc Giao thức cổng bên ngoài (EGP). IGP là các giao thức định tuyến trao đổi thông tin định tuyến với các bộ định tuyến khác trong một hệ thống tự trị duy nhất (AS). Một AS được định nghĩa là một mạng hoặc một tập hợp các mạng dưới sự kiểm soát của một doanh nghiệp. Do đó, công ty AS tách biệt với ISP AS.

Mỗi thứ sau đây được phân loại là IGP:

  • Mở đường dẫn ngắn nhất đầu tiên (OSPF)
  • Giao thức định tuyến thông tin (RIP)
  • Hệ thống trung gian đến hệ thống trung gian (IS-IS)
  • Giao thức định tuyến cổng nội bộ nâng cao (EIGRP)

Mặt khác, các EGP là các giao thức định tuyến được sử dụng để chuyển thông tin định tuyến giữa các bộ định tuyến trong các hệ thống tự trị khác nhau. Các giao thức này phức tạp hơn và BGP là giao thức EGP duy nhất mà bạn có thể gặp phải. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là có một giao thức EGP có tên là EGP.

Ví dụ về các EGP bao gồm:

  • Giao thức cổng biên (BGP)
  • Giao thức cổng ngoài (EGP)
  • Giao thức định tuyến liên miền ISO (IDRP)

Các loại giao thức định tuyến

Giao thức định tuyến

  • 1982 – TRỨNG
  • 1985 – IGRP
  • 1988 – RIPv1
  • 1990 – IS-IS
  • 1991 – OSPFv2
  • 1992 – EIGRP
  • 1994 – RIPv2
  • 1995 – BGP
  • 1997 – RIPng
  • 1999 – BGPv6 và OSPFv3
  • 2000 – IS-ISv6

Giao thức định tuyến thông tin (RIP)

Giao thức định tuyến thông tin hoặc RIP là một trong những giao thức định tuyến đầu tiên được tạo. RIP được sử dụng trong cả hai Mạng cục bộ (LAN) và Mạng diện rộng (WAN) và cũng chạy trên lớp Ứng dụng của mô hình OSI. Có nhiều phiên bản RIP bao gồm RIPv1 và RIPv2. Phiên bản gốc hoặc RIPv1 xác định đường dẫn mạng dựa trên đích IP và số bước nhảy của hành trình.

RIPv1 tương tác với mạng bằng cách phát bảng IP của nó tới tất cả các bộ định tuyến được kết nối với mạng. RIPv2 phức tạp hơn một chút so với điều này và gửi bảng định tuyến của nó tới một địa chỉ multicast. RIPv2 cũng sử dụng xác thực để giữ dữ liệu an toàn hơn và chọn mặt nạ mạng con và cổng cho lưu lượng truy cập trong tương lai. Hạn chế chính của RIP là nó có số bước nhảy tối đa là 15, khiến nó không phù hợp với các mạng lớn hơn.

Xem thêm: Công cụ giám sát mạng LAN

Giao thức cổng nội bộ (IGRP)

Giao thức cổng nội bộ hoặc IGRP là giao thức vector khoảng cách được sản xuất bởi Cisco. IGRP được thiết kế để xây dựng trên nền tảng được đặt ra trên RIP để hoạt động hiệu quả hơn trong các mạng lớn hơn và tháo nắp 15 hop đã được đặt trên RIP. IGRP sử dụng các số liệu như băng thông, độ trễ, độ tin cậy và tải để so sánh khả năng tồn tại của các tuyến trong mạng. Tuy nhiên, chỉ có băng thông và độ trễ được sử dụng trong cài đặt mặc định của IGRP..

IGRP là lý tưởng cho các mạng lớn hơn bởi vì nó chương trình phát sóng cập nhật cứ sau 90 giây và có số bước nhảy tối đa là 255. Điều này cho phép nó duy trì các mạng lớn hơn một giao thức như RIP. IGRP cũng được sử dụng rộng rãi vì nó có khả năng chống lại các vòng lặp định tuyến vì nó tự động cập nhật khi có thay đổi trong mạng.

Mở đường dẫn ngắn nhất đầu tiên (OSPF)

Mở đường dẫn ngắn nhất Giao thức OSPF đầu tiên là một IGP trạng thái liên kết được thiết kế riêng cho các mạng IP bằng cách sử dụng Con đường ngắn nhất trước (SPF) thuật toán. Thuật toán SPF được sử dụng để tính toán cây bao trùm đường đi ngắn nhất để đảm bảo truyền gói hiệu quả. Các bộ định tuyến OSPF duy trì cơ sở dữ liệu chi tiết thông tin về cấu trúc liên kết xung quanh của mạng. Cơ sở dữ liệu này chứa đầy dữ liệu được lấy từ Liên kết quảng cáo nhà nước (LSA) gửi bởi các bộ định tuyến khác. LSA là các gói thông tin chi tiết về số lượng tài nguyên mà một đường dẫn đã cho.

