Giao thức định tuyến RIPv2 là gì

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.

Nội dung chính Show

Định nghĩa giao thức RIP
Thuật toán
Một số lỗi của RIP
1. Sơ lượt và tính chất giao thức
2. Cách thức hoạt động của RIP
Cơ chế định tuyến sẻ như sau
Khả năng gây loop
3. Các bộ quy tắc chống loop của RIP
4. Các loại timer trong RIP
Lời Kết bài 12

RIP xuất hiện sớm nhất vào 6/1988 và 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.

RIP có 2 phiên bản là, RIPv1 và RIPv2, RIPv2 thừa hưởng tất cả các ưu điểm của RIPv1 và khắc phục được những yếu điểm của RIPv1. Vì vậy, RIPv2 được sử dụng rộng rãi hơn RIPv1.

Định nghĩa giao thức RIP

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.

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.

RIP timer

Giao thức RIP sử dụng một số timer sau:

Route update timer: là thời gian trao đổi thông tin định tuyến của Router với tất cả các active interface. Thông tin ở đây là toàn bộ bảng định tuyến và thởi gian định kỳ là 30s.
Routing invalid Timer: là khoảng thời gian xác định một tuyến đường invalid. Được bắt đầu nếu hết thời gian Hold time mà không nhận được update, sau khoảng thời gian đó Router sẽ gửi một update tới tất cả các Interface là tuyến đường đó đã invalid.
Holddown timer: giá trị này được sử dụng khi có thông tin định tuyến bị thay đổi. Sau khi nhận thông tin thay đổi, Router đặt tuyến đường đó vào trạng thái hold-down. Điều này có nghĩa là Router không gửi quảng bá cũng như không nhận quảng bá về thông tin đó trong khoảng thời gian Hold down timer. Sau khoảng thời gian này Router mới nhận và gửi thông tin về tuyến đường đó. Điều này làm giảm thông tin sai mà Router học được. Giá trị mặc định là 180 giây.
Route flush timer: là khoảng thời gian được tính từ khi tuyến đường ở trạng thái không hợp lệ đến khi tuyến bị xoá khỏi bảng định tuyến. Giá trị Route invalid timer phải nhỏ hơn giá trị Route flush timer vì Router cần thông báo tới các Router bên cạnh của nó về trạng thái invalid của tuyến đường đó trước khi local routing được update.

Một số lỗi của RIP

RIP phải xử lý một số lỗi do thuật giải cơ sở gây ra. Đầu tiên là rong suốt thời gian holddown, router nhận được thông tin cập nhật từ một router láng giềng khác nhưng thông tin này cho biết có đường đến mạng X với thông số định tuyến tốt hơn con đường mà router trước đó thì nó sẽ bỏ qua, không cập nhật thông tin này.

Tiếp theo là lỗi đếm vô hạn. Định tuyến lặp có thể xảy ra khi bảng định tuyến trên các router chưa được cập nhật do quá trình hội tụ chậm.

Khi không có lỗi, bảng định tuyến trên các router đối với mạng đích:

D: directly connected, metric 1
B: route via D, metric 2
C: route via B, metric 3
A: route via B, metric 3

Liên kết B-D bị đứt, các routers nên sử dụng liên kết C-D. Tuy nhiên phải mất một khoảng thời gian. Quá trình diễn ra bắt đầu từ khi B phát hiện ra đường đi đến D không sử dụng được nữa.

Ban đầu B phát hiện khong đi được đến đích. Nhưng A và C vẫn chưa được cập nhật. B lại nghĩ là có thể đi đến đích qua C. Và quảng bá đường đi đó... Quá trình này có thể lặp vô hạn đối với một số trường hợp.

Với các giao thức định tuyến vector khoảng cách sử dụng thông số là số lượng hop thì mỗi khi router chuyển thông tin cập nhật cho router khác, chỉ số hop sẽ tăng lên 1. Việc cập nhật sai về bảng định tuyến như trên sẽ bị lặp vòng như vậy mãi cho đến khi nào có một tiến trình khác cắt đứt được quá trình này. RIP sử dụng một giá trị vừa đủ nhỏ, 16 hop để gán cho khoảng cách tối đa có thể có. Để tránh lỗi lặp vô hạn, sử dụng ỹ thuật cắt hàng ngang (split horizon update): bộ định tuyến sẽ không cập nhật thông về tuyến đường ngược trở về bộ định tuyến mà từ đó đã nhận được thông tin về tuyến đường

Tiếp nối series “Tự Học CCNAx” hôm nay mình xin chia sẻ về một giao thức định tuyến RIP (Routing Information Protocol) và cách thức mà giao thức định tuyến RIP hoạt động trong một hệ thống mạng. Thực hiện các vai trò khá quan trọng trong hệ thống mạng – vai trò định tuyến(Routing). Mọi người cùng theo dõi với mình nhé.

