Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá một trong những giao thức định tuyến kinh điển vẫn được sử dụng rộng rãi trong thế giới mạng ngày nay – Routing Information Protocol, hay còn được biết đến với tên gọi quen thuộc là RIP.
Để hiểu rõ về giao thức này ta sẽ đi từ hiểu cách RIP hoạt động, cấu trúc và đặc điểm kỹ thuật mà mỗi chuyên gia mạng cần biết để xem ưu nhươc điểm của giao thức định tuyến này với các giao thức khác!
Giao thức RIP
Giao thức RIP (Routing Information Protocol) là một trong những giao thức định tuyến phổ biến trong môi trường mạng. Nó được thiết kế để cung cấp thông tin về định tuyến và quản lý bảng định tuyến, RIP thường được sử dụng trong các mạng nhỏ đến trung bình.
RIP hoạt động dựa trên cơ chế đồng bộ hóa định kỳ, nơi các thiết bị định tuyến trao đổi thông tin định tuyến định kỳ. Giao thức này sử dụng độ đo “hop count” để xác định khoảng cách giữa các mạng. Mỗi lần truyền thông tin, nó cập nhật bảng định tuyến của các thiết bị để đảm bảo rằng đường đi tốt nhất được chọn.
Mặc dù RIP có tính đơn giản và dễ triển khai, nhưng đồng thời nó cũng có nhược điểm là có thể gây ra các vấn đề về hiệu suất trong các mạng lớn do sử dụng giới hạn của độ đo “hop count”. Ngoài ra, RIP cũng có thể mất thời gian để hồi phục sau khi có thay đổi trong topology mạng.
Giao thức RIP định tuyến như thế nào?
RIP sử dụng thuật toán Vecto khoảng cách để quyết định đường dẫn nào là tốt nhất để chuyển tiếp gói tin. Mỗi bộ định tuyến RIP sẽ có một bảng định tuyến để lưu trữ các điểm đến mà Router này có thể tiếp cận. Các bộ định tuyến trong cùng một phân đoạn mạng sẽ chia sẻ thông tin về bảng định tuyến của mình cho nhau đến khi các bảng định tuyến này đồng nhất.
RIP thực hiện cập nhật định tuyến định kỳ, thường là mỗi 30 giây. Trong quá trình này, các thiết bị gửi thông tin định tuyến mới và cập nhật bảng định tuyến của mình.
- Khi nhận thấy có đường dẫn mới và ngắn hơn, Router sẽ cập nhật thông tin vào bảng của mình.
- Nếu có đường dẫn mới nhưng dài hơn, Router sẽ giữ trong một khoảng thời gian để xem các bản cập nhật sau có phản ánh giá trị cao hơn không?
- Nếu có bộ định tuyến gặp sự cố, nó sẽ dừng không gửi bản cập nhật. Sau 6 chu kỳ cập nhật liên tiếp (180 giây) nó sẽ bị loại bỏ khỏi mạng và một thông báo sẽ được gửi cho các thiết bị trong mạng biết về sự cố này.
Cấu trúc gói tin RIP
Gói tin RIP được sử dụng để chia sẻ các thông tin định tuyến giữa các Router. Nó có cấu trúc khá đơn giản và chứa các trường sau:
- Command (Opcode) Field (2 byte): Trường này chứa mã xác định loại gói tin RIP. Ví dụ, gói tin “Request” có mã là 1, và gói tin “Response” có mã là 2.
- Version Number Field (2 byte): Mô tả phiên bản của giao thức RIP được sử dụng. Trong nhiều trường hợp, giá trị của trường này là 1 để đại diện cho RIP version 1.
- Zero (2 byte): Trường này có giá trị là 0 và không có ý nghĩa cụ thể. Nó thường được sử dụng để đảm bảo độ dài của gói tin là chẵn, giúp đồng bộ hóa dữ liệu.
