Tweet
SVTT: Lê Trung Trực
3.5 Giao thức định tuyến cho IPv6
Ở phần này chúng ta cùng tìm hiểu về các giao thức định tuyến cho các gói tin IPv6. Như chúng ta đã biết, trong IPv4 có các giao thức định tuyến như: định tuyến tĩnh (static route), RIP, OSPF, EIGRP thì trong IPv6 có các giao thức định tuyến là RIPng, OSPFv3, EIGRP for IPv6.... Để các router có thể thực hiện công việc truyền các gói tin IPv6 thì nó phải nhìn vào địa chỉ đích của gói tin sau đó tìm prefix thích hợp trong bảng định tuyến của nó. Điều này rất quan trọng để router có thể có tất cả các địa chỉ đích trong bảng định tuyến của nó. Nhưng làm sao để đạt được điều đó? Chúng ta hãy đi tìm hiểu đầu tiên là bảng định tuyến.
3.5.1 Bảng định tuyến
Mỗi router đều phải duy trì 1 bảng định tuyến. Mỗi giá trị trong bảng là 1 địa chỉ IPv6 đích. Mỗi giá trị trong bảng được lưu dưới dạng prefix IPv6 và chiều dài prefix. Đối với mỗi gói tin IPv6 đến, router sẽ kiểm tra địa chỉ đích và tra trong bảng định tuyến xem các giá trị trong đó, router lấy các chiều dài prefix kết hợp với địa chỉ đích tính toán ra 1 prefix mới, sau đó so sánh với prefix của giá trị trong bảng định tuyến nếu trùng thì việc tìm kiếm địa chỉ đã xong. Khi đã tìm thấy giá trị thích hợp trong bảng định tuyến thì tiếp theo gói tin sẽ được chuyển tiếp đi theo đến router khác theo thông tin next-hop trong giá trị của bảng định tuyến. Giá trị hop limit trong gói tin IPv6 sẽ giảm 1 mỗi khi đi qua 1 router. Nếu không tìm thấy giá trị thích hợp trong bảng định tuyến hoặc giá trị hop limit =0 khi đó gói tin sẽ bị rớt. sau đây là 1 ví dụ của bảng định tuyến.
Hinh 3.9 Bảng định tuyến RIPv6
Đối với mỗi tuyến router giữ các giá trị sau:
3.5.2 Định tuyến tĩnh (static route)
Như ta đã biết, các thiết bị trong mạng chuyển tiếp các gói tin dựa vào các thông tin định tuyến được cấu hình bằng tay (manual) hoặc cấu hình động (dynamic). Static route là hình thức định tuyến bằng tay và định danh rõ ràng 1 tuyến nào đó giữa 2 thiết bị mạng. Không giống như định tuyến động, định tuyến tĩnh không tự động cập nhật thông tin 1 cách tự động khi cấu trúc mạng thay đổi.
Lợi ích của việc sử dụng định tuyến tĩnh là bảo mật và tiết kiệm tài nguyên mạng. Định tuyến tĩnh sử dụng băng thông ít hơn định tuyến động, và bộ vi xử lí không cần làm việc nhiều để tính toán đường đi cho gói tin.
Bất lợi của định tuyến tĩnh chính là sự yếu kém về việc tự động cập nhật và cấu hình lại khi cấu trúc mạng có sự thay đổi.
Định tuyến tĩnh có thể được phân bố lại (redistributed) vào các giao thức định tuyến động , nhưng các tuyến được sinh ra từ các giao thức định tuyến động thì không thể phân bố lại vào trong bảng định tuyến của định tuyến tĩnh. Không có tồn tại 1 giải thuật nào để ngăn chặn sự lặp vòng trong định tuyến tĩnh.
Định tuyến tĩnh thì rất hữu dụng cho các mạng nhỏ với chỉ 1 đường đi ra mạng ngoài và để cung cấp sự bảo mật cho các mạng lớn hơn. Nói chung, hầu hết các mạng hiện nay đều sử dụng định tuyến động nhưng có thể có 1 hoặc 2 tuyến cấu hình định tuyến tĩnh cho các trường hợp đặc biệt.
3.5.3 RIP Next Generation (RIPng)
Routing Information Protocol (RIP) là một giao thức định tuyến động đầu tiên ra đời trong thập niên 1970. Sau đó, vào giữa thập niên 1990 RIPv2 ra đời bổ sung những thiếu sót cho RIPv1.