Bài viết nên xem qua :
Series “Tự học CCNA”

1. Sơ lượt và tính chất giao thức

Là một giao thức IGP điển hình của hình thức Distance-Vector. Mỗi Router trong mạng sẻ tiến hành gửi toàn bộ bảng định tuyến cho các neighbor theo định kì (mặc định là 30s). Router neighbor sau khi nhận được thông tin đó sẻ tiến hành cập nhật, tính toán và quảng bá tiếp tục cho router kế cận mà nó kết nối. Đặt biệt của hình thức định tuyến này là các chỉ các Router đấu nối trực tiếp mới bít về giáng liềng của mình.

Việc tính toán metric của RIP thực hiện bằng một thông số điếm số các Router cần đi đến mạng đích (hop-count). Trong RIP tối đa 16 Router được đấu nối và được gọi là infinity metric (metric = vô hạn)

Metric tối đa của RIP là 15. Hình thức định tuyến RIP chỉ sử dụng được ở các Topology nhỏ mà mô hình đấu nối nhỏ hơn 16 Router. Nếu lớn hơn thì RIP không quảng bá đến được.

Là giao thức chuẩn mở của IEEE. Hoạt động ở layer 4 (transport – đóng gói vào các datagram của UDP) và sử dụng port 520. Với thiết bị Router Cisco RIP sử dụng giá trị AD = 120.

2. Cách thức hoạt động của RIP

H1. Bảng định tuyến của các Router

Cơ chế hoạt động của giao thức định tuyến RIP, hình trên là bảng định tuyến của các Router khi chưa chạy định tuyến. Các Router chỉ đang học được mạng kết nối trực tiếp với nó. Metric “0” là do nó kết nối trực tiếp nên để đi đến các subnet này không quan hopcount nào.

Cơ chế định tuyến sẻ như sau

R1 sẻ gửi thông tin định tuyến cho R2 ( các subnet mà nó học được ). Sau khi R2 nhận được thông tin định tuyến nó sẻ kiểm tra và thấy subnet 172.16.1.0/24 không có trong routing table của nó. Nên nó sẻ tiến hành điền subnet này vào bảng định tuyến và tiến hành gửi toàn bộ bảng định tuyến của nó qua cho R3. Khi R3 nhận được thông tin định tuyến này. Nó sẻ điền subnet nào nó không có trong bảng định tuyến vào Routing table của R3.

H2. R1 Tiến hành quảng bá Subnet của nó bằng RIP

Ở đây bản định tuyến R2 điền vào 172.16.2.0/24 e0/0 1 tức là subnet này được học từ port e0/0 và phải đi qua một Router để đến được subnetnày.

Tương tự thì khi R3 gửi thông tin bảng định tuyến của nó cho R2. R2 cũng tiến hành điền subnet 172.16.3.0/24 vào routing table của nó và tiến hành gửi toàn bộ bảng định tuyến cho R1. R1 sau khi nhận được thông tin định tuyến cũng tiến hành cập nhật các route mà nó chưa có và bảng định tuyến.

H3. Bảng định tuyến của các Router khi mạng đã hội tụ.

Khả năng gây loop

Nhưng với kiểu định tuyến này thì các Router phải tin tưởng vào neighbor và các thông tin định tuyến mà neighbor gửi. Dễ sinh ra vòng loop. Ta xét trường hợp subnet 172.16.1.0/24 bị mất kết nối. Lập tức R1 sẻ đưa subnet này ra khỏi bảng định tuyến. Và sau chu kì mặt định 30s R2 sẻ tiến hành gửi lại bảng định tuyến của nó cho R1. Trong bản định tuyến của R2 lại có subnet 172.16.1.0/24. R1 lại tra routing table và thấy rằng subnet 172.16.1.0/24 không có trong đó và tiếp tục cập nhật subnet này vào bảng định tuyến và thay đổi cả metric

Và sau 30s R1 lại tiến hành gửi thông tin định tuyến subnet 172.16.1.0/24 cho R2 với metric mới. Và vòng loop cứ tiếp diễn. Ví dụ ta gửi gói tin ICMP từ R2 đến subnet 172.16.0.1/24 gói tin này sẻ đi theo vòng loop từ R2ß-à R1. Nên từ đó IEEE đã đưa ra một số quy tắc để cắt loop trên hình thức định tuyến RIP.

