Расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза - Enhanced Interior Gateway Routing Protocol

Расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (EIGRP) является продвинутым протокол дистанционно-векторной маршрутизации который используется на компьютерная сеть для автоматизации маршрутизация решения и конфигурация. Протокол был разработан Cisco Systems как проприетарный протокол, доступный только на маршрутизаторах Cisco. Функциональность EIGRP была преобразована в открытый стандарт в 2013^[1] и был опубликован с информационным статусом как RFC  7868 в 2016 году.

EIGRP используется на маршрутизатор для обмена маршрутами с другими маршрутизаторами в том же автономная система. В отличие от других хорошо известных протоколов маршрутизации, таких как ПОКОЙСЯ С МИРОМ, EIGRP отправляет только дополнительные обновления, уменьшая рабочую нагрузку на маршрутизатор и объем данных, которые необходимо передать.

EIGRP заменил Протокол маршрутизации внутреннего шлюза (IGRP) в 1993 году. Одной из основных причин этого было изменение бесклассовый IPv4-адреса в протокол Интернета, который IGRP не может поддерживать.

Обзор

Почти все маршрутизаторы содержать таблица маршрутизации который содержит правила, по которым трафик перенаправляется в сети. Если маршрутизатор не содержит действительного пути к месту назначения, трафик отбрасывается. EIGRP - это динамическая маршрутизация протокол, по которому маршрутизаторы автоматически обмениваются информацией о маршруте. Это снижает нагрузку на администратор сети кому не нужно настраивать изменения в таблица маршрутизации вручную.

В добавок к таблица маршрутизации, EIGRP использует следующие таблицы для хранения информации:

• Таблица соседей: таблица соседей хранит запись IP-адреса из маршрутизаторы которые имеют прямое физическое соединение с этим маршрутизатором. Маршрутизаторы, которые подключены к этому маршрутизатору косвенно, через другой маршрутизатор, не записываются в этой таблице, поскольку они не считаются соседями.
• Таблица топологии: В таблице топологии хранятся маршруты, полученные из таблиц маршрутизации соседей. В отличие от таблицы маршрутизации, таблица топологии хранит не все маршруты, а только маршруты, определенные протоколом EIGRP. В таблице топологии также записываются метрики для каждого из перечисленных маршрутов EIGRP, возможного преемника и преемников. Маршруты в таблице топологии отмечены как «пассивные» или «активные». Пассивный означает, что протокол EIGRP определил путь для конкретного маршрута и завершил обработку. Активно указывает, что EIGRP все еще пытается вычислить лучший путь для определенного маршрута. Маршруты в таблице топологии не могут быть использованы маршрутизатором до тех пор, пока они не будут вставлены в таблицу маршрутизации. Таблица топологии никогда не используется маршрутизатор для пересылки трафика. Маршруты в таблице топологии не будут вставлены в таблицу маршрутизации, если они активны, являются возможными преемниками или имеют более высокий административное расстояние чем эквивалентный путь.^[2]

Информация в таблице топологии может быть вставлена ​​в таблица маршрутизации и затем может использоваться для пересылки трафика. Если сеть изменяется (например, физический канал выходит из строя или отключается), путь становится недоступным. Протокол EIGRP предназначен для обнаружения этих изменений и пытается найти новый путь к месту назначения. Старый путь, который больше не доступен, удаляется из таблицы маршрутизации. В отличие от большинства протоколов векторной маршрутизации на расстоянии, EIGRP не передает все данные в маршрутизаторе. таблица маршрутизации при внесении изменений, но будет передавать только те изменения, которые были внесены с момента последнего обновления таблицы маршрутизации. EIGRP не отправляет свою таблицу маршрутизации периодически, а будет отправлять данные таблицы маршрутизации только в случае фактического изменения. Это поведение больше соответствует протоколы маршрутизации по состоянию канала, поэтому EIGRP в основном считается гибридным протоколом.

