Định tuyến Internet

Từ khi Internet sinh ra cách đây nhiều thập kỷ đã có nhu cầu cần thiết cho việc định tuyến lưu lượng từ một máy tính này đến một máy tính khác và từ mạng này đến một mạng khác. Khi Internet ngày càng phát triển thì vấn đề định tuyến này cũng ngày càng trở nên phức tạp. Ngày nay có khá nhiều giao thức cho việc định tuyến lưu lượng, chẳng hạn như Border Gateway Protocol và Open Shortest Path First. Border Gateway Protocol là giao thức mà hầu hết người dùng Internet không làm việc trực tiếp...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Định tuyến InternetĐịnh tuyến Internet: Phức tạp hơn những gì bạn nghĩQuản trị mạng – Trong bài viết này chúng tôi sẽ đưa ra những phân tích sâu rộngvề vấn đề định tuyến Internet.Từ khi Internet sinh ra cách đây nhiều thập kỷ đã có nhu cầu cần thiết cho việc địnhtuyến lưu lượng từ một máy tính này đến một máy tính khác và từ mạng này đến mộtmạng khác. Khi Internet ngày càng phát triển thì vấn đề định tuyến này cũng ngày càngtrở nên phức tạp. Ngày nay có khá nhiều giao thức cho việc định tuyến lưu lượng,chẳng hạn như Border Gateway Protocol và Open Shortest Path First. Border GatewayProtocol là giao thức mà hầu hết người dùng Internet không làm việc trực tiếp với nó,tuy nhiên giao thức này lai cần thiết cho hoạt động của Internet và là một phần quantrọng cho việc dự phòng. Trong bài này, chúng tôi sẽ sử dụng Border Gateway Protocolđể truyền đạt các vấn đề phức tạp mà hầu hết mọi người chưa hề biết đến, hoặc chíít không thường nghĩ đến.Nền tảng của Border Gateway Protocol (BGP)Internet được tạo nên bởi hàng nghìn mạng lớn nhỏ khác nhau. Các mạng này đượcnhóm lại với nhau vào các vùng lân cận được gọi là Autonomous Systems (ASes) (cáchệ thống tự trị), mỗi một hệ thống tự trị này có đến hàng chục ngàn máy tính kết nốivới nhau. Khi một máy tính trong một mạng tự trị này cần gửi đi các gói dữ liệu đếnmột máy tính bên trong một hệ thống tự trị khác thì gói dữ liệu này cần phải tìm rađường đi của nó thông qua các vùng tự trị khác để đến được vùng tự trị mong muốn.Quá trình các gói được truyền thông qua các vùng tự trị này được gọi là định tuyến.Giao thức để thực hiện việc định tuyến này được gọi là Border Gateway Protocol(BGP), xem hình 1 bên dưới để bạn thấy được cơ bản về việc định tuyến giữa haivùng tự trị logic. Giao thức Border Gateway Protocol (BGP) này khác với các giao thứcđịnh tuyến khác, chẳng hạn như Open Shortest Path First (OSPF), đây là giao thứcđược sử dụng cho các mạng công ty có kích cỡ lớn hoặc trung bình. Mặc dù vậy giaothức OSPF này không thể đáp ứng với các mạng diện rộng như BGP. BGP không bịhạn chế trong việc định tuyến các gói giữa các hệ thống tự trị và có thể hữu dụng chocác mạng doanh nghiệp rất lớn. Hình 1: Việc định tuyến BGP giữa các hệ thống tự trị (AS)BGP thường được ám chỉ như một External BGP (EBGP) khi được sử dụng để địnhtuyến các gói dữ liệu giữa các AS và Internal BGP (IBGP) khi được sử dụng bên trongmột AS. Như những gì chúng tôi đã đề cập, IBGP rất hữu dụng cho các mạng doanhnghiệp rất lớn. Một lý do mà các quản trị viên mạng chọn thực thi IBGP trên mạngcủa mình là để lợi dụng cơ chế multi-home của BGP, đây là cơ chế có thể cải thiệnđược sự dự phòng cho mạng có nhiều