СиСПК (ВАСИН)-лекции

12.1. Общие сведения о протоколе eigrp

В настоящее время дистанционно-векторный маршрутизирующий протокол Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) заменен улучшенной (расширенной) версией Enhanced IGRP. Оба протокола являются разработкой фирмы Cisco и предназначены для работы с аппаратурой Cisco. Протокол IGRP характеризуется административным расстоянием 100 и автоматически записывает поверх RIP найденные маршруты в таблице маршрутизации. Административное расстояние EIGRP равно 90 (см. табл. 11.2). Протоколы IGRP и EIGRP используются внутри автономных систем (АС), в которых группы маршрутизаторов разделяют маршрутную информацию (см. рис. 9.1). Передачей сообщений между автономными системами управляет Exterior Gateway Protocol, например, BGP.

Автономные системы объединяют сети под общим административным управлением. Поскольку все маршрутизаторы в АС должны совместно использовать маршрутную информацию, то у них конфирурируется одинаковый номер автономной системы.

При формировании маршрутов протокол EIGRP использует специально разработанный для этих целей алгоритм Diffusing Update Algorithm (DUAL). Согласно алгоритму DUAL протокол EIGRP не проводит периодический обмен объемными обновлениями (update) маршрутной информации, а использует небольшие пакеты Hello для контроля связи с соседними маршрутизаторами. Обмен маршрутной информацией производится только при возникновении изменений в сети (появление новых связей, недоступных узлов и сетей, изменение метрики). Причем, производится обмен неполной (partial) маршрутной информацией, только касающейся изменений в сети, и с ограниченным (bounded) числом тех маршрутизаторов, которые затрагивают изменения. Кроме того, алгоритм DUAL не использует таймеры удержания информации holddown (см. раздел 9.3), как это делает алгоритм Беллмана-Форда протокола RIP. Поэтому сходимость (convergence) сетей EIGRP более быстрая.

Протоколы маршрутизации используют метрику, чтобы определить лучший маршрут к устройству назначения. Значение метрики определяет желательность маршрута. Метрики протоколов IGRP и EIGRP учитывают целый ряд параметров. Алгоритм протокола рассчитывает значение метрики для каждого пути через сеть. Меньшее число указывает лучший маршрут. Такие факторы как полоса пропускания и задержка являются статическими, поскольку остаются неизменными для каждого интерфейса, пока не будет реконфигурирован маршрутизатор или перестроена сеть. Параметры типа загрузки и надежности являются динамическими, поэтому они рассчитываются маршрутизатором для каждого интерфейса в реальном времени.

Чем больше факторов, которые составляют метрику, тем больше гибкость, чтобы учесть особенности сети. По умолчанию, протоколы IGRP, EIGRP использует статические параметры полосы пропускания и задержки, чтобы вычислить значение метрики. Но при вычислении метрики могут также использоваться динамические факторы загрузки и надежности, т.е маршрутизатор может принять решение, основанное на текущем состоянии сети. Если соединение становится сильно загруженным или ненадежным, метрика увеличится. При этом может использоваться запасной маршрут.

Для вычисления метрики М протоколов IGRP, EIGRP используется следующая формула:

M = [k1 * Bandwidth + (k2 * Bandwidth)/(256-load) + k3*Delay] * [k5/(reliability + k4)] ,

где * – обобщенный оператор,

k – коэффициенты, которые могут принимать значения 0 или 1.

По умолчанию коэффициенты k1 = k3 = 1 и k2 = k4 = k5 = 0, при этом

M = Bandwidth + Delay.

По умолчанию метрика EIGRP вычисляется следующим образом:

Метрика = (10 000 000/ Bandwidth + Σ delay/10) ∙256

При вычислении значения метрики полоса пропускания задается в кбит/с, а суммарная задержка – в мкс. Задержка определяется типом интерфейса и технологией среды передачи данных. Задержка интерфейсов FastEthernet равна 100 мкс, Ethernet – 1000 мкс, интерфейсов первичных потоков Е1, Т1 – 20 000 мкс. Задержка интерфейсов ОЦК (64 кбит/с) также составляет 20 000 мкс.

Метрика сети, состоящей из нескольких соединений, определяется полосой пропускания самого «медленного» соединения.

Например, если сообщение передается с узла локальной сети через интерфейс FastEthernet маршрутизатора и далее через последовательный интерфейс, предназначенный для передачи первичного цифрового потока с полосой пропускания 2048 кбит/с, то метрика будет равна:

10⁷ ∙256 /2048 + (20 000 +100) ∙256/10 = 125∙10⁴ + 514560 = 1 764 560.

Метрика соединения со скоростью передачи 64 кбит/с будет равна

10⁷ ∙256 /64 = 4 ∙ 10⁷.

Значения коэффициентов k1, k2, k3, k4, k5 можно изменить по команде:

Router(confi-router)#metric weights tos k1 k2 k3 k4 k5

Значения коэффициентов k1, k2, k3, k4, k5 передается в пакете протокола EIGRP.

Заголовок пакета EIGRP располагается следом за заголовком IP-пакета и содержит такую информацию, как код типа пакета, номер автономной системы. В самом EIGRP-пакете содержится информация о значениях коэффициентов k1, k2, k3, k4, k5, задержки, ширины полосы пропускания, надежности, загрузки, префиксе, т.е. о размере маски переменной длины и другая информация.

Особенностью протокола EIGRP является использование собственного протокола надежной доставки (Reliable Transport Protocol – RTP) транспортного уровня, поскольку EIGRP взаимодействует не только с IP-протоколом, но и с протоколами IPX, Apple-Talk, которые не поддерживают TCP, UDP. Протокол надежной доставки RTP может работать с подтверждением доставки (reliable) и без подтверждения (unreliable).

Для обмена информацией между маршрутизаторами протокол EIGRP использует пять типов пакетов:

Hello
Update
Acknowledgment
Query
Replay

Hello-пакеты используются, чтобы поддерживать отношения смежности (adjacency) между соседними устройствами. Они передаются периодически с использованием многоадресного режима(адрес класса D 224.0.0.10) и без подтверждения доставки. В большинстве случаев период рассылки Hello-пакетов составляет 5 сек. Если в течение утроенного периода времени рассылки Hello-пакет не будут получены, то это будет означать, что связь с устройством потеряна. Результатом обмена Hello-пакетами является построение таблицы соседних устройств (Neighbor Table), которую можно посмотреть по команде

Router#show ip eigrp neighbors

В таблице указаны адреса входных интерфейсов соседних маршрутизаторов (Address), типы собственных выходных интерфейсов (Interface), значение текущего времени (Holdtime) и другая информация.

Второй тип пакетов Update рассылаются не периодически, а только по мере возникновения изменений в сети. Пакеты могут рассылаться в одноадресном (unicast) или многоадресном (multiicast) режиме. Рассылка пакетов Update проводится с подтверждением доставки (Acknowledgment), сами пакеты подтверждения Acknowledgment рассылаются в одноадресном режиме без подтверждения доставки.

Пакеты Query и Replay используются алгоритмом DUAL для начального создания топологии сети и при ее изменениях. При этом всегда применяется надежная доставка. Пакеты Query могут рассылаться в одноадресном или многоадресном режимах, Replay – всегда в одноадресном.

Для эффективного функционирования помимо таблицы соседних устройств (Neighbor Table) протокол EIGRP строит и поддерживает таблицу топологии сети (Topology Table) и таблицу маршрутизации (Routing Table). При любых изменениях топологии, которые фиксируются в таблицах соседних устройств и топологии сети, алгоритм DUAL либо включает в таблицу маршрутизации запасные маршруты из таблицы топологии, либо вычисляет новые маршруты и затем включает их в таблицу маршрутизации. Алгоритм DUAL обеспечивает вычисление свободных от маршрутных петель (loop-free) маршрутов.

Содержание