OSPF cũng sử dụng Thuật toán Dijkstra để tính toán lại các đường dẫn mạng khi cấu trúc liên kết thay đổi. Giao thức này cũng tương đối an toàn vì nó có thể xác thực các thay đổi giao thức để giữ an toàn cho dữ liệu. Nó được sử dụng bởi nhiều tổ chức vì nó có thể mở rộng ra các môi trường lớn. Các thay đổi cấu trúc được theo dõi và OSPF có thể tính toán lại các tuyến gói bị xâm phạm nếu một tuyến được sử dụng trước đó đã bị chặn.

Giao thức cổng ngoài (EGP)

Giao thức cổng ngoài hoặc EGP là một giao thức được sử dụng để trao đổi dữ liệu giữa các máy chủ cổng lân cận với nhau trong các hệ thống tự trị. Nói cách khác, EGP cung cấp một diễn đàn cho các bộ định tuyến để chia sẻ thông tin trên các miền khác nhau. Ví dụ điển hình nhất về EGP là internet. Bảng định tuyến của giao thức EGP bao gồm các bộ định tuyến đã biết, chi phí tuyến đường và địa chỉ của các thiết bị lân cận. EGP được sử dụng rộng rãi bởi các tổ chức lớn hơn nhưng đã được thay thế bởi BGP.

Lý do tại sao giao thức này không được ưa chuộng là vì nó không hỗ trợ môi trường mạng đa đường. Giao thức EGP hoạt động bằng cách giữ một cơ sở dữ liệu của các mạng gần đó và các đường dẫn có thể đi đến chúng. Thông tin này được gửi đến các bộ định tuyến được kết nối. Khi đến nơi, các thiết bị có thể cập nhật bảng định tuyến của mình và thực hiện lựa chọn đường dẫn thông tin hơn trên toàn mạng.

Giao thức định tuyến cổng nội bộ nâng cao (EIGRP)

Giao thức định tuyến cổng nội bộ nâng cao hoặc EIGRP là giao thức định tuyến vectơ khoảng cách được sử dụng cho IP, AppleTalk, và Mạng lưới mạng. EIGRP là một giao thức độc quyền của Cisco được thiết kế để tiếp nối từ giao thức IGRP ban đầu. Khi sử dụng EIGRP, một bộ định tuyến sẽ lấy thông tin từ các bảng định tuyến của hàng xóm và ghi lại chúng. Hàng xóm được yêu cầu một tuyến đường và khi có sự thay đổi, bộ định tuyến sẽ thông báo cho hàng xóm về sự thay đổi đó. Điều này có kết quả cuối cùng là làm cho các bộ định tuyến lân cận nhận thức được những gì đang diễn ra trong các thiết bị lân cận.

EIGRP được trang bị một số tính năng để tối đa hóa hiệu quả, bao gồm Giao thức vận tải đáng tin cậy (RTP) và một Thuật toán cập nhật khó hiểu (HAI). Việc truyền gói được thực hiện hiệu quả hơn vì các tuyến được tính toán lại để tăng tốc quá trình hội tụ.

Giao thức cổng biên (BGP)

Giao thức cổng biên hoặc BGP là giao thức định tuyến của internet được phân loại là giao thức vector đường dẫn khoảng cách. BGP là được thiết kế để thay thế EGP với một cách tiếp cận phi tập trung để định tuyến. Thuật toán lựa chọn đường dẫn tốt nhất BGP được sử dụng để chọn các tuyến tốt nhất để chuyển gói. Nếu bạn không có bất kỳ cài đặt tùy chỉnh nào thì BGP sẽ chọn các tuyến đường có đường dẫn ngắn nhất đến đích.

Tuy nhiên, nhiều quản trị viên chọn thay đổi quyết định định tuyến thành tiêu chí phù hợp với nhu cầu của họ. Thuật toán lựa chọn đường dẫn tốt nhất có thể được tùy chỉnh bằng cách thay đổi thuộc tính cộng đồng chi phí BGP. BGP có thể đưa ra quyết định định tuyến dựa trên các yếu tố như trọng lượng, ưu tiên cục bộ, được tạo cục bộ, độ dài AS_Path, loại gốc, phân biệt nhiều lối ra, eBGP qua iBGP, số liệu IGP, ID bộ định tuyến, danh sách cụm và địa chỉ hàng xóm.

