Báo Cáo Tìm hiểu về giao thức định tuyến RIPv1, RIPv2 - ĐHBK Hà Nội - Mạng máy tính

Bộ môn Mạng máy tính, Đại học Bách khoa Hà Nội.
Tìm hiểu về giao thức định tuyến RIPv1, RIPv2,
I. Tổng quát 2
1.1. Giới thiệu. 2
1.2. Định nghĩa. 3
1.3. Thuật toán. 3
II. Giao thức định tuyến - RIP. 4
2.1. Định tuyến theo véctơ khoảng cách. 4
2.1.1. Đặc điểm 5
2.1.2. Véctơ khoảng cách. 6
2.1.3. Vấn đề và các phương pháp giải quyết lặp vòng. 7
2.2. Chi tiết về giao thức định tuyến RIP. 15
2.2.1. RIP phiên bản 1. 16
2.2.1.2. Cấu trúc bản tin. 16
2.2.1.3. Các bộ định thời 18
2.2.1.4. Thiết kế RIPv1. 18
2.2.2. RIP phiên bản 2. 19
2.2.2.1. Đặc điểm 20
2.2.2.2. Cấu trúc bản tin. 20
2.2.2.3. Các bộ định thời 22
2.2.2.4. Thiết kế RIPv2. 22
2.2.3. So sánh. 23
III. Ứng dụng. 25
3.1. Giới hạn. 25
3.2. Bảo mật 26
3.3. Ứng dụng. 26
VI. Kết luận, đánh giá và hướng phát triển. 28
Phụ lục: Giới thiệu về Socket Tracer
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIP

I. Tổng quát
1.1. Giới thiệu
Ngày nay, một liên mạng có thể lớn đến mức một giao thức định tuyến không thể xử lý công việc cập nhật các bảng định tuyến của tất cả các bộ định tuyến. Vì lý do này, liên mạng được chia thành nhiều hệ thống tự trị (AS-Autonomous System). Hệ thống tự trị là một nhóm các mạng và bộ định tuyến có chung chính sách quản trị. Nó đôi khi còn được gọi là miền định tuyến (routing domain). Các giao thức định tuyến được sử dụng bên trong một AS được gọi là giao thức định tuyến nội miền IGP (Interior Gateway Protocol). Để thực hiện định tuyến giữa các AS với nhau chúng ta phải sử dụng một giao thức riêng gọi là giao thức định tuyến ngoại miền EGP (Exterior Gateway Protocol). Routing Information Protocol (RIP) được thiết kế như là một giao thức IGP dùng cho các AS có kích thước nhỏ, không sử dụng cho hệ thống mạng lớn và phức tạp.
Hiện nay có nhiều giao thức định tuyến đang được sử dụng. Tuy nhiên trong phần này ta chỉ trình bày về giao thức thông tin định tuyến RIP (Routing Information Protocol).
RIP xuất hiện sớm nhất vào tháng 6 năm 1988và đước viết bởi C. Hedrick trong Trường Đại học Rutgers. Được sử dụng rộng rãi nhất và trở thành giao thức định tuyến phổ biến nhất trong định tuyến mạng.
RIP đã chính thức được định nghĩa trong hai văn bản là: Request For Comments (RFC) 1058 và 1723. RFC 1058 (1988) là văn bản đầu tiên mô tả đầy đủ nhất về sự thi hành của RIP, trong khi đó RFC 1723 (1994) chỉ là bản cập nhật cho bản RFC 1058.





1.2. Định nghĩa
RIP là một giao thức định tuyến miền trong được sử dụng cho các hệ thống tự trị. Giao thức thông tin định tuyến thuộc loại giao thức định tuyến khoảng cách véctơ, giao thức sử dụng giá trị để đo lường đó là số bước nhảy (hop count) trong đường đi từ nguồn đến đích. Mỗi bước đi trong đường đi từ nguồn đến đích được coi như có giá trị là 1 hop count. Khi một bộ định tuyến nhận được 1 bản tin cập nhật định tuyến cho các gói tin thì nó sẽ cộng 1 vào giá trị đo lường đồng thời cập nhật vào bảng định tuyến.

RIP có hai phiên bản:
ã RIP phiên bản 1 RIPv1 (RIP version 1): RIPv1 là giao thức định tuyến phân lớp, không có thông tin về mặt nạ mạng con và không hỗ trợ định tuyến liên vùng không phân lớp CIDR (Classless Interdomain Routing), chiều dài biến của mặt nạ mạng con VLSM (Variable-length subnet mask). RIPv1 sử dụng địa chỉ quảng bá. RIPv1 được xác định trong RFC 1058 "Routing Information Protocol" năm 1988.
ã RIP phiên bản 2 RIPv1 (RIP version 2): RIPv2 là giao thức định tuyến không phân lớp, có thông tin về mặt nạ mạng con và hỗ trợ cho CIDR, VLSM. RIPv2 sử dụng địa chỉ đa hướng. RIPv2 được xác định đầu tiền trong các RFC sau: RFC1387 "RIP Version 2 Protocol Analysis" năm 1993, RFC1388 "RIP Version 2 Carrying Additional Information" năm 1993 và RFC1389 "RIP Version 2 MIB Extensions" năm 1993.

