Luận Văn Các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP

Lời nói đầu
Từ nhu cầu của cuộc sống con người, viễn thông ra đời như là một sự tất yếu.Với sự phát triển liên tục và mạnh mẽ, viễn thông đã , đang và sẽ đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống, đem lại những lợi ích thiết thực, những dịch vụ mới đa dạng và phong phú.
Mạng IP và các ứng dụng công nghệ IP với nhiều ưu điểm như tính linh hoạt, khả năng mở rộng dễ dàng, hiệu quả sử dụng cao, đang chiếm ưu thế trên thị trường viễn thông thế giới và ở Việt Nam quá trình IP hoá cũng đang phát triển rất nhanh chóng. Đứng trước tình hình đó, việc nghiên cứu, tìm hiểu mạng IP và các ứng dụng của nó là rất cần thiết.Nhưng điều này cũng đòi hỏi phải tốn nhiều thời gian và công sức vì có rất nhiều vấn đề cần nghiên cứu .Trong tài liệu này chúng ta sẽ tìm hiểu một vấn đề của định tuyến trong mạng IP .
Định tuyến là một chức năng không thể thiếu trong bất kỳ mạng viễn thông nào. Mục đích của định tuyến là chuyển thông tin từ một điểm trong mạng (nguồn) tới một hoặc nhiều điểm khác (đích). Mỗi khi thực hiện thiết kế, xây dựng một mạng mới, hay cải tiến một mạng đã có, người thiết kế mạng phải đặc biệt quan tâm tới vấn đề định tuyến, bởi hoạt động của một mạng có hiệu quả hay không, chất lượng của các dịch vụ cung cấp trên mạng có thoả mãn được yêu cầu của người sử dụng mạng hay không phụ thuộc rất nhiều vào việc định tuyến trong mạng đó.
Trải qua một quá trình phát triển mạnh, rất nhiều phương pháp, kỹ thuật định tuyến đã được đưa ra. Nghiên cứu về các kỹ thuật định tuyến là một lĩnh vực nghiên cứu rất rộng lớn bởi mỗi mạng cần có một chiến lược định tuyến cho riêng mình, phù hợp với mục đích truyền dẫn, phù hợp với công nghệ mạng, phù hợp với yêu cầu của những người sử dụng mạng để trao đổi thông tin . Không thể áp đặt hoàn toàn một chiến lược định tuyến của một mạng lên một mạng khác. Do đó, đối với người thiết kế mạng, khi xác định kỹ thuật định tuyến để sử dụng trong một mạng mới, cần phải nắm được những điều cơ bản về định tuyến. Bên cạnh đó, cần phải biết kỹ thuật định tuyến được sử dụng trong một số mạng có đặc điểm tương tự, Từ đó, có thể định ra được chiến lược định tuyến thích hợp cho mạng của mình. Đối với những người nghiên cứu mạng, kỹ thuật định tuyến trong mạng là một điều rất đáng quan tâm.
Kĩ thuật định tuyến trong mạng IP gồm kĩ thuật định tuyến nội (định tuyến trong) và kĩ thuật định tuyến ngoại (định tuyến ngoài ), trong đó các giao thức định tuyến là nền tảng của các kỹ thuật định tuyến. Đồ án tốt nghiệp “ Các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP ” sẽ đưa ra kiến thức cơ bản về mạng IP , định tuyến trong mạng IP và các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP.Đồ án được xây dựng nhằm mục đích tự tìm hiểu, trang bị thêm kiến thức cơ bản, nâng cao hiểu biết cho người viết, củng cố nền tảng cho quá trình công tác, nghiên cứu mạng sau này. Đồng thời, nếu có thể, làm một tài liệu tham khảo cho những người quan tâm.
Đồ án được xây dựng gồm 4 chương :
Chương 1-Tổng quan về mạng IP: Cung cấp một cái nhìn tổng quan về mạng IP và những khái niệm cơ bản trong mạng IP .
Chương 2-Kỹ thuật định tuyến trong mạng IP: Trình bày các kỹ thuật định tuyến, các phương pháp định tuyến cùng một số thuật toán chọn đường trong mạng IP,
Chương 3-Giao thức thông tin định tuyến RIP: Tìm hiểu về hệ thống tự trị, khái niệm về giao thức định tuyến cổng nội và giao thức định tuyến cổng ngoại trong mạng IP. Mục đích của chương này là trình bày về giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP sử dụng định tuyến theo vectơ khoảng cách, đó là giao thức RIP.
Chương 4-Giao thức OSPF: Trình bày về giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP sử dụng định tuyến theo trạng thái liên kết, đó là giao thức OSPF.