Cũng trong thời gian đó, IPv6 cũng đang được phát triển, để hỗ trợ định tuyến choIPv6 Hội Đồng IETF đã đưa ra 1 phiên bản của RIP mới hỗ trợ cho IPv6. Nhưng thay vì đặt tên cho giao thức là RIPv3 thì người tạo nên giao thức lại chọn đặt tên cho giao thức này với tên mới và lấy version 1. Tuy nhiên, không ai quan tâm đến cái tên mà chỉ đơn giản gọi là RIP Next Generation (RIPng)
RIPng là 1 giao thức định tuyến động dựa trên thuật toán dictance-vector hay còn gọi là thuật toán Bellman-Ford. Nhìn chung RIPng cũng giống như RIPv2 mà chúng ta đã biết chỉ có một vài thay đổi, sau đây là hình so sánh giữa RIPv2 và RIPng:
Hình 3.10 Bảng so sánh RIPv2 và RIPng
Nhìn vào tổng thể, RIPng hoạt động gần như giống hoàn toàn RIPv2: về số AD (administrative distance), các phương pháp chống loop ( split horizon, poison reverse).
Một vài khác biệt là: địa chỉ IP, UDP port, định dạng gói tin cập nhật, cuối cùng là sự nhận thực (authentication).
3.5.4 OSPFv3
OSPF dành cho IPv4 được chuẩn hóa trong RFC 2328. Nhưng để hoàn chỉnh thêm thì OSPF được chỉnh sừa ít nhiều trong các RFC 1584, RFC 3101 và ở RFC 2740 OSPF được điều chỉnh trao đổi thông tin định tuyến hỗ trợ cho IPv6. OSPF dành cho IPv6 có tên là OSPFv3
OSPF được phân loại ra là một IGP ( interior gateway protocol) là một giao thức định tuyến sử dụng để trao đổi thông tin định tuyến với một hệ thống tự quản. Nó được thiết kế để khắc phục các nhược điểm của RIP như khả năng mở rộng, thời gian hội tụ, thêm vào đó, OSPF có bảng định tuyến lơn hơn để có thể thích hợp vói nhiều tuyến hơn.
Sau đây là các sự khác và giống nhau giữa OSPFv2 và OSPFv3:
Hình 3.11: Bảng so sánh OSPFv2 và OSPFv3
Một vài khác biệt cần giải thích thêm:
3.5.5 EIGRP for IPv6
EIGRP (enchanced interior gateway protocol) là một giao thức định tuyến bên trong được phát triển bởi Cisco. Nó chạy trên một hệ thống tự trị gọi là vùng EIGRP (EIGRP domain). Nhiệm vụ chính của EIGRP là để loại bỏ sự han chế của các giao thức định tuyến distance-vector mà không cần phát triển các giao thức link-state cơ bản, vì các giao thức thuộc link-state phức tạp và các cơ sở dữ liệu của nó đòi hỏi cấu hình CPU cao và tốn bộ nhớ của router. Vì thế, EIGRP phát triển một giao thức lai tập hợp các đặc điểm tốt nhất của 2 giao thức kia. Nó cho phép hội tụ nhanh và đảm bảo không có hiện tượng lặp vòng.
EIGRP for IPv6 làm việc hầu như tương tự với EIGRP for IPv4. Chúng ta xem bảng so sánh sau:
3.5 Giao thức định tuyến cho IPv6
Ở phần này chúng ta cùng tìm hiểu về các giao thức định tuyến cho các gói tin IPv6. Như chúng ta đã biết, trong IPv4 có các giao thức định tuyến như: định tuyến tĩnh (static route), RIP, OSPF, EIGRP thì trong IPv6 có các giao thức định tuyến là RIPng, OSPFv3, EIGRP for IPv6.... Để các router có thể thực hiện công việc truyền các gói tin IPv6 thì nó phải nhìn vào địa chỉ đích của gói tin sau đó tìm prefix thích hợp trong bảng định tuyến của nó. Điều này rất quan trọng để router có thể có tất cả các địa chỉ đích trong bảng định tuyến của nó. Nhưng làm sao để đạt được điều đó? Chúng ta hãy đi tìm hiểu đầu tiên là bảng định tuyến.