Когда маршрутизатор запущенный EIGRP подключен к другому маршрутизатору, на котором также запущен EIGRP, обмен информацией происходит между двумя маршрутизаторами. Они образуют отношения, известные как смежность. В это время между обоими маршрутизаторами происходит обмен всей таблицей маршрутизации. После завершения обмена отправляются только дифференциальные изменения.

EIGRP часто считается гибридным протоколом, поскольку он также отправляет обновления состояния канала при изменении состояния канала.

особенности

EIGRP поддерживает следующие функции:^[3]

• Поддержка для Бесклассовая междоменная маршрутизация (CIDR) и маскирование подсети переменной длины. Маршруты не суммируются на границе класса сети, если не включено автоматическое суммирование.
• Поддержка для балансировки нагрузки о параллельных ссылках между сайтами.
• Возможность использовать разные пароли аутентификации в разное время.
• MD5 и SHA-2 аутентификация между двумя маршрутизаторами.
• Отправляет изменения топологии, а не отправляет всю таблицу маршрутизации при изменении маршрута.
• Периодически проверяет, доступен ли маршрут, и распространяет изменения маршрутизации на соседние маршрутизаторы, если произошли какие-либо изменения.
• Работает отдельно маршрутизация процессы для протокол Интернета (IP), IPv6, IPX и AppleTalk, за счет использования протокольно-зависимые модули (ДПМ).
• Обратная совместимость с протоколами маршрутизации IGRP.^[4]

Конфигурация

Пример Cisco IOS

Пример настройки EIGRP на маршрутизаторе Cisco IOS для частная сеть. Версия 0.0.15.255 подстановочный знак в этом примере указывает на подсеть с максимумом 4094 хоста - это побитовое дополнение из маска подсети 255.255.240.0. В нет авто-сводки команда предотвращает автоматический обобщение маршрута на границах классов, что в противном случае привело бы к возникновению петель маршрутизации в несмежных сетях.

 Маршрутизатор # настроить терминал Маршрутизатор (config) # router eigrp 1 Router (config-router) # network 10.201.96.0 0.0.15.255 Router (config-router) # no auto-summary Router (config-router) # exit

Технические подробности

EIGRP - это вектор расстояния и состояние соединения протокол маршрутизации который использует алгоритм диффузного обновления (ДВОЙНОЙ) (на основе работы от SRI International ) для повышения эффективности протокола и предотвращения ошибок вычислений при попытке определить лучший путь к удаленная сеть. EIGRP определяет значение пути, используя пять показателей: пропускная способность, нагрузка, задержка, надежность и MTU.^[2] EIGRP использует пять различных сообщений для связи со своими соседними маршрутизаторами. Сообщения EIGRP - это Hello, Update, Query, Reply и Acknowledgment.^[5]

Информация о маршрутизации EIGRP, передаваемая маршрутизатору от другого маршрутизатора в той же автономной системе, имеет значение по умолчанию. административное расстояние из 90. Информация о маршрутизации EIGRP, полученная от маршрутизатора с поддержкой EIGRP за пределами автономной системы, имеет значение по умолчанию административное расстояние из 170.^[6]

EIGRP не работает с Протокол управления передачей (TCP) или Протокол пользовательских датаграмм (UDP). Это означает, что EIGRP не использует номер порта для определения трафика. Скорее, EIGRP разработан для работы поверх уровня 3 (т.е. протокола IP). Поскольку протокол EIGRP не использует TCP для связи, он реализует протокол Cisco Надежный транспортный протокол (RTP), чтобы гарантировать полную доставку обновлений маршрутизатора EIGRP всем соседям.^[7][8] Надежный транспортный протокол также содержит другие механизмы для максимальной эффективности и поддержки. многоадресная передача.^[3] EIGRP использует 224.0.0.10 в качестве адреса многоадресной рассылки и номер протокола 88.^[3]