1.3. Thuật toán
RIP sử dụng thuật toán định tuyến theo véctơ khoảng cách DVA (Distance Véctơ Algorithms)
Thuật toán Véctơ khoảng cách: Là một thuật toán định tuyến tương thích nhằm tính toán con đường ngắn nhất giữa các cặp nút trong mạng, dựa trên phương pháp tập trung được biết đến như là thuật toán Bellman-Ford. Các nút mạng thực hiện quá trình trao đổi thông tin trên cơ sở của địa chỉ đích, nút kế tiếp, và con đường ngắn nhất tới đích. Mô tả hình thức thuật toán này như sau:


II. Giao thức định tuyến - RIP
2.1. Định tuyến theo véctơ khoảng cách
2.1.1. Đặc điểm
Định tuyến theo véctơ khoảng cách thực hiện truyền bản sao của bảng định tuyến từ bộ định tuyến này sang bộ định tuyến khác theo định kỳ. Việc cập nhật định kỳ giữa các bộ định tuyến giúp trao đổi thông tin khi cấu trúc mạng thay đổi.
Bộ định tuyến thu thập thông tin về khoảng cách đến các mạng khác, từ đó nó xây dựng và bảo trì một cơ sở dữ liệu về thông tin định tuyến trong mạng. Tuy nhiên, họat động theo thuật toán véctơ khoảng cách như vậy thì bộ định tuyến sẽ không biết được cấu trúc của toàn bộ hệ thống mà chỉ biết được các bộ định tuyến lân cận kết nối trực tiếp với nó.
Khi sử dụng định tuyến theo véctơ khoảng cách, bước đầu tiên là bộ định tuyến phải xác định các bộ định tuyến lân cận của nó. Các mạng kết nối trực tiếp vào cổng giao tiếp của bộ định tuyến sẽ có khoảng cách là 0. Còn đường đi tới các mạng không kết nối trực tiếp vào bộ định tuyến thì bộ định tuyến sẽ chọn đường nào tốt nhất dựa trên các thông tin mà nó nhận được từ các bộ định tuyến lân cận. Ví dụ như hình 1: bộ định tuyến A nhận được thông tin về các mạng khác từ bộ định tuyến B. Các thông tin này được đặt trong bảng định tuyến với véctơ khoảng cách đã được tính toán lại cho biết từ bộ định tuyến A đến mạng đích thì đi theo hướng nào, khoảng cách bao nhiêu.


Hình 1: Khoảng cách của các bộ định tuyến đến các mạng.
Bảng định tuyến được cập nhật khi có cấu trúc mạng có sự thay đổi. Quá trình cập nhật này diễn ra từng bước một từ bộ định tuyến này sang bộ định tuyến khác. Khi cập nhật, mỗi bộ định tuyến gửi đi toàn bộ bảng định tuyến của nó cho các bộ định tuyến lân cận. Trong bảng định tuyến có thông tin về đường đi tới từng mạng đích: tổng chi phí cho đường đi, địa chỉ của bộ định tuyến kế tiếp.

2.1.2. Véctơ khoảng cách
Thuật toán véctơ khoảng cách (hay còn gọi thuật toán Bellman – Ford) yêu cầu của mỗi bộ định tuyến gửi một phần hoặc toàn bộ bảng định tuyến cho các bộ định tuyến lân cận kết nối trực tiếp với nó. Dựa vào thông tin cung cấp bởi các bộ định tuyến lân cận, thuật toán véctơ khoảng cách sẽ lựa chọn đường đi tốt nhất.
Sử dụng các giao thức định tuyến theo véctơ khoảng cách thường tốn ít tài nguyên của hệ thống nhưng tốc độ đồng bộ giữa các bộ định tuyến lại chậm và các thông số được sử dụng để chọn đường đi có thể không phù hợp với những hệ thống mạng lớn. Chủ yếu các giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách chỉ xác định đường đi bằng các bước nhảy và hướng đi đến đích. Theo thuật toán này, các bộ định tuyến sẽ trao đổi bảng định tuyến với nhau theo định kỳ. Do vậy loại định tuyến này đơn giản là mỗi bộ định tuyến chỉ trao đổi bảng định tuyến với các bộ định tuyến lân cận của mình. Khi nhận được bảng định tuyến từ các bộ định tuyến lân cận, bộ định tuyến sẽ lấy con đường nào đến mạng đích có chi phí thấp nhất rồi cộng thêm khoảng cách của mình vào đó thành một thông tin hoàn chỉnh về con đường đến mạng đích với hướng đi từ chính nó đến đích rồi đưa vào bảng định tuyến, sau đó bộ định tuyến lấy bảng định tuyến đó gửi đi cập nhật tiếp cho các bộ định tuyến kế cận khác.

Hình 2: Chuyển bảng định tuyến