Mục lục:
- Được sử dụng cho các tổ chức lớn với lượng địa chỉ lớn. Mỗi địa chỉ A có thể hỗ trợ khoảng 16 triệu máy.
- Được sử dụng phân bố cho các tổ chức trung bình với nhu cầu địa chỉ trung bình. Mỗi địa chỉ B hỗ trợ khoảng 65.000 máy.
- Được sử dụng cho các tổ chức nhỏ với nhu cầu địa chỉ ít. Mỗi địa chỉ C chỉ hỗ trợ khoảng 254 máy.
- Được sử dụng cho việc truyền tải đa điểm (multicast) dữ liệu đến nhiều thiết bị.
- Được sử dụng cho mục đích dự trữ và thử nghiệm, không được sử dụng rộng rãi trong internet công cộng.
Trong đó, lớp A, B và C là những lớp chủ yếu được sử dụng trong môi trường internet. Các lớp D và E được dành cho các mục đích đặc biệt và không phải là lựa chọn chính cho việc định danh thiết bị trong mạng internet.
- Chuyển tiếp gói tin (Packet Forwarding): Dựa trên thông tin trong bảng định tuyến, router sẽ chuyển tiếp gói tin đến đích qua giao diện mạng thích hợp. Router làm việc tại tầng 3 (Network Layer) trong mô hình OSI, nơi mà nó sử dụng địa chỉ IP để quyết định đường đi cho các gói tin.
- Phân đoạn mạng (Subnetting): Router có thể chia một mạng lớn thành các mạng con nhỏ hơn (subnets) để quản lý lưu lượng hiệu quả hơn và tăng cường bảo mật.
- Cách thức hoạt động:
+ Router sử dụng bảng định tuyến tĩnh để quyết định đường đi cho các gói tin.
+ Quản trị viên phải nhập thủ công các tuyến đường vào bảng định tuyến.
Ví dụ:
- Cách thức hoạt động:
+ Router sử dụng giao thức định tuyến như RIP, OSPF, EIGRP, BGP để tự động xây dựng và cập nhật bảng định tuyến.
+ Giao thức định tuyến động giúp router chọn đường đi tốt nhất cho các gói tin dựa trên các tiêu chí như số bước nhảy, băng thông, độ trễ, v.v.
Bảng Định Tuyến (Routing Table): Đây là một bảng lưu trữ các đường đi tốt nhất đến các mạng khác. Mỗi mục trong bảng bao gồm:
Yêu cầu:
+ Cấu hình IPv4 cho các thiết bị
+ Cấu hình Static Route và mở rộng thêm của static route đó là thêm giá trị Distance Metric để gói tin từ PC1 đến PC2 chọn 2 đường (1 đường chính và 1 đường backup) để đi.
Đặt IP cho R1 với 3 cổng e0/0, e0/1 và e0/2
Kiểm tra IP của R1
Đặt IP cho R2 với 2 cổng e0/0 và e0/1
Kiểm tra IP của R2
Đặt IP cho R3 với 2 cổng e0/0 và e0/1
Kiểm tra IP của R3
Đặt IP cho R4 với 3 cổng e0/0, e0/1 và e0/2
Kiểm tra IP của R4
Đặt IP cho pc1:
Đặt IP cho pc2:
Đã hoàn thành việc đặt IP trên các thiết bị, bây giờ mình sẽ cấu hình định tuyến tĩnh cho các lớp mạng thấy được nhau.
- Để làm rõ hơn về static route trước tiên chúng ta phân tích, giả sử khi ko có R3. Để pc1 và pc2 thấy nhau thì các router phải biết đường đi với 2 mạng tương ứng với 2 pc là 192.168.1.0/24 và 172.16.0.0/16.