Протокол дистанционно-векторной маршрутизации

Cisco Systems теперь классифицирует EIGRP как протокол маршрутизации с вектором расстояния, но обычно это протокол гибридной маршрутизации.^[4][9] Хотя EIGRP - это расширенный протокол маршрутизации, который сочетает в себе многие функции протоколов маршрутизации по состоянию канала и вектора расстояния, протокол EIGRP DUAL алгоритм содержит множество функций, которые делают его скорее протоколом маршрутизации с вектором расстояния, чем протоколом маршрутизации по состоянию канала.^[9][10] Несмотря на это, EIGRP имеет много отличий от большинства других протоколов маршрутизации с вектором расстояния, в том числе:^[11]

• использование явных пакетов приветствия для обнаружения и поддержания смежности между маршрутизаторами.
• использование надежного протокола для передачи обновлений маршрутизации.
• использование условия выполнимости для выбора пути без петель.
• использование распределенных вычислений для вовлечения затронутой части сети в вычисление нового кратчайшего пути.

Составные и векторные показатели EIGRP

EIGRP связывает шесть различных векторных метрик с каждым маршрутом и учитывает только четыре из векторных метрик при вычислении составной метрики:

 Router1 # показать топологию ip eigrp 10.0.0.1[12] 255.255.255.255 Запись топологии IP-EIGRP для состояния 10.0.0.1/32 - пассивное, флаг источника запроса - 1, 1 последователь (ы), FD - 40640000 Блоки дескриптора маршрутизации: 10.0.0.1 (Serial0 / 0/0), начиная с 10.0 .0.1, флаг отправки - 0x0 Составная метрика - (40640000/128256), Маршрут - метрика внутреннего вектора: минимальная полоса пропускания - 64 Кбит Общая задержка - 25000 микросекунд Надежность - 255/255 Нагрузка - 197/255 Минимальное значение MTU - 576 Число переходов - 2

Пропускная способность

Минимальная пропускная способность (в килобитах в секунду) на пути от маршрутизатора до сети назначения.

Загрузить

Число от 1 до 255; 255 в насыщении

Общая задержка

Задержка в 10 микросекунд на пути от маршрутизатора до сети назначения

Надежность

Число от 1 до 255; 255 - самый надежный

MTU

Минимальный путь Максимальный блок передачи (MTU) (никогда не используется при расчете показателей)

Количество хмеля

Количество маршрутизаторов, через которые проходит пакет при маршрутизации в удаленную сеть, используется для ограничения EIGRP AS. EIGRP поддерживает счетчик переходов для каждого маршрута, однако он не используется при вычислении метрики. Он проверяется только на соответствие предопределенному максимуму на маршрутизаторе EIGRP (по умолчанию он установлен на 100 и может быть изменен на любое значение от 1 до 255). Маршруты с числом переходов выше максимального будут объявляться маршрутизатором EIGRP как недоступные.

Метрика маршрутизации

Расчет метрики составной маршрутизации использует пять параметров, так называемые значения K, от K1 до K5. Они действуют как множители или модификаторы при вычислении составной метрики. K1 не равно пропускной способности и т. Д.

По умолчанию при запуске EIGRP на маршрутизаторе учитываются только общая задержка и минимальная полоса пропускания, но администратор может включить или отключить все значения K по мере необходимости для учета других векторных метрик.

В целях сравнения маршрутов они объединяются во взвешенную формулу для получения единой общей метрики:

${\displaystyle {\bigg [}{\bigg (}K_{1}\cdot {\text{Bandwidth}}_{E}+{\frac {K_{2}\cdot {\text{Bandwidth}}_{E}}{256-{\text{Load}}}}+K_{3}\cdot {\text{Delay}}_{E}{\bigg )}\cdot {\frac {K_{5}}{K_{4}+{\text{Reliability}}}}{\bigg ]}\cdot 256}$

где различные константы (${\displaystyle K_{1}}$ через ${\displaystyle K_{5}}$) может быть настроен пользователем для получения различного поведения. Важный и неинтуитивный факт: если ${\displaystyle K_{5}}$ установлен на ноль, член ${\displaystyle {\tfrac {K_{5}}{K_{4}+{\text{Reliability}}}}}$ не используется (т.е. принимается за 1).

