Днес ще започнем изучаването на протокола EIGRP, който заедно с изучаването на OSPF е една от най-важните теми в курса CCNA.
По-късно ще се върнем към раздел 2.5, а сега веднага след раздел 2.4 ще преминем към раздел 2.6 "Конфигуриране, проверка и отстраняване на проблеми с EIGRP по протокол IPv4 (с изключение на удостоверяване, филтриране, ръчно сумиране, преразпределение и конфигурация stub)."
Днес ще имаме въведителен урок, на който ще ви разкажа за концепцията на усъвършенствания вътрешен протокол за маршрутизиране EIGRP, а в следващите два урока ще разгледаме конфигурирането и отстраняването на проблеми с работата на този протокол. Но първо искам да ви кажа следното.
През последните няколко урока изучавахме OSPF. Сега искам да си припомните, че когато преди много месеци изучавахме протокола RIP, говорихме за маршрутни цикли и технологии, предотвратяващи зациклянето на трафика. Как може да се предотврати появата на маршрутни цикли при използване на OSPF? Може ли за тази цел да се използват методи като "отравяне на маршрута" или "разделен хоризонт"? Това са въпроси, на които трябва да отговорите сами. Можете да използвате други тематични ресурси, но намерете отговори на тези въпроси. Искам да се научите да намирате отговори сами, работейки с различни източници, и ви моля да оставяте коментарите си под това видео, за да видя колко от моите ученици са се справили с тази задача.
Какво е EIGRP? Това е хибриден протокол за маршрутизиране, който комбинира полезните функции както на дистанционно-векторния протокол, какъвто е RIP, така и на протокола за проследяване на състоянието на канала, какъвто е OSPF.
EIGRP е собствен протокол на Cisco, който беше предоставен за общо ползване през 2013 година. От протокола за проследяване на състоянието на канала той взема алгоритъм за установяване на съседство, за разлика от RIP, който не създава съседства. RIP също обменя таблици с маршрути с други участници в протокола, но OSPF първо формира съседство, преди да започне такъв обмен. EIGRP работи по същия начин.
Протокол RIP извършва периодични актуализации на цялата таблица за маршрутизиране на всеки 30 секунди и разпраща информация за всички интерфейси и маршрути на своите съседи. EIGRP не извършва периодично пълно актуализиране на информацията, а използва концепцията за изпращане на Hello съобщения, както прави OSPF. На всеки няколко секунди изпраща Hello, за да се увери, че съседят все още е „жив“.
В отличие от дистанционно-векторния протокол, който изследва цялата топология на мрежата, преди да вземе решение за формиране на маршрут, EIGRP, подобно на RIP, създава маршрути на базата на слухове. Когато казвам „слухове“, имам предвид, че когато съседят съобщава нещо, EIGRP го приема безусловно. Например, ако съседят казва, че знае как да достигне 10.1.1.2, EIGRP му вярва, без да пита: „Откъде знаеш? Разкажи ми за топологията на цялата мрежа!“.
До 2013 година, ако сте използвали само инфраструктура на Cisco, можете да ползвате EIGRP, тъй като този протокол беше създаден през 1994 година. Въпреки това много компании, даже работещи с оборудване на Cisco, не желаеха да използват този протокол. Според мен, днес EIGRP е най-добрият протокол за динамично маршрутизиране, тъй като е много по-лесен за използване, но хората все още предпочитат OSPF. Мисля, че това е свързано с нежеланието им да се „привързват“ към продуктите на Cisco. Но Cisco направи този протокол обществено достъпен, тъй като той поддържа мрежово оборудване на трети производители, например, Juniper, и ако се свържете с компания, която не използва оборудване на Cisco, няма да имате никакви проблеми.
Нека направим кратък обзор на историята на мрежовите протоколи.
Протоколът RIPv1, появил се през 80-те години, имаше редица ограничения, като максималният брой хопове, равен на 16, поради което не можеше да осигури маршрутизация в обширни мрежи. По-късно беше разработен вътрешен протокол за маршрутизиране на шлюза IGRP, който беше значително по-добър от RIP. Въпреки това, той по-скоро беше дистанционно-векторен протокол, отколкото протокол за състояние на връзките. В края на 80-те години се появи отвореният стандарт – протоколът за проследяване на състоянието на връзките OSPFv2 за протокола IPv4.