- Gói tin từ pc1 muốn đến pc2 thì nó tới R1 hỏi đường đến lớp mạng 172.16.0.0/16 vậy nên R1 phải có static route đến mạng 172.16.0.0/16 bằng cách đi đến R2, gói tin đến R2 nó hỏi tiếp đường đến mạng 172.16.0.0/16 vậy nên R2 cũng phải có static route đi đến mạng 172.16.0.0/16 bằng cách đi đến R4, khi gói tin đi đến R4 mà R4 kết nối với pc2 vừa đưa gói tin đến pc2, tương tự từ pc2 đến pc1 cũng vậy
Cụ thể ta có cấu hình static route trên từng Router như sau:
R1:
R2:
R4:
Static route nhưng theo đường ở dưới có R3
R1:
R3:
R4:
Để làm đường trên (R2) làm đường chính cho gói tin từ pc1 qua pc2 và đường dưới (R3) là đường backup thì ta thêm giá trị distance metric sau mỗi câu lệnh "ip route" tương ứng với đường trên và đường dưới (giá trị distance metric đường trên nhỏ hơn) ví dụ như 1 và 2, trên R2 và R3 không cần thêm distance metric vì chúng không cần lựa đường đi.
Toàn bộ cấu hình trên các Router như sau:
R1:
R2:
R3:
R4:
Kiểm tra bảng định tuyến
R1:
R2:
R3:
R4:
Kiểm tra giá trị distance metric ở R1 và R4
Giá trị tại đường đến R2 nhỏ hơn nên sẽ được ưu tiên, gói tin từ pc1 qua pc2 sẽ đi qua R2
Ping kiểm tra từ pc1 lớp mạng 192.168.1.0 đến pc2 lớp mạng 172.16.0.0
Kết quả thành công
Quá trình gói tin từ pc1 đi đến các Router
Ping từ pc2 ngược lại pc1
Quá trình của gói tin pc2 đến các Router
+ Địa Chỉ IPv4: Là phương thức xác định các thiết bị trên mạng, với cấu trúc bao gồm Network ID và Host ID. Hiểu rõ cách thức hoạt động của địa chỉ IPv4 giúp bạn phân bổ tài nguyên mạng hiệu quả và thiết lập các mạng con hợp lý.
+ Hoạt Động của Router: Router đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển tiếp dữ liệu giữa các mạng khác nhau. Việc router sử dụng bảng định tuyến để xác định đường đi tối ưu giúp dữ liệu được chuyển tới đích một cách chính xác và nhanh chóng.
+ Cấu Hình IPv4 và Router: Thao tác cấu hình địa chỉ IP và các tuyến đường trên router đòi hỏi kiến thức về các lệnh cấu hình và cách thiết lập kết nối. Việc này giúp đảm bảo rằng mạng hoạt động ổn định, dữ liệu được định tuyến đúng cách, và giảm thiểu lỗi kết nối.
+ Kiểm Tra và Xác Minh: Sau khi cấu hình, kiểm tra lại bằng các lệnh thích hợp để xác minh rằng hệ thống mạng hoạt động như mong đợi là một bước không thể thiếu.
I. Tìm hiểu về IPv4 Address
II. Tìm hiểu về Router
III. Thực hành LAB
IV. Kết luận
[LAB 06] Tìm hiểu và cấu hình IPv4 Address, hoạt động của Router
I. Tìm hiểu về IPv4 Address
1. IPv4 là gì
- IPv4 (Internet Protocol version 4) là địa chỉ 32-bit được sử dụng để nhận dạng các thiết bị trên mạng. Một địa chỉ IPv4 được biểu diễn dưới dạng bốn số thập phân, mỗi số nằm trong khoảng từ 0 đến 255, ngăn cách nhau bởi dấu chấm (ví dụ: 17.172.224.47).
2. Phân loại các lớp IPv4
- Địa chỉ IPv4 được chia thành các lớp để quản lý và phân phối hiệu quả tài nguyên mạng. Mỗi lớp có đặc điểm riêng và dải địa chỉ khác nhau. Trong đó:Lớp A
- Dải địa chỉ: 1.0.0.0 đến 126.0.0.0- Được sử dụng cho các tổ chức lớn với lượng địa chỉ lớn. Mỗi địa chỉ A có thể hỗ trợ khoảng 16 triệu máy.
