Định tuyến (Routing) là gì? Hướng dẫn tổng quan cho người mới

Định tuyến (routing) là quá trình router chọn đường đi tốt nhất để chuyển gói tin IP từ nguồn đến đích, dựa trên bảng định tuyến (routing table). Bảng này được xây dựng bằng cấu hình thủ công (định tuyến tĩnh) hoặc do router tự học qua giao thức định tuyến (định tuyến động). Bài tổng quan này dành cho người mới bắt đầu, giúp bạn nắm bức tranh chung trước khi vào các bài thực hành định tuyến trong khóa CCNA (Bài 43–48).

⚡ Điểm nhanh về định tuyến

• Bản chất: mỗi router chỉ cần biết next-hop (router kế tiếp) cho từng mạng đích, không cần biết toàn bộ đường đi.
• Hai cách xây bảng định tuyến: định tuyến tĩnh (quản trị viên khai báo) và định tuyến động (router tự học qua RIP, OSPF, EIGRP, BGP…). Default route 0.0.0.0/0 là “lối ra cuối cùng” khi không có route cụ thể hơn.
• Thứ tự chọn route (theo Cisco): mỗi giao thức tự chọn đường tốt nhất bằng metric của nó → khi nhiều nguồn cùng báo một prefix, nguồn có AD thấp nhất được cài vào bảng → khi chuyển tiếp gói tin, router chọn route có prefix dài nhất khớp với địa chỉ đích.
• AD mặc định trên Cisco: Connected 0, Static 1, eBGP 20, EIGRP nội bộ 90, OSPF 110, IS-IS 115, RIP 120, iBGP 200.
• Metric: RIP dùng hop count (tối đa 15 hop); OSPF dùng cost (băng thông tham chiếu 100 Mbps chia cho băng thông giao diện); EIGRP dùng metric tổng hợp, mặc định dựa trên băng thông và độ trễ.
• Switch Layer 3: theo datasheet Cisco, Catalyst 9300 gói Network Essentials hỗ trợ định tuyến tĩnh, RIP, EIGRP Stub và OSPF (giới hạn 1000 route); gói Network Advantage bổ sung BGP, EIGRP, IS-IS và OSPF đầy đủ.

Định tuyến hoạt động như thế nào?

Khi nhận một gói tin, router tra bảng định tuyến để tìm mạng đích, rồi chuyển gói tin cho next-hop tương ứng. Router kế tiếp lặp lại đúng thao tác đó, cứ thế từng chặng một cho đến khi gói tin tới đích.

Hình 1: Router 1 tra bảng định tuyến và chuyển gói tin đến next-hop có metric thấp nhất (Router 2).

Mỗi dòng (route) trong bảng định tuyến thường có các thông tin sau:

• Mạng đích (prefix/mask): ví dụ 192.168.30.0/24.
• Next-hop: địa chỉ IP của router kế tiếp trên đường đi.
• Cổng ra (exit interface): cổng vật lý để gửi gói tin đi.
• Administrative Distance (AD): độ tin cậy của nguồn thông tin định tuyến, càng thấp càng được tin. AD chỉ có ý nghĩa cục bộ trên từng router và không được quảng bá trong các bản tin định tuyến.
• Metric: “chi phí” của đường đi do giao thức tính (hop count, cost…).

Router chọn route theo thứ tự nào?

Theo tài liệu của Cisco, việc chọn route diễn ra ở ba nơi khác nhau, theo thứ tự sau:

Hình 2: Ba bước chọn route theo tài liệu Cisco. Chi tiết xem Bài 43: Cách Router đưa ra quyết định định tuyến.

1. Trong từng giao thức: mỗi giao thức tự chọn đường tốt nhất tới mỗi đích bằng metric riêng của nó, rồi thử cài đường đó vào bảng định tuyến.
2. Khi cài vào bảng định tuyến: nếu nhiều nguồn (static, OSPF, EIGRP…) cùng báo một prefix, route có AD thấp nhất được cài. AD chỉ được dùng khi các nguồn quảng bá cùng một mạng đích với cùng độ dài prefix.
3. Khi chuyển tiếp gói tin: trong các route đã cài, router chọn route có prefix dài nhất khớp với địa chỉ đích. AD và metric không được xét lại ở bước này, nên AD không thể “đè” longest prefix match.