- Entry (20 byte): Mỗi gói tin RIP có thể chứa nhiều bản ghi (entry) liên quan đến các mạng và đường đi. Mỗi entry gồm:
- Address Family Identifier (2 byte): Mô tả loại địa chỉ, ví dụ, IPv4 hay IPv6.
- Route Tag (2 byte): Dùng để đánh dấu đường đi hoặc có thể có giá trị 0 nếu không sử dụng.
- IP Address (4 byte): Địa chỉ IP của mạng đích.
- Subnet Mask (4 byte): Mặt nạ mạng cho mạng đích.
- Next Hop (4 byte): Địa chỉ IP của thiết bị định tuyến tiếp theo.
- Metric (4 byte): Số “hop count” đến mạng đích.
Ý nghĩa các tham số của RIP
- Hop Count: Được sử dụng làm đơn vị đo lường trong RIP, “hop count” đếm số lượng thiết bị định tuyến mà một gói tin cần đi qua để đến đích. Mục tiêu là chọn đường đi với “hop count” thấp nhất, tức là đường đi ngắn nhất.
- Metric: Là giá trị đo lường cho chất lượng của đường đi. Trong RIP, “metric” thường được liên kết với “hop count,” nhưng cũng có thể biểu thị bằng các yếu tố khác như băng thông, độ trễ, hoặc độ ổn định của đường đi. Mục tiêu là chọn đường đi với “metric” thấp nhất.
- Routing Table: Là bảng dữ liệu được thiết bị định tuyến duy trì, chứa thông tin về các đường đi trong mạng. Mỗi dòng trong bảng thường bao gồm địa chỉ mạng, mặt nạ mạng, next hop, “hop count,” và “metric.”
RIP sử dụng các giải thuật nào để xác định đường đi
- Bellman-Ford Algorithm: RIP sử dụng giải thuật Bellman-Ford để xác định đường đi tốt nhất. Giải thuật này liên quan đến việc cập nhật các ước lượng của khoảng cách tới mọi đỉnh trong đồ thị. Trong trường hợp RIP, các “hop count” làm vai trò là khoảng cách.
- Split Horizon: Để tránh vấn đề “count-to-infinity,” RIP sử dụng kỹ thuật “Split Horizon” bằng cách không chấp nhận thông tin định tuyến từ thiết bị đã nhảy qua đỉnh hiện tại. Điều này giúp ngăn chặn việc thông tin định tuyến lặp lại và giữ cho bảng định tuyến ổn định.
- Hold-Down Timer: RIP sử dụng “hold-down timer” để ngăn chặn các sự thay đổi quá nhanh trong thông tin định tuyến. Khi một đường đi trở nên không khả dụng, “hold-down timer” tạm thời chặn thiết bị định tuyến không nhận bất kỳ thông tin mới nào về đường đi đó trong khoảng thời gian nhất định.
- Route Poisoning: RIP sử dụng chiến lược “Route Poisoning” bằng cách gán “hop count” là vô cùng (16 trong trường hợp RIP) cho đường đi không khả dụng. Điều này giúp nhanh chóng lan truyền thông tin về việc một đường đi đã trở nên không sử dụng.
Các phiên bản giao thức RIP
1. RIP version 0 (RIP-1):
- Là phiên bản đầu tiên của RIP được định nghĩa trong RFC 1058 vào năm 1988.
- Sử dụng “hop count” như đơn vị đo lường và chỉ hỗ trợ địa chỉ IPv4.
- Nhanh chóng trở thành một trong những giao thức định tuyến phổ biến trong các mạng nhỏ và trung bình.
2. RIP version 1 (RIPv1):
- RIPv1 là sự mở rộng của RIP-0 và được đặc tả trong RFC 1388 năm 1993.
- Thêm hỗ trợ cho nhiều loại địa chỉ mạng và bổ sung thêm thông tin như “subnet mask” vào các bản ghi định tuyến.
- Được sử dụng rộng rãi trong các môi trường đơn giản, nhưng không giải quyết được một số hạn chế của RIP-0.