Lớp B
- Dải địa chỉ: 128.0.0.0 đến 191.255.0.0- Được sử dụng phân bố cho các tổ chức trung bình với nhu cầu địa chỉ trung bình. Mỗi địa chỉ B hỗ trợ khoảng 65.000 máy.
Lớp C
- Dải địa chỉ: 192.0.0.0 đến 223.255.255.0- Được sử dụng cho các tổ chức nhỏ với nhu cầu địa chỉ ít. Mỗi địa chỉ C chỉ hỗ trợ khoảng 254 máy.
Lớp D (Multicast)
- Dải địa chỉ: 224.0.0.0 đến 239.255.255.255- Được sử dụng cho việc truyền tải đa điểm (multicast) dữ liệu đến nhiều thiết bị.
Lớp E (dự trữ)
- Dải địa chỉ: 240.0.0.0 đến 255.255.255.255- Được sử dụng cho mục đích dự trữ và thử nghiệm, không được sử dụng rộng rãi trong internet công cộng.
II. Tìm hiểu về Router
1. Các chức năng cơ bản của Router
- Định tuyến (Routing): Router là thiết bị mạng có nhiệm vụ chính là định tuyến các gói tin từ một mạng này sang một mạng khác. Mỗi router có một bảng định tuyến chứa các thông tin về các mạng khác nhau và cách tốt nhất để tiếp cận chúng. Khi một gói tin đến router, nó sẽ tra cứu bảng định tuyến để xác định đường đi tiếp theo cho gói tin đó.- Chuyển tiếp gói tin (Packet Forwarding): Dựa trên thông tin trong bảng định tuyến, router sẽ chuyển tiếp gói tin đến đích qua giao diện mạng thích hợp. Router làm việc tại tầng 3 (Network Layer) trong mô hình OSI, nơi mà nó sử dụng địa chỉ IP để quyết định đường đi cho các gói tin.
- Phân đoạn mạng (Subnetting): Router có thể chia một mạng lớn thành các mạng con nhỏ hơn (subnets) để quản lý lưu lượng hiệu quả hơn và tăng cường bảo mật.
2. Các loại định tuyến
Router có thể sử dụng hai loại định tuyến chính để xác định đường đi cho gói tin: Định tuyến tĩnh (Static Routing) và Định tuyến động (Dynamic Routing).1. Định Tuyến Tĩnh (Static Routing)
- Định tuyến tĩnh là quá trình cấu hình thủ công các tuyến đường trên router. Quản trị viên mạng xác định trước các tuyến đường mà gói tin sẽ theo, và cấu hình này sẽ không thay đổi trừ khi được quản trị viên điều chỉnh.- Cách thức hoạt động:
+ Router sử dụng bảng định tuyến tĩnh để quyết định đường đi cho các gói tin.
+ Quản trị viên phải nhập thủ công các tuyến đường vào bảng định tuyến.
Ví dụ:
Code:
router(config)#ip route <Địa chỉ mạng của mạng cần đến> <Subnet mask mạng muốn đi đến> <Next-hop>
router(config)#ip route 192.168.2.10 255.255.255.0 192.168.1.1 (192.168.1.1 là next-hop kế tiếp để gửi gói tin đi)2. Định Tuyến Động (Dynamic Routing)
- Định tuyến động là quá trình router tự động tính toán và cập nhật các tuyến đường dựa trên các thay đổi trong mạng. Router sử dụng các giao thức định tuyến động để trao đổi thông tin định tuyến với các router khác trong mạng.- Cách thức hoạt động:
+ Router sử dụng giao thức định tuyến như RIP, OSPF, EIGRP, BGP để tự động xây dựng và cập nhật bảng định tuyến.
+ Giao thức định tuyến động giúp router chọn đường đi tốt nhất cho các gói tin dựa trên các tiêu chí như số bước nhảy, băng thông, độ trễ, v.v.