Như đã nói ở trên, tìm hiểu về mạng IP cần phải tốn nhiều thời gian và công sức.Trong quỹ thời gian ít ỏi cộng với kiến thức còn hạn chế nên em chỉ trình bày được một cái nhìn tổng quan cùng một vấn đề nhỏ về định tuyến trong mạng IP . Và tất nhiên sai sót là điều khó tránh khỏi. Bởi vậy, em mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy, các cô, cùng các bạn để có thể sửa chữa, nâng cao hiểu biết của mình.

Mục lục 1
Thuật ngữ viết tắt 1
Lời nói đầu 1
3
Chương 1 4
Tổng quan về mạng IP 4
1.1 Mô hình tham chiếu OSI 4
1.1.1 Chức năng các tầng trong mô hình OSI 5
1.1.2 Các giao thức chuẩn của mô hình OSI 6
1.1.3 Phương thức hoạt động của các tầng trong mô hình OSI 9
1.1.4 Truyền dữ liệu trong mô hình OSI. 10
1.2 Bộ giao thức TCP/IP 11
1.2.1 Sự thúc đẩy cho việc ra đời của TCP/IP 11
1.2.2 Cấu trúc phân lớp của TCP/IP 12
1.3 So sánh hai mô hình TCP/IP và mô hình OSI 16
1.4 Phân loại mạng IP 18
1.5 Giao thức IP 19
1.5.1 Tổng quan về giao thức IP 19
1.5.2 Các chức năng của IP 20
1.5.3 Giao diện với các giao thức ở lớp trên và lớp dưới 21
1.5.4 Địa chỉ IP 21
1.5.5 Các phương pháp gán địa chỉ IP 35
1.5.6 Thứ tự byte và địa chỉ IP 35
1.5.7 Cấu trúc gói dữ liệu IP 36
1.5.8 Đóng gói dữ liệu 41
1.5.9 Phân mảnh và hợp nhất các gói IP 42
1.5.10 Điều khiển quá trình phân đoạn 46
1.6 Định tuyến IP 47
1.6.1 Các đặc tính của định tuyến IP 47
1.6.2 Xử lý tại lớp IP 50
1.6.3 Khởi tạo bảng định tuyến 51
1.6.4 Thông báo lỗi tái định tuyến ICMP 52
1.6.5 Các bản tin khám phá router ICMP 53
1.7 IPv6 55
1.8 Các giao thức khác của lớp Internet 58
1.8.1Giao thức phân giải địa chỉ ARP 59
1.8.2 Giao thức phân giải địa chỉ ngược RARP 63
1.8.3 Giao thức bản tin điều khiển liên mạng ICMP 64
1.9Các cơ chế truyền tải 69
Kết Luận 70
Chương 2 72
kĩ thuật định tuyến trong mạng IP 72
2.1 Khái niệm về định tuyến 72
2.2 Các phương pháp định tuyến 74
2.2.1 Định tuyến tĩnh 75
2.2.2 Định tuyến động 75
2.3 Các thuật toán chọn đường 77
2.3.1 Giới thiệu 77
2.3.2 Thuật toán tìm đường ngắn nhất 80
2.3.3 Thuật toán Dijkstra 83
2.3.4 Thuật toán Bellman-Ford 85
2.4 Các loại giao thức định tuyến 88
2.4.1 Định tuyến theo vec-tơ khoảng cách 89
2.4.2 Định tuyến theo trạng thái liên kết 94
2.4.3 Giao thức định tuyến lai ghép 102
Kết luận 102
Chưương 3 104
Giao thức thông tin Định tuyến rip 104
3.1 Một số khái niệm cơ bản 104
3.1.1 Bộ định tuyến 104
3.1.2 Hệ thống tự trị - AS ( Autonomous System ) 104
3.2 Giao thức thông tin định tuyến RIP 107
3.2.1 Các loại gói RIP 107
3.2.2 Định dạng các gói tin RIP 108
3.2.3 Các mode hoạt động của RIP 109
3.2.4 Tính toán các vec-tơ khoảng cách 109
3.2.5 Hạn chế của RIP 110
3.2.6 Giao thức thông tin định tuyến phiên bản 2 (RIP-2) 111
3.2.7 RIP thế hệ kế tiếp cho IPv6. 112
Kết luận 115
Chương 4 117
Giao thức OSPF 117
4.1 Giới thiệu 117
4.2 Một số khái niệm dùng trong OSPF 118
4.3 Phân phát các LSA 120
4.3 Các kiểu gói tin OSPF 121
4.4 Trao đổi thông tin giữa các node lân cận 123
4.5 Trạng thái của router lân cận - Các sự kiện 124
4.6 Bảng định tuyến , tìm đưường theo bảng định tuyến 124
Kết luận 126
Kết luận chung 128
Tài liệu tham khảo 129