По умолчанию ${\displaystyle K_{1}}$ и ${\displaystyle K_{3}}$ быть установленным в 1, а остальные в ноль, эффективно уменьшая приведенную выше формулу до ${\displaystyle ({\text{Bandwidth}}_{E}+{\text{Delay}}_{E})\cdot 256}$.

Очевидно, что эти константы должны иметь одно и то же значение на всех маршрутизаторах в системе EIGRP, или постоянное петли маршрутизации может привести. Маршрутизаторы Cisco, работающие с EIGRP, не будут формировать смежность EIGRP и будут жаловаться на несоответствие K-значений, пока эти значения не станут идентичными на этих маршрутизаторах.

EIGRP масштабирует интерфейс Пропускная способность и Задержка значения конфигурации со следующими расчетами:

${\displaystyle {\text{Bandwidth}}_{E}}$ = 10⁷ / Стоимость пропускная способность команда интерфейса

${\displaystyle {\text{Delay}}_{E}}$ = Стоимость задержка команда интерфейса

На маршрутизаторах Cisco полоса пропускания интерфейса - это настраиваемый статический параметр, выраженный в килобитах в секунду (установка этого параметра влияет только на расчет метрики, но не на фактическую полосу пропускания линии). Делим значение 10⁷ кбит / с (то есть 10 Гбит / с) по значению инструкции полосы пропускания интерфейса дает результат, который используется во взвешенной формуле. Задержка интерфейса - это настраиваемый статический параметр, выражаемый в десятках микросекунд. EIGRP принимает это значение напрямую, без масштабирования во взвешенную формулу. Однако различные шоу команды отображают задержку интерфейса в микросекундах. Следовательно, если задано значение задержки в микросекундах, оно должно быть сначала разделено на 10, прежде чем использовать его во взвешенной формуле.

IGRP использует ту же базовую формулу для вычисления общей метрики, с той лишь разницей, что в IGRP формула не содержит коэффициента масштабирования 256. Фактически, этот коэффициент масштабирования был введен как простое средство для обеспечения обратной совместимости между EIGRP и IGRP : В IGRP общая метрика представляет собой 24-битное значение, тогда как EIGRP использует 32-битное значение для выражения этой метрики. Умножая 24-битное значение на коэффициент 256 (фактически сдвигая его на 8 бит влево), значение расширяется до 32 бит, и наоборот. Таким образом, перераспределение информации между EIGRP и IGRP включает простое деление или умножение значения метрики на коэффициент 256, что выполняется автоматически.

Возможный преемник

Возможный преемник для конкретного пункта назначения - это маршрутизатор следующего перехода, который гарантированно не является частью петля маршрутизации. Это условие проверяется тестированием условие выполнимости.

Таким образом, каждый преемник также является вероятным преемником. Однако в большинстве ссылок на EIGRP термин возможный преемник используется для обозначения только тех маршрутов, которые обеспечивают путь без петель, но не являются преемниками (т.е. они не обеспечивают наименьшее расстояние). С этой точки зрения, для достижимого пункта назначения всегда есть по крайней мере один преемник, однако возможных преемников может не быть.

Возможный преемник обеспечивает рабочий маршрут к тому же пункту назначения, но с большим расстоянием. В любое время маршрутизатор может отправить пакет в пункт назначения, помеченный как «Пассивный», через любого из своих преемников или возможных преемников, не предупреждая их в первую очередь, и этот пакет будет доставлен должным образом. Возможные преемники также записываются в таблицу топологии.