3. Hoạt động của Router
Router hoạt động bằng cách chuyển tiếp các gói tin dữ liệu từ mạng này sang mạng khác. Để làm được điều này, router sử dụng địa chỉ IP và bảng định tuyến để quyết định hướng đi của các gói tin.Bảng Định Tuyến (Routing Table): Đây là một bảng lưu trữ các đường đi tốt nhất đến các mạng khác. Mỗi mục trong bảng bao gồm:
- Destination IP: Mạng đích.
- Subnet Mask: Mạng nào sẽ sử dụng mục này.
- Next Hop: Địa chỉ IP của router kế tiếp.
- Interface: Cổng mạng mà gói tin sẽ được gửi qua.
III. Thực hành LAB
Mô hình:
Yêu cầu:
+ Cấu hình IPv4 cho các thiết bị
+ Cấu hình Static Route và mở rộng thêm của static route đó là thêm giá trị Distance Metric để gói tin từ PC1 đến PC2 chọn 2 đường (1 đường chính và 1 đường backup) để đi.
Đặt IP cho R1 với 3 cổng e0/0, e0/1 và e0/2
Code:
r1(config)#int e0/0
r1(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
r1(config-if)#no shutdown
r1(config-if)#exit
r1(config)#int e0/1
r1(config-if)#ip address 192.168.12.1 255.255.255.0
r1(config-if)#no shutdown
r1(config-if)#exit
r1(config)#int e0/2
r1(config-if)#ip address 192.168.11.1 255.255.255.0
r1(config-if)#no shutdown
r1(config-if)#exit
Code:
r1#show ip int brĐặt IP cho R2 với 2 cổng e0/0 và e0/1
Code:
r2(config)#int e0/0
r2(config-if)#ip address 192.168.11.2 255.255.255.0
r2(config-if)#no shutdown
r2(config-if)#exit
r2(config)#int e0/1
r2(config-if)#ip address 192.168.13.2 255.255.255.0
r2(config-if)#no shutdown
r2(config-if)#exit
Code:
r2#show ip int brĐặt IP cho R3 với 2 cổng e0/0 và e0/1
Code:
r3(config)#int e0/0
r3(config-if)#ip address 192.168.12.3 255.255.255.0
r3(config-if)#no shutdown
r3(config-if)#exit
r3(config)#int e0/1
r3(config-if)#ip address 192.168.14.3 255.255.255.0
r3(config-if)#no shutdown
r3(config-if)#exit
Code:
r3#show ip int brĐặt IP cho R4 với 3 cổng e0/0, e0/1 và e0/2
Code:
r4(config)#int e0/0
r4(config-if)#ip address 192.168.14.4 255.255.255.0
r4(config-if)#no shutdown
r4(config-if)#exit
r4(config)#int e0/1
r4(config-if)#ip address 172.16.0.4 255.255.0.0
r4(config-if)#no shutdown
r4(config-if)#exit
r4(config)#int e0/2
r4(config-if)#ip address 192.168.13.4 255.255.255.0
r4(config-if)#no shutdown
r4(config-if)#exit
Code:
r4#show ip int brĐặt IP cho pc1:
Đặt IP cho pc2:
Đã hoàn thành việc đặt IP trên các thiết bị, bây giờ mình sẽ cấu hình định tuyến tĩnh cho các lớp mạng thấy được nhau.
- Để làm rõ hơn về static route trước tiên chúng ta phân tích, giả sử khi ko có R3. Để pc1 và pc2 thấy nhau thì các router phải biết đường đi với 2 mạng tương ứng với 2 pc là 192.168.1.0/24 và 172.16.0.0/16.