Ví dụ trong tài liệu Cisco: bảng có hai route 192.168.1.0/24 và 192.168.0.0/16. Gói tin đến 192.168.1.10 khớp cả hai, nhưng router dùng 192.168.1.0/24 vì prefix dài hơn (cụ thể hơn).

Có những loại định tuyến nào?

Định tuyến có thể phân loại theo ba cách nhìn:

• Theo cách xây bảng định tuyến: định tuyến tĩnh (Static), định tuyến động (Dynamic) và default route.
• Theo phạm vi hoạt động: IGP chạy bên trong một hệ tự trị (AS), EGP chạy giữa các AS.
• Theo thuật toán: Distance Vector, Link State và Path Vector.

Hình 3: Sơ đồ phân loại định tuyến theo cách xây bảng định tuyến, phạm vi hoạt động và thuật toán.

Định tuyến tĩnh (Static Route) và Default Route là gì?

Định tuyến tĩnh là cách quản trị viên tự khai báo từng đường đi vào bảng định tuyến. Ví dụ trên router Cisco:

Router(config)# ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 192.168.100.2
Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 203.0.113.1

Dòng đầu cho router biết muốn đến mạng 192.168.20.0/24 thì chuyển gói tin cho next-hop 192.168.100.2. Dòng thứ hai là default route (0.0.0.0/0), được dùng khi không có route nào cụ thể hơn khớp với địa chỉ đích, thường là đường ra Internet.

Nếu next-hop không phân giải được thành một cổng ra hợp lệ, route tĩnh đó sẽ không được cài vào bảng định tuyến. Một kỹ thuật hay dùng là floating static route: gán cho route tĩnh một AD cao hơn route chính, để nó chỉ được dùng khi route chính biến mất khỏi bảng.

Cách cấu hình chi tiết nằm trong các bài học CCNA:

• Bài 44: Static Route IPv4 — Cấu hình cơ bản
• Bài 45: Default Route, Floating Static Route
• Bài 46: Static Route cho IPv6

Định tuyến động (Dynamic Routing) là gì?

Định tuyến động là cách các router tự trao đổi thông tin bằng giao thức định tuyến để xây dựng và cập nhật bảng định tuyến. Khi mạng thay đổi (thêm chi nhánh, đứt một đường truyền), giao thức tự tính lại đường đi mà quản trị viên không phải cấu hình lại từng router.

Về cách router thu thập thông tin, các giao thức chia thành hai trường phái chính là Distance Vector và Link State. Phần so sánh chi tiết nằm ở Bài 47: Định tuyến động — Distance Vector vs Link State, và giao thức Link State phổ biến nhất được học tiếp ở Bài 48: OSPFv2.

Bảng thông số các giao thức định tuyến phổ biến

Giá trị AD là mặc định trên Cisco; thuật toán và phạm vi là phân loại chung của giao thức.

Ghi chú: AD 255 nghĩa là router không coi nguồn đó là đáng tin và không cài route vào bảng định tuyến. Cisco cảnh báo thận trọng khi đổi AD mặc định, vì thiết lập AD không nhất quán giữa các router có thể gây định tuyến bất đối xứng, vòng lặp hoặc “hố đen” lưu lượng.

So sánh định tuyến tĩnh và định tuyến động

Điểm khác biệt rõ nhất xuất hiện khi một đường truyền bị lỗi:

Hình 4: Phản ứng của định tuyến tĩnh và định tuyến động khi đường truyền B–D bị đứt.

Nhìn thấy định tuyến trên router thực tế

Lệnh show ip route hiển thị bảng định tuyến. Chữ cái đầu mỗi dòng cho biết route được học từ đâu, còn cặp số trong ngoặc vuông có dạng [AD/metric]. Ví dụ minh họa (đã rút gọn phần chú giải mã):

Router# show ip route
Codes: C - connected, S - static, O - OSPF

Gateway of last resort is 203.0.113.1 to network 0.0.0.0

S*    0.0.0.0/0 [1/0] via 203.0.113.1
S     10.10.0.0/16 [1/0] via 192.168.100.2
C     192.168.10.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
O     192.168.20.0/24 [110/2] via 192.168.100.2, 00:05:12, GigabitEthernet0/1
C     192.168.100.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/1

Đọc ví dụ: S* là default route tĩnh, S là static route thường (AD = 1, metric = 0), C là mạng nối trực tiếp, O là route học qua OSPF (AD = 110, metric = 2). Một router thường dùng đồng thời cả ba loại này.