3. Các bộ quy tắc chống loop của RIP

H4. Luật Split Horizon chống loop của giao thức định tuyến RIP

Luật này phát biểu khi một Router nhận được một subnet từ một port nào đó thì nó sẻ không quảng bá ngược lại vào port mà nó đã nhận subnet này nữa.

Như hình trên thì subnet 10.0.0.0/24 R1 sẻ không quảng bá ngược trở ra khỏi cổng mà nó nhận vào.

Xét ví dụ trên

Khi subnet 172.16.1.0/2 của R1 down thì R2 cũng sẻ không thực hiện quảng bá route này sang cho R1 nữa theo luật Split Horizon. Từ đó R1 sẻ không nhận được thông tin định tuyến sai lệch.

H5. Cơ chế chống loop Route Poisoning

Khi một subnet đấu nối trực tiếp down. Router sẻ gửi đi một update packet có metric = 16 cho subnet này cho các neighbor của nó. Neighbor khi nhận được bản tin này thì bít rằng subnet này không còn nữa. Và nó sẻ tiếp tục “phun” gói tin infinity metric cho neighbor tiếp theo theo cơ chế truyền tin đồn để cho các neighbor trong topology bít được rằng subnet này không còn nữa. Cơ chế gửi gói update packet này được gửi ngay lập tức sau khi một subnet down không cần gửi theo định kì 30s/lần.

H6. Cơ chế Poison Reserve

Cơ chế này thực hiện một khi neighbor nhận được bản tin update có metric = 16 thì nó sẻ ngay lập tức trả về một gói tin respond cho subnet đó với metric = 16

Là hoạt động phát ra bản tin Route-poisoning và poison-reserve được thực hiện ngay lập tức sau khi có một subnet down được gọi là Trigger Update. Và Trigger Update chỉ được gửi khi mạng có sự thay đổi như subnet down. Và các gói tin update thường xuyên vẫn được gửi theo định kỳ bình thường.

4. Các loại timer trong RIP

Holddown-timer

Thời gian downtime cho mỗi route có định kì là 180s bắt đầu sau khi route đó mất đi. Router sẻ tiến hành quảng bá với láng giềng là route này không đến được nữa. Trong thời gian Holdtime này thì Router sẻ không nhận bất kì quảng báo nào từ route này trừ khi được neighbor cập nhật route này cho nó đầu tiên. Không chỉnh sửa bảng định tuyến cho đến khi hết thời gian timer này.

Update timer

Khoảng thời gian định kì mà Router chạy RIP gửi bản tin cập nhật định tuyến đến neighbor của nó trong topology. Timer mặc định là 30s.

Invalid timer

Khi Router nhận được bản tin cập nhật update về một subnet nào đó, sau khoảng thời gian invalid timer mà vẫn không nhận được bản cập nhật kế tiếp (theo định kì 30s/lần). Router sẻ xem route này invalid nhưng chưa vội xóa route này ra khỏi bản định tuyến mà sẻ tiến hành đưa route này vào Holddown timer. Giá trị mặc định của invalid timer là 180s

Flush timer

Khi Router nhận được bản tin cập nhật update về một subnet nào đó. Sau khoảng thời gian flush timer mà vẫn không nhận được bản cập nhật kế tiếp về subnet này nó sẻ xóa hoàn toàn route này ra khỏi routing table. Giá trị mặc định của flush timer là 240s

Thời gian timer của RIP được hiểu là khi một Route bị mất thì sau 30s cập nhật Update timer nếu không tái xuất hiện thì sau 180s sẻ được đưa vào Invalid timer. Sau 60s nữa thì nó sẻ bị xóa hoàn toàn khỏi bảng định tuyến.

H7. Các giá trị timer của giao thức định tuyến RIP

Lời Kết bài 12

Bài chia sẻ về“Giao thức định tuyến RIP“của mình xin tạm dừng tại đây. Bài chia sẻ tiếp theo mình xin chia sẻ về “Giao thức định tuyến độc quyền của Cisco – EIGRP và cách thức hoạt động của giao thức định tuyến này trong hệ thống mạng”. Hãy theo dõi bài viết tiếp theo trong Series Tự học CCNA tại website và blog itforvn.com nhé. Nếu có thắc mắc hay đóng góp các Anh em hãy comment bên dưới nhé! Thân ái!