- Gói tin từ pc1 muốn đến pc2 thì nó tới R1 hỏi đường đến lớp mạng 172.16.0.0/16 vậy nên R1 phải có static route đến mạng 172.16.0.0/16 bằng cách đi đến R2, gói tin đến R2 nó hỏi tiếp đường đến mạng 172.16.0.0/16 vậy nên R2 cũng phải có static route đi đến mạng 172.16.0.0/16 bằng cách đi đến R4, khi gói tin đi đến R4 mà R4 kết nối với pc2 vừa đưa gói tin đến pc2, tương tự từ pc2 đến pc1 cũng vậy
Cụ thể ta có cấu hình static route trên từng Router như sau:
R1:
Code:
r1(config)#ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 192.168.11.2
Code:
r2(config)#ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 192.168.13.4 (Từ pc1 qua pc2)
Code:
r2(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.11.1 (Từ pc2 qua pc1)
Code:
r4(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.13.2Static route nhưng theo đường ở dưới có R3
R1:
Code:
r1(config)#ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 192.168.12.3
Code:
r3(config)#ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 192.168.14.4 (Từ pc1 qua pc2)
Code:
r3(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.0.0 192.168.12.1 (Từ pc2 qua pc1)
Code:
r4(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.14.3Để làm đường trên (R2) làm đường chính cho gói tin từ pc1 qua pc2 và đường dưới (R3) là đường backup thì ta thêm giá trị distance metric sau mỗi câu lệnh "ip route" tương ứng với đường trên và đường dưới (giá trị distance metric đường trên nhỏ hơn) ví dụ như 1 và 2, trên R2 và R3 không cần thêm distance metric vì chúng không cần lựa đường đi.
Toàn bộ cấu hình trên các Router như sau:
R1:
Code:
r1(config)#ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 192.168.11.2 1
Code:
r1(config)#ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 192.168.12.3 2
Code:
r2(config)#ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 192.168.13.4
Code:
r2(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.11.1
Code:
r3(config)#ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 192.168.14.4
Code:
r3(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.12.1
Code:
r4(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.13.2 1
Code:
r4(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.14.3 2Kiểm tra bảng định tuyến
Code:
Router#show ip routeR2:
R3:
R4:
Kiểm tra giá trị distance metric ở R1 và R4
Code:
r1#show running-config
Code:
r4#show running-configPing kiểm tra từ pc1 lớp mạng 192.168.1.0 đến pc2 lớp mạng 172.16.0.0
Kết quả thành công
Quá trình gói tin từ pc1 đi đến các Router
Ping từ pc2 ngược lại pc1
Quá trình của gói tin pc2 đến các Router
IV. Kết luận
- Việc tìm hiểu và cấu hình địa chỉ IPv4 cùng với hoạt động của router là một phần cơ bản và thiết yếu trong quản trị mạng. Việc cấu hình distance metric (thước đo khoảng cách) trong định tuyến là một yếu tố quan trọng giúp router xác định đường đi tốt nhất cho các gói tin dựa trên các tiêu chí như số lượng hop, chi phí, hoặc thời gian Dưới đây là những điểm chính:+ Địa Chỉ IPv4: Là phương thức xác định các thiết bị trên mạng, với cấu trúc bao gồm Network ID và Host ID. Hiểu rõ cách thức hoạt động của địa chỉ IPv4 giúp bạn phân bổ tài nguyên mạng hiệu quả và thiết lập các mạng con hợp lý.
+ Hoạt Động của Router: Router đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển tiếp dữ liệu giữa các mạng khác nhau. Việc router sử dụng bảng định tuyến để xác định đường đi tối ưu giúp dữ liệu được chuyển tới đích một cách chính xác và nhanh chóng.
+ Cấu Hình IPv4 và Router: Thao tác cấu hình địa chỉ IP và các tuyến đường trên router đòi hỏi kiến thức về các lệnh cấu hình và cách thiết lập kết nối. Việc này giúp đảm bảo rằng mạng hoạt động ổn định, dữ liệu được định tuyến đúng cách, và giảm thiểu lỗi kết nối.
+ Kiểm Tra và Xác Minh: Sau khi cấu hình, kiểm tra lại bằng các lệnh thích hợp để xác minh rằng hệ thống mạng hoạt động như mong đợi là một bước không thể thiếu.
Attachments
Last edited:
