Tìm hiểu các cơ chế định tuyến hiệu quả giúp tránh tắt nghẽn mạng

• Tác giả: Trần Minh Tuấn
• Người hướng dẫn: TS. Huỳnh Nguyên Chính
• Trường học: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Mạng và An Ninh Mạng
• Đề tài: Tìm hiểu một số cơ chế định tuyến tránh tắc nghẽn mạng
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề
• 1.2. Nhiệm vụ đề tài
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Giới thiệu tổng quan đề tài
• 1.5. Lý do chọn đề tài
• 1.6. Cấu trúc đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MẠNG INTERNET
• 2.1. Internet là gì?
• 2.2. Các dịch vụ trên Internet
• 2.3. Cách tổ chức thông tin trên Internet
• 2.4. Phân loại định tuyến
• 2.4.1. Khái niệm Routing
• 2.4.2. Routing Protocol
• 2.4.3. Routed Protocol
• 2.4.4. Vùng tự trị (Autonomous System – AS)
• 2.4.5. Bảng định tuyến (routing table)
• 2.4.6. Khoảng cách quản trị (Administrative Distance)
• 2.4.7. Metric
• 2.4.8. Sự hội tụ mạng (convergence)
• 2.4.9. Cân bằng tải (Load balancing)
• 2.5. Nguyên nhân gây ra tắc nghẽn và cơ chế quản lý tắc nghẽn
• 2.6. Cơ chế định tuyến tránh tắc nghẽn TCP
• 2.7. Đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service)
• 3. CHƯƠNG 3: TRIỂN KHAI THỰC NGHIỆM
• 3.1. Mô tả hệ thống
• 3.2. Mô hình triển khai. Mục tiêu thực hiện. Các bước thực hiện
• 3.3. Cài đặt QoS trên fortigate
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 4.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Cơ chế định tuyến

Cơ chế định tuyến là quá trình lựa chọn đường đi tối ưu để truyền dữ liệu trong mạng máy tính. Các giao thức định tuyến như RIP, OSPF, và EIGRP đóng vai trò quan trọng trong việc xác định đường đi tốt nhất dựa trên các thông số như băng thông, độ trễ và số lượng router trung gian. Hiệu quả của cơ chế định tuyến được đánh giá qua khả năng giảm thiểu tắc nghẽn và tối ưu hóa lưu lượng mạng. Các giải pháp như định tuyến động và định tuyến tĩnh được áp dụng tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống mạng.

1.1. Giao thức định tuyến

Các giao thức định tuyến như RIP, OSPF, và EIGRP sử dụng các thuật toán khác nhau để xác định đường đi tối ưu. RIP dựa trên số lượng hop, OSPF sử dụng chi phí dựa trên băng thông, và EIGRP kết hợp cả băng thông và độ trễ. Hiệu quả của các giao thức này được thể hiện qua khả năng hội tụ nhanh và cân bằng tải. Các giao thức này cũng hỗ trợ tránh tắc nghẽn mạng bằng cách điều chỉnh lưu lượng dựa trên tình trạng mạng.

1.2. Định tuyến động và tĩnh

Định tuyến động tự động cập nhật bảng định tuyến dựa trên thông tin mạng, trong khi định tuyến tĩnh yêu cầu cấu hình thủ công. Định tuyến động phù hợp với mạng lớn và phức tạp, giúp tối ưu hóa mạng và tránh tắc nghẽn. Định tuyến tĩnh thích hợp cho mạng nhỏ, đơn giản, nhưng kém linh hoạt trong việc xử lý thay đổi mạng.

II. Tránh tắc nghẽn mạng

Tránh tắc nghẽn mạng là một trong những thách thức lớn trong quản lý mạng. Các cơ chế như QoS (Quality of Service) và TCP Congestion Control được sử dụng để đảm bảo lưu lượng mạng ổn định. QoS phân loại và ưu tiên lưu lượng dữ liệu quan trọng, trong khi TCP Congestion Control điều chỉnh tốc độ truyền dữ liệu dựa trên tình trạng mạng. Các giải pháp này giúp tối ưu hóa mạng và cải thiện hiệu suất mạng.

2.1. QoS Quality of Service

QoS là cơ chế quản lý lưu lượng mạng bằng cách phân loại và ưu tiên các gói tin quan trọng. Các kỹ thuật như IntServ và DiffServ được sử dụng để đảm bảo chất lượng dịch vụ. IntServ cung cấp bảo đảm chất lượng dịch vụ cho từng luồng dữ liệu, trong khi DiffServ phân loại lưu lượng dựa trên các lớp dịch vụ. QoS giúp tránh tắc nghẽn mạng và cải thiện hiệu suất mạng.

2.2. TCP Congestion Control

TCP Congestion Control là cơ chế điều chỉnh tốc độ truyền dữ liệu dựa trên tình trạng mạng. Các thuật toán như Slow Start, Congestion Avoidance, và Fast Retransmit được sử dụng để giảm thiểu tắc nghẽn. TCP Congestion Control giúp tối ưu hóa mạng và đảm bảo truyền dữ liệu ổn định.

III. Tối ưu hóa mạng

Tối ưu hóa mạng là quá trình cải thiện hiệu suất và hiệu quả của hệ thống mạng. Các giải pháp như cân bằng tải, quản lý băng thông, và phân tích mạng được áp dụng để đảm bảo mạng hoạt động ổn định. Cân bằng tải phân phối lưu lượng đồng đều giữa các đường truyền, trong khi quản lý băng thông kiểm soát việc sử dụng tài nguyên mạng. Phân tích mạng giúp xác định và giải quyết các vấn đề tiềm ẩn.

3.1. Cân bằng tải

Cân bằng tải là kỹ thuật phân phối lưu lượng mạng đồng đều giữa các đường truyền. Các giải pháp như Round Robin, Least Connections, và Weighted Round Robin được sử dụng để đảm bảo hiệu quả và hiệu suất mạng. Cân bằng tải giúp tránh tắc nghẽn mạng và cải thiện truyền dữ liệu.

3.2. Quản lý băng thông

Quản lý băng thông là quá trình kiểm soát việc sử dụng tài nguyên mạng. Các kỹ thuật như Traffic Shaping và Bandwidth Allocation được sử dụng để đảm bảo lưu lượng mạng ổn định. Quản lý băng thông giúp tối ưu hóa mạng và tránh tắc nghẽn.