Возможный преемник эффективно обеспечивает резервный путь на случай, если существующие преемники станут недоступны. Кроме того, при выполнении балансировки нагрузки с неравной стоимостью (балансировка сетевого трафика обратно пропорциональна стоимости маршрутов) возможные преемники используются в качестве следующих переходов в таблице маршрутизации для назначения с балансировкой нагрузки.

По умолчанию общее количество преемников и возможных преемников для пункта назначения, хранящегося в таблице маршрутизации, ограничено четырьмя. Этот предел можно изменить в диапазоне от 1 до 6. В более поздних версиях Cisco IOS (например, 12.4) этот диапазон составляет от 1 до 16.

Активное и пассивное состояние

Пункт назначения в таблице топологии может быть отмечен как пассивный или активный. Пассивное состояние - это состояние, когда маршрутизатор идентифицировал преемника (ей) для пункта назначения. Пункт назначения изменится на активный состояние, когда текущий преемник больше не удовлетворяет условие выполнимости и для этого пункта назначения не определены возможные преемники (т.е. отсутствуют резервные маршруты). Пункт назначения возвращается с активный к пассивный когда маршрутизатор получил ответы на все запросы, которые он отправил своим соседям. Обратите внимание, что если преемник перестает удовлетворять условию выполнимости, но есть хотя бы один доступный возможный преемник, маршрутизатор будет продвигать возможного преемника с наименьшим общим расстоянием (расстояние, указанное возможным преемником, плюс стоимость связи с этим соседом ) новому преемнику, и пункт назначения останется в пассивный штат.

Условие выполнимости

Условие выполнимости является достаточным условием отсутствия петель в сети с маршрутизацией EIGRP. Он используется для выбора преемников и возможных преемников, которые гарантированно находятся на маршруте без петель к пункту назначения. Его упрощенная формулировка поразительно проста:

Если для пункта назначения соседний маршрутизатор объявляет расстояние, которое строго меньше нашего допустимого расстояния, то этот сосед находится на маршруте без петель к этому пункту назначения.

или другими словами,

Если для пункта назначения соседний маршрутизатор сообщает нам, что он находится ближе к пункту назначения, чем мы когда-либо были, то этот сосед находится на маршруте без петель к этому пункту назначения.

Важно понимать, что это условие достаточное, а не необходимое. Это означает, что соседи, которые удовлетворяют этому условию, гарантированно находятся на пути без петель к некоторому пункту назначения, однако на пути без петель могут быть и другие соседи, которые не удовлетворяют этому условию. Однако такие соседи не обеспечивают кратчайший путь к пункту назначения, поэтому их неиспользование не приводит к значительному ухудшению функциональности сети. Эти соседи будут повторно оценены на предмет возможного использования, если маршрутизатор перейдет в активное состояние для этого пункта назначения.

Балансировка нагрузки с неравной стоимостью пути

EIGRP обеспечивает балансировку нагрузки на путях с разной стоимостью. Множитель, называемый дисперсией, используется для определения путей, которые необходимо включить в балансировку нагрузки. По умолчанию для дисперсии установлено значение 1, что означает балансировку нагрузки на путях с одинаковой стоимостью. Максимальная дисперсия - 128. Минимальная метрика маршрута умножается на значение дисперсии. Каждый путь с метрикой, меньшей, чем результат, используется при балансировке нагрузки.^[13]

Благодаря функции балансировки нагрузки с неравной стоимостью пути на EIGRP, OSPF протокол не может спроектировать сеть с помощью балансировки нагрузки с неравной стоимостью пути. Что касается функции балансировки нагрузки при неравных затратах на пути при использовании в отрасли, то дизайн сети может быть гибким с управлением трафиком.