3. RIP version 2 (RIPv2):
- RIPv2 được đặc tả trong RFC 1723 năm 1994 và là phiên bản phổ biến và mạnh mẽ hơn.
- Hỗ trợ cho các mạng có kích thước lớn hơn và chú ý đến vấn đề của RIP-1 về “subnetting.”
- Hỗ trợ cho IPv6 và một số cải tiến khác như “Authentication.”
4. RIPng (RIP next generation):
- RIPng là phiên bản RIP được thiết kế cho IPv6 và được mô tả trong RFC 2080 năm 1997.
- Sử dụng “IPv6 routing table” và các cập nhật phù hợp với các tính năng của IPv6.
- Được tối ưu hóa để hoạt động hiệu quả trong môi trường IPv6.
Ưu nhược điểm của giao thức RIP
Giao thức RIP có cấu trúc đơn giản, dễ triển khai và cấu hình nên rất thích hợp với các mạng nhỏ và trung bình. Hơn nữa, nó tương thích với nhiều bộ định tuyến của nhà sản xuất khác nhau. RIP cập nhật thông tin định tuyến định kỳ có thể giảm bớt gánh nặng mạng so với việc cập nhật liên tục, đặc biệt trong môi trường mạng ổn định.
Tuy nhiên, giao thức RIP cũng có những hạn chế nhất định không thích hợp sử dụng trong các mạng lớn:
- Trong các mạng lớn và phức tạp, “hop count” làm đơn vị đo lường có thể dẫn đến vấn đề “count-to-infinity,” ảnh hưởng đến hiệu suất của mạng.
- RIP không hiệu quả trong việc quản lý mạng lớn hoặc mạng có yêu cầu về băng thông cao và độ trễ thấp.
- Khi có thay đổi trong topology mạng, RIP có thể mất thời gian để hồi phục và điều chỉnh bảng định tuyến.
Khi nào nên sử dụng giao thức định tuyến khác?
RIP thích hợp cho các mạng nhỏ và đơn giản, nơi yêu cầu về định tuyến không quá phức tạp và không có sự cần thiết về hiệu suất cao. Đối với các mạng lớn và phức tạp, các giao thức định tuyến như OSPF hoặc EIGRP thường mang lại hiệu suất và quản lý tốt hơn. Các giao thức như OSPF có khả năng hỗ trợ bảo mật cao hơn, điều này quan trọng trong các môi trường yêu cầu mức độ an ninh cao.
Trong các môi trường đòi hỏi QoS (Quality of Service) cao và quản lý băng thông mạng một cách chính xác, các giao thức định tuyến mạnh mẽ như OSPF thường được ưu tiên.
So sánh giao thức RIP, OSPF và EIGRP
Cả 3 giao thức RIP ,OSPF và EIGRP đều giao thức định tuyến. Trong đó, giao thức RIP đơn giản hơn và hoạt động trong các mạng nhỏ.
- Giao thức OSPF: Hiệu suất cao trong mạng lớn và phức tạp, đặc biệt với số lượng “hop” lớn. Nó có khả năng mở rộng tốt và có thể quản lý mạng lớn.
- Giao thức EIGRP: là một giao thức của Cisco, nên có thể không tương thích tốt với thiết bị định tuyến không phải của Cisco. Hiệu suất cao với giải thuật hiệu quả và cập nhật thông tin nhanh chóng. Hỗ trợ các tùy chọn bảo mật và xác thực, bao gồm cả mô hình xác thực.
Thông Tin Về Tác Giả
Nguyễn Thành Hợp là một chuyên gia về lĩnh vực thiết bị mạng, viễn thông gần 10 năm kinh nghiệm với nhiều chứng chỉ chất lượng như CCNA 200-301, CCNP, CCDA, CCDP,... do Cisco cung cấp. Sở thích cá nhân là khám phá những kiến thức mới mẻ về công nghệ nói chung và đặc biệt là liên quan đến lĩnh vực mạng!