BGP chỉ gửi dữ liệu bảng bộ định tuyến cập nhật khi có gì đó thay đổi. Do đó, không có tự động phát hiện các thay đổi cấu trúc liên kết, điều đó có nghĩa là người dùng phải định cấu hình BGP theo cách thủ công. Về mặt bảo mật, giao thức BGP có thể được xác thực để chỉ các bộ định tuyến được phê duyệt mới có thể trao đổi dữ liệu với nhau.

Hệ thống trung gian hệ thống trung gian (IS-IS)

Hệ thống trung gian hệ thống trung gian (IS-IS) là trạng thái liên kết, giao thức định tuyến IP và giao thức IGPP được sử dụng trên internet để gửi thông tin định tuyến IP. IS-IS sử dụng phiên bản sửa đổi của thuật toán Dijkstra. Mạng IS-IS bao gồm một loạt các thành phần bao gồm các hệ thống đầu cuối, (thiết bị người dùng), hệ thống trung gian (bộ định tuyến), khu vực và miền.

Theo bộ định tuyến IS-IS được tổ chức thành các nhóm được gọi là các khu vực và nhiều khu vực được nhóm lại với nhau để tạo thành một miền. Bộ định tuyến trong khu vực được đặt với Lớp 1 và các bộ định tuyến kết nối các phân đoạn với nhau được phân loại là Lớp 2. Có hai loại địa chỉ được sử dụng bởi IS-IS; Điểm truy cập dịch vụ mạng (NSAP) và Tiêu đề thực thể mạng (MẠNG LƯỚI).

Giao thức định tuyến đầy đủ và không có lớp

Các giao thức định tuyến cũng có thể được phân loại thành các giao thức định tuyến đầy đủ và không có lớp. Sự khác biệt giữa hai điều này thuộc về cách họ thực hiện các cập nhật định tuyến. Cuộc tranh luận giữa hai hình thức định tuyến này thường được gọi là định tuyến không có lớp và không có lớp.

Giao thức định tuyến đầy đủ

Các giao thức định tuyến đầy đủ không yêu cầu gửi thông tin mặt nạ mạng con trong khi cập nhật định tuyến nhưng các giao thức định tuyến không phân lớp. RIPv1 và IGRP được coi là các giao thức đẳng cấp. Hai cái này là các giao thức đầy đủ vì chúng không bao gồm thông tin mặt nạ mạng con trong các bản cập nhật định tuyến của chúng. Các giao thức định tuyến đầy đủ đã trở nên lỗi thời bởi các giao thức định tuyến không có lớp.

Giao thức định tuyến không phân lớp

Như đã đề cập ở trên, các giao thức định tuyến đầy đủ đã được thay thế bằng các giao thức định tuyến không có lớp. Giao thức định tuyến không phân lớp gửi thông tin mặt nạ mạng con IP trong quá trình cập nhật định tuyến. RIPv2, EIGRP, OSPF và IS-IS là tất cả các loại giao thức định tuyến lớp bao gồm thông tin mặt nạ mạng con trong các bản cập nhật.

Giao thức định tuyến động

Các giao thức định tuyến động là một loại giao thức định tuyến quan trọng đối với các mạng cấp doanh nghiệp hiện đại. Giao thức định tuyến động cho phép các bộ định tuyến tự động thêm thông tin vào các bảng định tuyến của chúng từ các bộ định tuyến được kết nối. Với các giao thức này, các bộ định tuyến sẽ gửi các cập nhật cấu trúc liên kết bất cứ khi nào cấu trúc cấu trúc liên kết của mạng thay đổi. Điều này có nghĩa là người dùng không phải lo lắng về việc giữ cho các đường dẫn mạng được cập nhật.

Một trong những lợi thế chính của các giao thức định tuyến động là chúng giảm nhu cầu quản lý cấu hình. Nhược điểm là điều này có chi phí phân bổ các tài nguyên như CPU ​​và băng thông để giữ cho chúng chạy liên tục. OSPF, EIGRP và RIP được coi là các giao thức định tuyến động.

Giao thức định tuyến và số liệu

Bất kể loại giao thức định tuyến nào đang được sử dụng, sẽ có các số liệu rõ ràng được sử dụng để đo tuyến đường nào là tốt nhất để thực hiện. Một giao thức định tuyến có thể xác định nhiều đường dẫn đến đích nhưng cần phải có khả năng làm việc hiệu quả nhất. Số liệu cho phép giao thức xác định đường dẫn nào sẽ được chọn để cung cấp cho mạng dịch vụ tốt nhất.

Số liệu đơn giản nhất để xem xét là số lượng hop. Giao thức RIP sử dụng số bước nhảy để đo khoảng cách cần thiết để gói tin đến đích. Càng nhiều bước nhảy mà một gói phải đi qua, gói càng phải đi xa hơn. Do đó, giao thức RIP nhằm mục đích chọn các tuyến trong khi giảm thiểu các bước nhảy nếu có thể. Có nhiều số liệu bên cạnh số lượng hop được sử dụng bởi các giao thức định tuyến IP. Số liệu được sử dụng bao gồm:

  • Số đếm – Đo số lượng bộ định tuyến mà gói phải đi qua
  • Băng thông – Chọn đường dẫn dựa trên đó có băng thông cao nhất
  • Sự chậm trễ – Chọn đường dẫn dựa trên đó mất ít thời gian nhất
  • độ tin cậy – Đánh giá khả năng một liên kết sẽ thất bại dựa trên số lỗi và các lỗi trước đó
  • Giá cả – Giá trị được định cấu hình bởi quản trị viên hoặc IOS được sử dụng để đo lường chi phí của tuyến đường dựa trên một số liệu hoặc một phạm vi số liệu
  • Tải – Chọn đường dẫn dựa trên việc sử dụng lưu lượng của các liên kết được kết nối

Số liệu theo loại giao thức

Loại giao thức
Loại số liệu được sử dụng
YÊN NGHỈ Số đếm
RIPv2 Số đếm
IGRP Băng thông, độ trễ
OSPF Băng thông
BGP Được chọn bởi quản trị viên
EIGRP Băng thông, độ trễ
IS-IS Được chọn bởi quản trị viên

Khoảng cách hành chính

Khoảng cách quản trị là một trong những tính năng quan trọng nhất trong các bộ định tuyến. Quản trị là thuật ngữ được sử dụng để mô tả một giá trị số được sử dụng để ưu tiên tuyến nào sẽ được sử dụng khi có hai hoặc nhiều tuyến có sẵn. Khi một hoặc nhiều tuyến đường được đặt, giao thức định tuyến với khoảng cách quản trị thấp hơn được chọn làm tuyến. Có một khoảng cách quản trị mặc định nhưng quản trị viên cũng có thể tự cấu hình.

Khoảng cách hành chính Nguồn tuyến
Khoảng cách mặc định
Giao diện được kết nối 0
tuyến tĩnh 1
Lộ trình tóm tắt IGRP nâng cao 5
BGP bên ngoài 20
IGRP tăng cường nội bộ 90
IGRP 100
OSPF 110
IS-IS 115
YÊN NGHỈ 120
Tuyến đường bên ngoài EIGRP 170
BGP nội bộ 200
không xác định 255

Giá trị số của khoảng cách quản trị càng thấp, bộ định tuyến càng tin tưởng vào tuyến đường. Giá trị số càng gần 0 thì càng tốt. Các giao thức định tuyến sử dụng khoảng cách quản trị chủ yếu như một cách để đánh giá độ tin cậy của các thiết bị được kết nối. Bạn có thể thay đổi khoảng cách quản trị của giao thức bằng cách sử dụng quy trình khoảng cách trong chế độ cấu hình phụ.

Từ kết thúc

Như bạn có thể thấy, các giao thức định tuyến có thể được định nghĩa và nghĩ ra trong một loạt các cách khác nhau. Điều quan trọng là nghĩ về các giao thức định tuyến như các vectơ khoảng cách hoặc các giao thức trạng thái liên kết, các giao thức IGP hoặc EGP, và các giao thức không có lớp hoặc không có lớp. Đây là các danh mục bao quát mà các giao thức định tuyến phổ biến như RIP, IGRP, OSPF và BGP nằm trong.

Tất nhiên, trong tất cả các loại này, mỗi giao thức có những sắc thái riêng trong cách đo đường đi tốt nhất, cho dù đó là bằng cách đếm hop, độ trễ hoặc các yếu tố khác. Học mọi thứ bạn có thể về các giao thức mà bạn giữ được trong quá trình kết nối hàng ngày sẽ hỗ trợ bạn rất nhiều trong cả môi trường thi cử và thế giới thực.

Liên quan: Công cụ cho traceroute và tracert