điểm truy cập.Vấn đề hiệu suấtKhi các mạng lớn thi hành BGP, tất cả đều phải kết nối với nhau theo kiểu full-mesh,đây là kiểu mạng mà ở đó mỗi router cần phải truyền thông với các router khác theocả hai hướng. Cách thức này có thể đè nặng nên những yêu cầu về bộ nhớ của router.Không cần phải nó rằng nó cũng góp phần làm tăng lưu lượng mạng. Mặc dù vậychúng ta có các kỹ thuật có thể khắc phục một số vấn đề gặp phải khi mở rộng hệthống.Một vấn đề mà Internet đã phải giải quyết một vài năm cách đây là sự lớn mạnh theoquy luật hàm mũ của các bảng định tuyến. Vấn đề này đã được giải quyết (nhưng vẫnkhá lớn) với sự xuất hiện của Classless Inter-Domain Routing (CIDR). Bảng địnhtuyến càng lớn sẽ càng mất nhiều thời gian delay trong quá trình nâng cấp và cuốicùng là ảnh hưởng đến hiệu suất mạng. Vấn đề này cũng góp phần làm giảm hiệusuất CPU và cũng dẫn đến làm chậm thời gian định tuyến.Một kỹ thuật mà một nhà thiết kế mạng có thể sử dụng được gọi là các liên minh.Với các liên minh, một mạng doanh nghiệp lớn có thể được chia thành nhiều AS logic,mỗi một AS thực thi một kết nối full-mesh, sau đó được đinh tuyến giữa các AS vớinhau. Về cơ bản, một mạng doanh nghiệp sẽ như một mạng Internet thu nhỏ.Một mạng thực thi IBGP cũng có thể thực thi thiết kế Router Reflecting (RR). Trongthiết kế này, một router sẽ làm điểm trung tâm làm nhiệm vụ như một máy chủ phảnxạ router còn các router khác trở thành các máy khách phản xạ. Cách thức này giảmđáng kể số lượng session mỗi router cần phải duy trì và có thể tăng đáng kể hiệu suấtrouter. Mặc dù vậy, thiết kế này có thể dẫn đến giảm về độ tối ưu trong định tuyến.Quả thực luôn phải có sự trả giá ở đây mà bạn phải chọn sao cho hợp lý.Một vấn đề hiệu suất khác mà các nhà thiết kế mạng cần phải xem xét đó là routeflapping. Hình 2 bên dưới thể hiện một ví dụ về vấn đề route flapping. Bên trong bấtcứ một mạng lớn nào, tất cả các bảng định tuyến BGP cũng đều phải được nâng cấpthường xuyên vì các liên kết có thể gặp sự cố bất cứ lúc nào. Mặc dù vậy, với cácrouter cụ thể thì kiểu hành động này sẽ không được thực hiện thường xuyên. Đôi khicác router có thể bị cấu hình sai; và điều này thường dẫn đến xuất hiện các chu trìnhthừa và được lặp đi lặp lại. Tiếp sau đó sẽ dẫn đến hành động thừa với tất cả cácrouter ngang hàng đó. Khi một router được online, dù lần đầu hay sau một thời gianchết ngắn, cần phải có một hành động tuyên bố lại đối với các router ngang hàngkhác. Điều này có thể dẫn đến ảnh hưởng về hiệu suất CPU trong một khoảng thờigian ngắn (vài giây). Hành động này được gọi là route flapping. Để khắc phục hiệntượng route flapping, chúng ta cần phải có nhiều thực thi BGP giảm hiện tượng routeflapping (route flap damping).Route flap damping là một quá trình cố gắng hạn chế những ảnh hưởng tiêu cực củaroute flapping. Khi sử dụng kỹ thuật này, hệ thống sẽ bỏ qua các tuyên bố lại bị lặp đilặp lại (khi một router hoạt động trở lại) trong các khoảng thời gian dài hơn. Trướcđây route flap damping được xem như một phương pháp khá hiệu quả cho việc giảmroute flapping. Nhưng có nhiều vấn đề gây trở ngại cho việc tối ưu hiệu suất mạng.Nhiều chuyên gia mạng vẫn tranh cãi về route flap damping. Để được an toàn, nếubạn là một quản trị viên mạng ...