EIGRP и совместимость с другими поставщиками

Cisco опубликовала подробную информацию о проприетарном протоколе маршрутизации EIGRP в RFC в попытке помочь компаниям, сети которых работают в среде с несколькими поставщиками. Протокол описан в RFC  7868. EIGRP был разработан 20 лет назад, но до сих пор остается одним из основных протоколов маршрутизации Cisco из-за предполагаемого юзабилити и масштабируемость по сравнению с другими протоколы.^[14][15]

Cisco заявила, что EIGRP является открытый стандарт но они не учитывают некоторые основные детали в RFC определение, которое делает совместимость сложно настроить между маршрутизаторами разных производителей при использовании протокола.

использованная литература

1. Cisco Systems (2013 г.), Расширенный протокол внутренней маршрутизации шлюза (EIGRP) Информационный RFC Часто задаваемые вопросы, дата обращения 14 сентября 2013
2. Cisco Systems (2012 г.), Расширенные метрики протокола маршрутизации внутреннего шлюза (EIGRP), дата обращения 14 марта 2014.
3. Информационный документ Cisco по обучению, Global Knowledge Training LLC, 2013 г., архивировано с оригинал 15 октября 2013 г., получено 17 сентября 2013
4. Введение в EIGRP. Cisco. Проверено 30 мая 2014.
5. «Типы сообщений EIGRP».
6. Cisco Systems (2013 г.), Что такое административная дистанция?, дата обращения 14 сентября 2013
7. «RTP в EIGRP». Пакетная жизнь. 2009-01-17.
8. Шамим, Азиз, Лю, Мартей 2002, Устранение неполадок IP-протоколов, Cisco Press USA, по состоянию на 23 ноября 2013 г., <https://books.google.com/books?id=fzBOZDGBDDgC&lpg=PA214&ots=eyWtKIr1dc&dq=reliable%20transport%20protocol%20eigrp&pg=PA214#v=onepage&q=reliable%20transport%20rptocol20protocol >
9. Практические занятия CCIE, Том I | Глава 11. Гибрид: усовершенствованный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (EIGRP) В архиве 2014-04-26 в Wayback Machine. InformIT (13.06.2008). Проверено 30 мая 2014.
10. Ашраф, Мухаммад Ирфан и др. "Сравнительный анализ состояния канала и протоколов гибридной маршрутизации В архиве 2013-11-09 в Wayback Machine "
11. Олбрайсон, Р., Гарсия-Луна-Асевес, Дж. Дж. И Бойл, Дж. (1994, май). EIGRP - протокол быстрой маршрутизации, основанный на векторах расстояния. В Proc. Networld / Interop (том 94, стр. 136-147).
12. «Что такое IP-адрес 10.0.0.1? И как войти в 10.0.0.1?». 10.0.0.0.1 Консорциум. 2018-03-02. В архиве из оригинала 2018-03-03. Получено 2018-03-03.
13. Как работает балансировка нагрузки (дисперсия) с неравной стоимостью пути в IGRP и EIGRP Cisco. Проверено 24 марта 2017 г.
14. Cisco Systems (2013 г.), Расширенный протокол внутренней маршрутизации шлюза (EIGRP) Информационный RFC Часто задаваемые вопросы, дата обращения 14 сентября 2013
15. «Расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза». CISCO. Получено 2017-09-02.

• Cisco Systems (2005-09-09), Расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза, Идентификатор документа 16406, получено 2008-04-27.
• Cisco Systems (нет данных), Справочник по межсетевым технологиям: расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (EIGRP), получено 2008-04-27.
• Cisco Systems (2005-08-10), Введение в EIGRP, Идентификатор документа 13669, получено 2008-04-27.
• Ламмл, Тодд (2007), CCNA Cisco Certified Network Associate Учебное пособие (Шестое изд.), Индианаполис, Индиана: Wiley Publishing, ISBN  978-0-470-11008-9.
• Cisco Systems (2013-02-18), Информационный проект EIGRP, номер RFC еще не присвоен, получено 2013-02-18.

внешние ссылки

• «Введение в EIGRP». Cisco Systems. 2005-08-10.