3.5.1 Bảng định tuyến
Mỗi router đều phải duy trì 1 bảng định tuyến. Mỗi giá trị trong bảng là 1 địa chỉ IPv6 đích. Mỗi giá trị trong bảng được lưu dưới dạng prefix IPv6 và chiều dài prefix. Đối với mỗi gói tin IPv6 đến, router sẽ kiểm tra địa chỉ đích và tra trong bảng định tuyến xem các giá trị trong đó, router lấy các chiều dài prefix kết hợp với địa chỉ đích tính toán ra 1 prefix mới, sau đó so sánh với prefix của giá trị trong bảng định tuyến nếu trùng thì việc tìm kiếm địa chỉ đã xong. Khi đã tìm thấy giá trị thích hợp trong bảng định tuyến thì tiếp theo gói tin sẽ được chuyển tiếp đi theo đến router khác theo thông tin next-hop trong giá trị của bảng định tuyến. Giá trị hop limit trong gói tin IPv6 sẽ giảm 1 mỗi khi đi qua 1 router. Nếu không tìm thấy giá trị thích hợp trong bảng định tuyến hoặc giá trị hop limit =0 khi đó gói tin sẽ bị rớt. sau đây là 1 ví dụ của bảng định tuyến.
Hinh 3.9 Bảng định tuyến RIPv6
Đối với mỗi tuyến router giữ các giá trị sau:
- IPv6 prefix và chiều dài prefix: Chiều dải prefix cho ta biết số lượng bit có trong IPv6 prefix. Chiều dài prefix cũng được dùng để xác định xem địa chỉ đích của gói tin đến có thích hợp hay không.
- Next Hop addresss: Là địa chỉ IPv6 của router tiếp theo mà gói tin phải đến
- Metric: là 1 số chỉ ra tổng khoảng cách đến đích. Mỗi giao thức định tuyến có số metric khác nhau. Ví dụ như RIPv6 thì metric của nó là số lượng router mà gói tin đi qua gọi là HOP-COUNT. Nếu trên 1 tuyến mà có nhiều giao thức định tuyến thì router sẽ phải chọn 1 giao thức dựa vào số AD (Administrative distance).
- Bộ timer: Là lượng thời gian tính từ lần cập nhật trước đến thời điểm hiện tại
- Giao thức (protocol): cho ta biết tuyến này dùng giao thức định tuyến nào ( nối trực tiếp, RIPv6…)
3.5.2 Định tuyến tĩnh (static route)
Như ta đã biết, các thiết bị trong mạng chuyển tiếp các gói tin dựa vào các thông tin định tuyến được cấu hình bằng tay (manual) hoặc cấu hình động (dynamic). Static route là hình thức định tuyến bằng tay và định danh rõ ràng 1 tuyến nào đó giữa 2 thiết bị mạng. Không giống như định tuyến động, định tuyến tĩnh không tự động cập nhật thông tin 1 cách tự động khi cấu trúc mạng thay đổi.
Lợi ích của việc sử dụng định tuyến tĩnh là bảo mật và tiết kiệm tài nguyên mạng. Định tuyến tĩnh sử dụng băng thông ít hơn định tuyến động, và bộ vi xử lí không cần làm việc nhiều để tính toán đường đi cho gói tin.
Bất lợi của định tuyến tĩnh chính là sự yếu kém về việc tự động cập nhật và cấu hình lại khi cấu trúc mạng có sự thay đổi.
Định tuyến tĩnh có thể được phân bố lại (redistributed) vào các giao thức định tuyến động , nhưng các tuyến được sinh ra từ các giao thức định tuyến động thì không thể phân bố lại vào trong bảng định tuyến của định tuyến tĩnh. Không có tồn tại 1 giải thuật nào để ngăn chặn sự lặp vòng trong định tuyến tĩnh.
Định tuyến tĩnh thì rất hữu dụng cho các mạng nhỏ với chỉ 1 đường đi ra mạng ngoài và để cung cấp sự bảo mật cho các mạng lớn hơn. Nói chung, hầu hết các mạng hiện nay đều sử dụng định tuyến động nhưng có thể có 1 hoặc 2 tuyến cấu hình định tuyến tĩnh cho các trường hợp đặc biệt.
