Лекция 12: Особенности протоколов вектора расстояния

12.2. 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. Административное расстояние EIGRP равно 90 (см. таблицу 11.2). Протокол EIGRP применяется внутри автономных систем (АС), в которых группы маршрутизаторов разделяют маршрутную информацию (см. рис. 9.1).

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

При формировании маршрутов протокол EIGRP задействует 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, касающейся только изменений в сети, и с ограниченным (bounded) числом тех маршрутизаторов, которые затрагивают эти 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 кратчайший маршрут к устройству назначения. Значение метрики определяет желательность маршрута. Метрика протокола EIGRP учитывает целый ряд параметров. Алгоритм DUAL-протокола рассчитывает значение метрики для каждого пути через сеть. Меньшее число указывает лучший маршрут. Полоса пропускания и задержка являются статическими параметрами, они остаются неизменными для каждого интерфейса, пока не будет перестроена сеть или реконфигурирован маршрутизатор. Параметры загрузка и надежность являются динамическими, поэтому могут рассчитываться маршрутизатором для каждого интерфейса в реальном времени.

Чем больше факторов, которые составляют метрику, тем больше гибкость, чтобы учитывать особенности сети. По умолчанию протокол EIGRP использует статические параметры полосы пропускания и задержки, чтобы вычислить значение метрики. Но при вычислении метрики могут также оцениваться 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 и 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 k 1= k3 = 1 и k2 = k4 = k5 = 0, при этом метрика EIGRP вычисляется следующим образом:

При вычислении значения метрики полоса пропускания задается в Кбит/с, а суммарная задержка – в мкс. Задержка определяется типом выходного интерфейса маршрутизатора и технологией среды передачи данных. Задержка интерфейсов Fast Ethernet 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 и суммарной задержкой всех выходных интерфейсов маршрутизаторов.

Например, если сообщение передается с узла локальной сети через интерфейс Fast Ethernet 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 40 10⁶, а при скорости 128 кбит/с – 20 10⁶. По умолчанию на соединениях задана либо скорость 128 Кбит/с, либо скорость Е1 или Т1.

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

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

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

Заголовок пакета EIGRP располагается следом за заголовком IP-пакета и содержит код типа пакета и 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 маске 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 и 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:

1. Hello.
2. Update.
3. Acknowledgment.
4. Query.
5. Replay.

Hello -пакеты используются, чтобы поддерживать отношения смежности (adjacency) между соседними устройствами. Они передаются периодически с использованием многоадресного режима (адрес 224.0.0.10) и без подтверждения доставки. В большинстве случаев период рассылки Hello- пакетов составляет 5 с. Если в течение утроенного периода времени рассылки Hello-пакеты не будут получены, это будет означать, что связь с устройством потеряна. Результатом обмена Hello-пакетами является построение таблицы соседних устройств (Neighbor Table). Таблицу соседних устройств, например, маршрутизатора R_B ( рис. 12.1), можно посмотреть по команде

R_В#show ip eigrp neighbors
IP-EIGRP neighbors for process 1
H Address Interface Hold Uptime SRTT RTO Q Seq
                            (sec) (ms) Cnt Num
0 200.5.5.1 Ser1/2 10 00:01:09 40 500 0 12
1 200.5.5.6 Ser1/1 11 00:01:09 40 500 0 17

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 рассылается не периодически, а только по мере возникновения изменений в сети. Пакеты могут рассылаться в одноадресном (unicast) или многоадресном (multicast) 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 маршрутов, свободных от маршрутных петель (loop-free).