В началото на 90-те години Cisco реши, че протоколът IGRP трябва да бъде усъвършенстван и издаде подобрения вътрешен протокол за маршрутизиране EIGRP. Той беше много по-ефективен от OSPF, тъй като комбинираше черти от RIP и OSPF. Когато започнем да го изучаваме, ще се уверите, че настройването на EIGRP е много по-лесно, отколкото на OSPF. Cisco се стремеше да създаде протокол, който да осигури максимално бърза конвергенция на мрежата.
В края на 90-те години излезе обновена безкласова версия на протокола RIPv2. През 2000-те години се появиха третата версия на OSPF, RIPng и EIGRPv6, които поддържат протокола IPv6. Светът постепенно се приближава към пълен преход към IPv6, а разработчиците на маршрутизиращи протоколи искат да бъдат готови за това.
Ако помните, изучавахме, че при избора на оптимален маршрут, RIP, като дистанционно-векторен протокол, се ръководи само от един критерий - минималното количество хопове или минималното разстояние до целевия интерфейс. Така, рутерът R1 ще избере директен маршрут към рутера R3, независимо от факта, че скоростта по този маршрут е 64 kbit/s - многократно по-малка от скоростта на маршрута R1-R2-R3, равна на 1544 kbit/s. Протоколът RIP ще сметне медления маршрут с една хопка за оптимален, вместо бързия маршрут с две хопки.
OSPF ще проучи цялата топология на мрежата и ще вземе решение за свързването с рутер R3 да използва маршрута през рутер R2, тъй като той е по-бърз. Докато RIP използва броя на хоповете за своя метрика, OSPF се основава на цената, която в повечето случаи е пропорционална на пропускната способност на канала.
EIGRP също се ориентира по цената на маршрута, но неговата метрика е много по-сложна от тази на OSPF и се основава на множество фактори, включително пропускната способност (Bandwidth), закъснението (Delay), надеждността (Reliability), натоварването (Loading) и максималния размер на пакета (MTU). Например, ако някой възел бъде натоварен повече от останалите, EIGRP ще анализира натоварването на целия маршрут и ще избере друг възел с по-малко натоварване.
В курса CCNA ще вземем предвид само такива фактори за формиране на метриката, като Bandwidth и Delay, именно те ще бъдат използвани от формулата на метриката.
Протоколът RIP, базиран на дистанционно-векторна техника, използва две понятия: разстояние и посока. Ако имаме 3 рутера и един от тях е свързан към мрежа 20.0.0.0, изборът ще се осъществява по разстоянието – хоповете, в този случай 1 хоп, и по посоката, тоест по кой път – горен или долен – да се изпраща трафикът.
Освен това, RIP използва периодично обновление на информацията, изпращайки пълна таблица за маршрутизиране из цялата мрежа на всеки 30 секунди. Това обновление изпълнява 2 функции. Първата е самото обновление на таблицата за маршрутизиране, а втората – проверка на жизнеспособността на съседа. Ако устройството не получи отговорно обновление на таблицата или нова информация за маршрута от съседа в рамките на 30 сек, то разбира, че маршрутът към съседа вече не може да се използва. Рутерът изпраща обновление на всеки 30 секунди, за да провери дали съседът е все още „жив“ и дали маршрутът все още е валиден.
Както казах, за предотвратяване на маршрутизиращи цикли се използва технологията Split Horizon. Това означава, че обновлението не се изпраща обратно към интерфейса, от който е дошло. Втората технология за предотвратяване на цикли е Route Poison. Ако връзката с илюстрираната в картинката мрежа 20.0.0.0 е прекъсната, рутерът, към който е била свързана, изпраща на съседите „отровен маршрут“, в който уведомява, че тази мрежа сега е достъпна на 16 хопа, т.е. практически недостъпна. По този начин работи протоколът RIP.
Как работи EIGRP? Ако помните от уроците за OSPF, този протокол изпълнява три функции: установява съседство, с помощта на LSA актуализира базата LSDB в съответствие с промените в топологията на мрежата и изгражда таблица за маршрутизиране. Установяването на съседство е доста сложна процедура, използваща множество параметри. Например, проверка и промяна на състоянието на връзката 2WAY – някои връзки остават в състояние на двустранна връзка, докато други преминават в състояние FULL. За разлика от OSPF, в протокола EIGRP такова нещо не се случва – той проверява само 4 параметъра.
Както и OSPF, този протокол изпраща съобщение Hello на всеки 10 секунди, съдържащо 4 параметъра. Първият е критерий за аутентификация, ако е предварително настроен. Всички устройства, с които се установява съседство, трябва да имат еднакви параметри за аутентификация.
Вторият параметър служи за проверка на принадлежността на устройствата към една автономна система, тоест за установяване на съседство по протокола EIGRP, и двете устройства трябва да имат еднакъв номер на автономната система. Третият параметър служи за проверка на това, че съобщенията Hello се изпращат от един и същ IP адрес на източника Source IP.
Четвъртият параметър се използва за проверка на съвпадението на променливите коефициенти K-Values. Протоколът EIGRP използва 5 такива коефициента от K1 до K5. Ако помните, при стойност K=0 параметрите се игнорират, а ако K=1, параметрите се използват във формулата за изчисление на метриката. Така че стойностите K1-5 за различни устройства трябва да съвпадат. В курса CCNA ще приемем стойностите на тези коефициенти по подразбиране: K1 и K3 равни на 1, а K2, K4 и K5 равни на 0.
И така, ако тези 4 параметъра съвпадат, EIGRP установява отношения на съседство и устройствата добавят едно друго в таблицата на съседите. След това се извършват промени в таблицата на топологията.
Всички съобщения Hello се изпращат на мултикастовия IP адрес 224.0.0.10, а актуализациите, в зависимост от настройките, се изпращат на юникастови адреси на съседите или на мултикастовия адрес. Тази актуализация не се извършва по UDP или TCP, а използва друг протокол, наречен RTP, Reliable Transport Protocol, или „транспортен протокол за надеждност“. Този протокол проверява дали съседът е получил актуализацията и, както подсказва името му, основната му функция е да осигури надеждност на комуникацията. Ако актуализацията не достига до съседа, предаването ще се повтаря, докато той не я получи. В OSPF механизмът за проверка на устройството получател липсва, поради което системата не знае дали съседните устройства са получили актуализацията или не.
Ако помните, RIP изпраща актуализация на пълната топология на мрежата на всеки 30 секунди. EIGRP прави това само ако в мрежата е появило ново устройство или е настъпила някаква промяна. Ако е променена топологията на подсет, протоколът ще разпространи актуализация, но не на цялата таблица с топология, а само на записа с тази промяна. Ако е променена някоя подсет, ще бъде актуализирана само нейната топология. Това изглежда като частична актуализация, която се извършва, когато е необходимо.
Както е известно, OSPF разпространява LSA на всеки 30 минути, независимо дали в мрежата са настъпили някакви промени. EIGRP няма да изпраща никакви актуализации за дълъг период от време, докато в мрежата не настъпи някаква промяна. Поради това EIGRP е много по-ефективен от OSPF.
След като рутерите обменят пакети с актуализации, идва третият етап – формирането на таблицата с маршрути на основата на метрика, която се изчислява по формулата, показана на изображението. Тя изчислява разходите и в зависимост от тези разходи взема решение.
Представете си, че R1 е изпратил Hello на рутера R2, а той е изпратил Hello на рутера R1. Ако всички параметри съвпадат, рутерите създават таблица със съседите. В тази таблица R2 записва записа за рутера R1, а R1 създава запис за R2. След това рутерът R1 изпраща актуализация в свързаната мрежа 10.1.1.0/24. В таблицата с маршрути това изглежда като информация за IP адреса на мрежата, интерфейса на рутера, който я свързва, и разходите за маршрута през този интерфейс. Ако помните, разходът на EIGRP е 90, а след това се посочва стойността на разстоянието Distance value, за която ще говорим по-късно.
Пълната формула за метрика изглежда много по-сложна, тъй като включва стойности на коефициентите К и различни преобразувания. На сайта на Cisco е представен пълният вид на формулата, но ако направите замяна на стойностите на коефициентите по подразбиране, тя ще се преобразува в по-прост вид – метриката ще бъде равна на (bandwidth + Delay) * 256.
Ние ще използваме именно такъв опростен вид формула за изчисляване на метрика, където капацитетът в килобити е равен на 107, разделено на най-ниския капацитет на всички интерфейси, водещи към мрежата на предназначение least-bandwidth, а забавянето cumulative-delay – е сумарното закъснение в десетки микрони на всички интерфейси, водещи към мрежата на предназначение.