Điểm cần nhớ

• Bảng định tuyến sai hoặc thiếu route thì gói tin bị rớt hoặc đi lạc, vì mỗi router chỉ quyết định dựa trên bảng của chính nó.
• AD dùng để chọn giữa các nguồn khác nhau cho cùng một mạng đích, còn metric chọn giữa các đường trong cùng một giao thức. Hai giá trị này không thay thế nhau.
• Định tuyến tĩnh cho bạn quyền kiểm soát tuyệt đối nhưng không tự thích ứng; định tuyến động thích ứng được nhưng bạn phải quản lý thêm giao thức.
• Floating static route cho thấy AD không chỉ là con số lý thuyết: đây là cách thực tế để tạo đường dự phòng.

Ứng dụng phù hợp

• Văn phòng nhỏ, chi nhánh chỉ có một lối ra: static route hoặc default route.
• Đường ra Internet: default route.
• Mạng doanh nghiệp nhiều router, nhiều đường dự phòng: định tuyến động, thường là OSPF hoặc EIGRP.
• Kết nối giữa các nhà cung cấp dịch vụ và hệ tự trị: BGP.

Khi nào nên chọn định tuyến tĩnh, khi nào chọn định tuyến động?

Chọn định tuyến tĩnh hoặc default route khi mạng nhỏ, ít thay đổi hoặc chỉ có một đường ra. Chọn định tuyến động khi có nhiều router, nhiều đường dự phòng và mạng thường xuyên thay đổi. Trong thực tế, hầu hết mạng doanh nghiệp kết hợp cả hai: định tuyến động cho phần lớn mạng nội bộ và static hoặc default route cho các kết nối đặc biệt hoặc đường ra Internet.

Câu hỏi thường gặp về định tuyến

Default route là gì?

Default route (0.0.0.0/0) là route được dùng khi không có route nào cụ thể hơn khớp với địa chỉ đích. Nó thường trỏ ra Internet và còn gọi là gateway of last resort.

Có thể dùng đồng thời định tuyến tĩnh và định tuyến động không?

Có. Khi cùng một mạng đích được báo từ nhiều nguồn, router cài route có AD thấp nhất (Static = 1, EIGRP nội bộ = 90, OSPF = 110, RIP = 120). Nếu route có AD thấp biến mất, route có AD cao hơn còn hợp lệ sẽ được cài thay thế.

Switch có định tuyến được không?

Switch Layer 3 có chức năng định tuyến. Ví dụ theo datasheet Cisco, Catalyst 9300 hỗ trợ định tuyến tĩnh, RIP, EIGRP Stub và OSPF ở gói Network Essentials, và thêm BGP, EIGRP, IS-IS cùng OSPF đầy đủ ở gói Network Advantage. Tính năng cụ thể phụ thuộc model, phiên bản phần mềm và license.

Người mới nên học định tuyến từ đâu?

Bắt đầu từ cách router chọn route (Bài 43), sau đó học định tuyến tĩnh (Bài 44–46), rồi mới sang định tuyến động và OSPF (Bài 47–48). Học tĩnh trước giúp bạn hiểu bảng định tuyến trước khi để giao thức tự xây dựng nó.

Lộ trình học định tuyến trong khóa CCNA

Bước 1: Hiểu router ra quyết định thế nào

• Bài 43: Cách Router đưa ra quyết định định tuyến

Bước 2: Làm quen định tuyến tĩnh

• Bài 44: Static Route IPv4 — Cấu hình cơ bản
• Bài 45: Default Route, Floating Static Route
• Bài 46: Static Route cho IPv6

Bước 3: Chuyển sang định tuyến động

• Bài 47: Định tuyến động — Distance Vector vs Link State
• Bài 48: OSPFv2 — Khái niệm cơ bản, Area, Router ID, Cost

Nếu chưa vững về địa chỉ IP và subnet mask, hãy xem các bài nền tảng trong Mục lục khóa học CCNA Online trước khi bắt đầu.

Sản phẩm liên quan

Router

• Router Cisco ISR4000 Series
• Router công nghiệp & Gateway Cisco

Switch Layer 3

• Switch Cisco Catalyst 9300 Series

Cần tư vấn thiết kế định tuyến phù hợp quy mô mạng của bạn? VNExperts có dịch vụ tư vấn, triển khai và tích hợp hệ thống và đào tạo CNTT. Liên hệ VNExperts để được hỗ trợ.