3.5.3 RIP Next Generation (RIPng)
Routing Information Protocol (RIP) là một giao thức định tuyến động đầu tiên ra đời trong thập niên 1970. Sau đó, vào giữa thập niên 1990 RIPv2 ra đời bổ sung những thiếu sót cho RIPv1.
Cũng trong thời gian đó, IPv6 cũng đang được phát triển, để hỗ trợ định tuyến choIPv6 Hội Đồng IETF đã đưa ra 1 phiên bản của RIP mới hỗ trợ cho IPv6. Nhưng thay vì đặt tên cho giao thức là RIPv3 thì người tạo nên giao thức lại chọn đặt tên cho giao thức này với tên mới và lấy version 1. Tuy nhiên, không ai quan tâm đến cái tên mà chỉ đơn giản gọi là RIP Next Generation (RIPng)
RIPng là 1 giao thức định tuyến động dựa trên thuật toán dictance-vector hay còn gọi là thuật toán Bellman-Ford. Nhìn chung RIPng cũng giống như RIPv2 mà chúng ta đã biết chỉ có một vài thay đổi, sau đây là hình so sánh giữa RIPv2 và RIPng:
Hình 3.10 Bảng so sánh RIPv2 và RIPng
Nhìn vào tổng thể, RIPng hoạt động gần như giống hoàn toàn RIPv2: về số AD (administrative distance), các phương pháp chống loop ( split horizon, poison reverse).
Một vài khác biệt là: địa chỉ IP, UDP port, định dạng gói tin cập nhật, cuối cùng là sự nhận thực (authentication).
3.5.4 OSPFv3
OSPF dành cho IPv4 được chuẩn hóa trong RFC 2328. Nhưng để hoàn chỉnh thêm thì OSPF được chỉnh sừa ít nhiều trong các RFC 1584, RFC 3101 và ở RFC 2740 OSPF được điều chỉnh trao đổi thông tin định tuyến hỗ trợ cho IPv6. OSPF dành cho IPv6 có tên là OSPFv3
OSPF được phân loại ra là một IGP ( interior gateway protocol) là một giao thức định tuyến sử dụng để trao đổi thông tin định tuyến với một hệ thống tự quản. Nó được thiết kế để khắc phục các nhược điểm của RIP như khả năng mở rộng, thời gian hội tụ, thêm vào đó, OSPF có bảng định tuyến lơn hơn để có thể thích hợp vói nhiều tuyến hơn.
Sau đây là các sự khác và giống nhau giữa OSPFv2 và OSPFv3:
Hình 3.11: Bảng so sánh OSPFv2 và OSPFv3
Một vài khác biệt cần giải thích thêm:
- Địa chỉ multicast trong OSPFv3 tất nhiên là khác với OSPFv2 nhưng vẫn giữ số cuối cùng giống nhau để so sánh vơi OSPFv2.
- OSPFv3 sử dụng phương thức bảo mật riêng của IPv6.
- Hỗ trợ nhiều đối tượng sử dụng OSPFv3 chạy trên cùng 1 đường truyền.
- Sự nhận thực cũng khác nhau do OSPFv3 chạy trên nền IPv6, nó tin cậy vào header nhận thực và payload bảo mật đóng gói IP để đảm bảo sự nguyên vẹn và nhận thực của việc trao đổi thông tin định tuyến. Do đó, sự nhận thực của OSPFv2 bị gỡ bỏ.
3.5.5 EIGRP for IPv6
EIGRP (enchanced interior gateway protocol) là một giao thức định tuyến bên trong được phát triển bởi Cisco. Nó chạy trên một hệ thống tự trị gọi là vùng EIGRP (EIGRP domain). Nhiệm vụ chính của EIGRP là để loại bỏ sự han chế của các giao thức định tuyến distance-vector mà không cần phát triển các giao thức link-state cơ bản, vì các giao thức thuộc link-state phức tạp và các cơ sở dữ liệu của nó đòi hỏi cấu hình CPU cao và tốn bộ nhớ của router. Vì thế, EIGRP phát triển một giao thức lai tập hợp các đặc điểm tốt nhất của 2 giao thức kia. Nó cho phép hội tụ nhanh và đảm bảo không có hiện tượng lặp vòng.
EIGRP for IPv6 làm việc hầu như tương tự với EIGRP for IPv4. Chúng ta xem bảng so sánh sau:
