Các loại giao thức định tuyến: Tĩnh, Động, IP, CISCO

Giao thức định tuyến là gì?

Giao thức định tuyến là tập hợp các quy tắc được định nghĩa mà các bộ định tuyến sử dụng để liên lạc giữa nguồn và đích. Chúng không di chuyển dữ liệu mà chỉ cập nhật bảng định tuyến chứa thông tin về đường dẫn.

Các giao thức định tuyến cũng quy định cách các bộ định tuyến giao tiếp với nhau và cho phép mạng chọn tuyến đường giữa bất kỳ hai nút nào trên mạng máy tính.

Các loại giao thức định tuyến

Về cơ bản có hai loại giao thức định tuyến mạng:

• tĩnh
• Năng động

Sơ đồ bên dưới minh họa cách các giao thức định tuyến được phân loại thành tĩnh và động, cùng với các giao thức động chính thuộc mỗi loại:

Giao thức định tuyến tĩnh

Các giao thức định tuyến tĩnh được sử dụng khi quản trị viên tự tay chỉ định đường dẫn từ mạng nguồn đến mạng đích. Cách tiếp cận này mang lại tính bảo mật cao hơn cho mạng.

Ưu điểm

• Không gây tải cho CPU của bộ định tuyến.
• Không có băng thông chưa sử dụng giữa các liên kết.
• Chỉ quản trị viên mới có thể thêm tuyến đường.

Nhược điểm

• Quản trị viên phải biết mỗi bộ định tuyến được kết nối như thế nào.
• Đây không phải là lựa chọn lý tưởng cho các mạng lưới lớn vì nó tốn nhiều thời gian.
• Mỗi khi một liên kết bị lỗi, mạng sẽ ngừng hoạt động, điều này không khả thi đối với các mạng lưới lớn.

Giao thức định tuyến động

Giao thức định tuyến động là một loại giao thức định tuyến quan trọng khác. Chúng giúp các bộ định tuyến tự động thêm thông tin vào bảng định tuyến của mình từ các bộ định tuyến được kết nối. Các giao thức này cũng gửi các bản cập nhật cấu trúc liên kết bất cứ khi nào cấu trúc liên kết của mạng thay đổi.

Ưu điểm

• Dễ cấu hình hơn, ngay cả trên các mạng lớn.
• Hệ thống có thể tự động chọn tuyến đường khác nếu một liên kết bị lỗi.
• Chúng giúp bạn cân bằng lưu lượng truy cập giữa nhiều liên kết.

Nhược điểm

• Các bản cập nhật được chia sẻ giữa các bộ định tuyến, do đó chúng tiêu tốn băng thông.
• Các giao thức định tuyến tạo thêm tải cho CPU và RAM của bộ định tuyến.

Giao thức định tuyến vectơ khoảng cách (DVR)

Các giao thức Distance Vector quảng cáo bảng định tuyến của chúng cho mọi thiết bị lân cận được kết nối trực tiếp theo các khoảng thời gian cụ thể, sử dụng nhiều băng thông và hội tụ chậm.

Trong giao thức định tuyến Distance Vector, khi một tuyến đường không còn khả dụng, tất cả các bảng định tuyến cần được cập nhật với thông tin mới.

Ưu điểm

• Thông tin cập nhật về mạng lưới được trao đổi định kỳ và luôn được phát sóng.
• Giao thức này tin tưởng thông tin định tuyến nhận được từ các bộ định tuyến lân cận.

Nhược điểm

• Do thông tin định tuyến được trao đổi định kỳ, lưu lượng truy cập không cần thiết được tạo ra, làm tiêu hao băng thông khả dụng.

Giao thức định tuyến Internet

Sau đây là các loại giao thức giúp các gói dữ liệu tìm đường đi trên Internet. Mỗi loại thuộc một trong các nhóm: giao thức dựa trên khoảng cách, giao thức dựa trên trạng thái liên kết hoặc giao thức lai như đã mô tả ở trên.

Giao thức thông tin định tuyến (RIP)

RIP được sử dụng trong cả mạng LAN và WAN, và nó hoạt động ở lớp ứng dụng của hệ thống. Mô hình OSICó hai phiên bản của RIP:

• RIPv1
• RIPv2

Phiên bản gốc, RIPv1, xác định đường dẫn mạng dựa trên địa chỉ IP đích và số bước nhảy của hành trình. RIPv1 tương tác với mạng bằng cách phát bảng địa chỉ IP của nó đến tất cả các bộ định tuyến được kết nối với mạng.

RIPv2 phức tạp hơn một chút, vì nó gửi bảng định tuyến của mình đến một địa chỉ đaicast thay vì phát sóng.

Giao thức định tuyến cổng nội bộ (IGRP)

IGRP là một giao thức cổng nội bộ dựa trên vectơ khoảng cách được phát triển bởi CISCO. Nó được giới thiệu để khắc phục những hạn chế của RIP. Các chỉ số mà nó sử dụng là tải, băng thông, độ trễ, MTU và độ tin cậy, và nó trao đổi dữ liệu định tuyến trong một hệ thống tự trị.

Giao thức này phù hợp với các mạng lớn hơn, vì nó phát sóng mỗi 90 giây và hỗ trợ số bước nhảy tối đa là 255. Nó chống lại các vòng lặp định tuyến bằng cách tự động cập nhật khi tuyến đường thay đổi và có thể cân bằng tải lưu lượng truy cập trên các đường dẫn có chi phí đo lường bằng nhau hoặc không bằng nhau.

Giao thức định tuyến trạng thái liên kết

Giao thức Link State sử dụng một phương pháp độc đáo để tìm ra đường dẫn định tuyến tốt nhất. Trong giao thức này, tuyến đường được tính toán dựa trên tốc độ của đường dẫn đến đích và chi phí tài nguyên.

Bảng giao thức định tuyến

Giao thức định tuyến trạng thái liên kết duy trì ba bảng được đưa ra dưới đây:

• Bảng hàng xóm: Bảng này chỉ chứa thông tin về các thiết bị lân cận của bộ định tuyến — ví dụ, các bộ định tuyến mà nó đã thiết lập quan hệ lân cận.
• Bảng cấu trúc liên kết: Bảng này lưu trữ thông tin về toàn bộ cấu trúc mạng — ví dụ, cả tuyến đường tốt nhất và tuyến đường dự phòng đến một mạng được quảng cáo cụ thể.
• Bảng định tuyến: Bảng này chứa tất cả các tuyến đường tốt nhất đến mạng được quảng cáo.

Ưu điểm

• Giao thức này duy trì các bảng riêng biệt cho cả tuyến đường tốt nhất và các tuyến đường dự phòng, do đó nó có nhiều thông tin về mạng liên kết hơn bất kỳ giao thức định tuyến dựa trên khoảng cách nào.
• Phương pháp cập nhật được kích hoạt tự động, do đó không tiêu tốn băng thông không cần thiết.
• Việc cập nhật một phần chỉ được kích hoạt khi có sự thay đổi về cấu trúc mạng, do đó không cần phải thay đổi toàn bộ bảng định tuyến.

Giao thức cổng ngoài (EGP)

EGP là một giao thức được sử dụng để trao đổi dữ liệu giữa các máy chủ cổng là các thiết bị lân cận trong các hệ thống tự trị. Nó cho phép các bộ định tuyến chia sẻ thông tin trên các miền khác nhau, bao gồm các bộ định tuyến đã biết, địa chỉ mạng, chi phí định tuyến và các thiết bị lân cận.

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

EIGRP là một giao thức định tuyến lai kết hợp các tính năng của cả giao thức định tuyến dựa trên khoảng cách và trạng thái liên kết. Nó định tuyến các giao thức tương tự như IGRP, sử dụng cùng các chỉ số tổng hợp như IGRP, giúp mạng chọn đường dẫn tốt nhất đến đích.

Mở đường dẫn ngắn nhất đầu tiên (OSPF)

Giao thức OSPF (Open Shortest Path First) là một giao thức định tuyến nội bộ (IGP) dựa trên trạng thái liên kết, được thiết kế riêng cho mạng IP, sử dụng phương pháp tìm đường dẫn ngắn nhất (SPF).

Giao thức OSPF duy trì các cơ sở dữ liệu mô tả chi tiết cấu trúc liên kết xung quanh mạng. Nó sử dụng thuật toán tìm đường đi ngắn nhất Dijkstra để tính toán lại các đường dẫn mạng khi cấu trúc liên kết thay đổi. Nó cũng an toàn vì có thể xác thực các thay đổi giao thức để bảo vệ dữ liệu.

Dưới đây là một số điểm khác biệt chính giữa giao thức định tuyến Distance Vector và Link State:

Véc tơ khoảng cách	Liên kết nhà nước
Giao thức Distance Vector gửi toàn bộ bảng định tuyến.	Giao thức trạng thái liên kết chỉ gửi thông tin trạng thái liên kết.
Nó dễ bị lặp lại định tuyến.	Nó ít bị ảnh hưởng bởi các vòng lặp định tuyến.
Các bản cập nhật đôi khi được gửi bằng cách sử dụng tính năng phát sóng.	Nó chỉ sử dụng phương thức đaicast để định tuyến các bản cập nhật.
Nó rất đơn giản để cấu hình.	Việc cấu hình sẽ khó khăn hơn.
Nó không biết cấu trúc mạng.	Nó nắm rõ toàn bộ cấu trúc hình học.
Ví dụ: RIP, IGRP.	Ví dụ: OSPF, IS-IS.

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

IS-IS là một giao thức định tuyến của CISCO được sử dụng trên Internet để gửi Định tuyến IP thông tin. Nó bao gồm một loạt các thành phần, bao gồm hệ thống cuối, hệ thống trung gian, khu vực và miền.

Theo giao thức IS-IS, các bộ định tuyến được tổ chức thành các nhóm gọi là vùng (area), và nhiều vùng được nhóm lại với nhau để tạo thành một miền (domain).

Giao thức cửa khẩu biên giới (BGP)

BGP là giao thức định tuyến cuối cùng trong danh sách này và là giao thức vận hành Internet. Nó được phân loại là giao thức vectơ đường dẫn khoảng cách (DPVP).

Giao thức này chỉ gửi dữ liệu bảng định tuyến được cập nhật khi có thay đổi. Không có tính năng tự động phát hiện các thay đổi về cấu trúc mạng, điều đó có nghĩa là BGP phải được cấu hình thủ công.

Mục đích của giao thức định tuyến là gì?

Giao thức định tuyến là cần thiết vì những lý do sau:

• Chúng cho phép lựa chọn đường đi tối ưu.
• Chúng cung cấp khả năng định tuyến không vòng lặp.
• Chúng cung cấp khả năng hội tụ nhanh chóng.
• Chúng giúp giảm thiểu lưu lượng cập nhật.
• Chúng rất dễ cấu hình.
• Họ thích nghi với những thay đổi.
• Chúng có thể phát triển đến kích thước lớn.
• Chúng vẫn tương thích với các máy chủ và bộ định tuyến hiện có.
• Chúng hỗ trợ mặt nạ mạng con có độ dài thay đổi.

Đẳng cấp Vs. Giao thức định tuyến không phân lớp

Dưới đây là những điểm khác biệt chính giữa hai nhóm giao thức định tuyến này:

Giao thức định tuyến phân loại	Giao thức định tuyến không phân lớp
Các giao thức định tuyến theo lớp không bao giờ gửi thông tin mặt nạ mạng con trong quá trình cập nhật định tuyến.	Các giao thức định tuyến không phân lớp có thể gửi thông tin mặt nạ mạng con IP trong quá trình cập nhật định tuyến.
RIPv1 và IGRP là các giao thức phân lớp, vì chúng không bao gồm thông tin về mặt nạ mạng con.	RIPv2, OSPF, EIGRP và IS-IS là các giao thức không phân lớp, vì chúng mang thông tin mặt nạ mạng con trong các bản cập nhật của mình.

So sánh RIP, IGRP, OSPF và EIGRP

Bảng dưới đây tóm tắt sự khác biệt giữa các giao thức định tuyến phổ biến nhất:

Tính năng	RIPv1	RIPv2	IGRP	OSPF	EIGRP
Đẳng cấp/Không đẳng cấp	Đẳng cấp	không có lớp	Đẳng cấp	không có lớp	không có lớp
metric	Hop	Hop	hỗn hợp	Băng thông (Chi phí)	Tổng hợp (Băng thông, Độ trễ)
Cập nhật định kỳ	30 giây	30 giây	90 giây	Không áp dụng	Không có gì (được kích hoạt)
Địa chỉ quảng cáo	255.255.255.255	224.0.0.9	255.255.255.255	224.0.0.5 / 224.0.0.6	224.0.0.10
Phân loại	Véc tơ khoảng cách	Véc tơ khoảng cách	Véc tơ khoảng cách	Liên kết nhà nước	Hỗn hợp
Khoảng cách quản trị mặc định	120	120	100	110	90

Câu Hỏi Thường Gặp