При изучаване на EIGRP, трябва да усвоим четири определения: Feasible Distance (възможно разстояние), Reported Distance (обявено разстояние), Successor (съседен рутер с най-ниска цена на пътя към мрежата на предназначение) и Feasible Successor (резервен съседен рутер). За да разберем какво означават, разгледайте следната топология на мрежата.
Започваме с изграждането на рутинг таблица R1 с цел да изберем най-добрия маршрут към мрежата 10.1.1.0/24. До всяко от устройствата е посочен капацитетът в кбит/с и закъснението в мс. Използваме интерфейси GigabitEthernet с капацитет 100 мбит/с, или 1000000 кбит/с, интерфейси FastEthernet на 100000 кбит/с, Ethernet на 10000 кбит/с и сериен интерфейс на 1544 кбит/с. Тези стойности могат да бъдат установени, ако прегледате в настройките на рутера характеристиките на съответстващите физически интерфейси.
Капацитетът на серийните интерфейси по подразбиране е 1544 кбит/с, и дори ако разполагате с линия от 64 кбит/с, капацитетът все още ще бъде 1544 кбит/с. Затова като мрежов администратор трябва да се уверите, че използвате правилната стойност за bandwidth. За конкретен интерфейс, тя може да бъде зададена с командата bandwidth, а с помощта на командата delay можете да промените стойността на закъснението по подразбиране. Не трябва да се притеснявате относно стойностите на bandwidth по подразбиране за интерфейсите GigabitEthernet или Ethernet, но бъдете внимателни при избора на скоростта на линията, ако използвате серийни интерфейси.
Обърнете внимание, че на тази схема закъснението е обозначено сякаш в милисекунди ms, но всъщност това са микросекунди, просто нямам буква μ за правилно обозначаване на микросекунди μs.
Обърнете внимание на следното обстоятелство. Ако въведете командата show interface g0/0, системата ще покаже закъснението в десетки микросекунди, а не просто в микросекунди.
Подробно ще разгледаме този въпрос в следващото видео, посветено на настройките на EIGRP. Засега запомнете, че при замяната на стойностите на забавата във формулата 100 μs схемата се превръща в 10, тъй като формулата използва десетки микросекунди, а не единици.
На схемата ще обознача интерфейсите с червени точки, към които се отнасят показаните пропускни способности и закъснения.
На първо място трябва да определим възможното разстояние Feasible Distance. Това е метрика FD, която се изчислява по формула. За сегмента от R5 до външната мрежа трябва да разделим 107 на 106, в резултат получаваме 10. След това към тази стойност bandwidth трябва да добавим забавата, равна на 1, защото имаме 10 микросекунди, тоест един десятък. Получената стойност 11 трябва да умножим по 256, така че метриката ще бъде 2816. Това е стойността на FD за този сегмент на мрежата.
Тази стойност рутер R5 ще изпрати на рутер R2, като за R2 тя ще стане обявеното разстояние Reported Distance, т.е. величината, която му е съобщил съсед. Така обявеното разстояние RD за всички останали устройства ще бъде равно на възможното разстояние FD на устройството, което ви го е съобщило.
Рутер R2 извършва изчисления на FD по своите данни, т.е. дели 107 на 105 и получава 100. След това добавя към тази стойност сумата на забавите по маршрута до външната мрежа: забавата на R5, равна на един десятък микросекунди, и собствената му забавя, равна на десет десятъка. Общото забавяне ще бъде 11 десятъка микросекунди. Добавяме го към получените сто и получаваме 111, умножаваме тази величина по 256 и получаваме стойност FD=28416. По подобен начин действува рутер R3, получавайки след изчисленията стойност FD=281856. Рутер R4 изчислява стойност FD=3072 и я предава на R1 като RD.
Обърнете внимание, че рутерът R1 при изчисляването на FD вмъква в формулата не своята пропускна способност 1000000 кбит/с, а по-малката пропускна способност на рутера R2, която е 100000 кбит/с, защото в формулата винаги се използва минималната пропускна способност на интерфейса, водещ до целевата мрежа. В този случай по пътя към мрежата 10.1.1.0/24 се намират рутерите R2 и R5, но тъй като пропускната способност на петия рутер е по-голяма, в формулата се вмъква най-малката стойност на пропускната способност на рутера R2. Общото закъснение по пътя R1-R2-R5 е 1+10+1 (десятки) = 12, представената пропускна способност е равна на 100, а сумата на тези числа, умножена по 256, ще даде стойността FD=30976.
И така, всички устройства изчислиха FD на своите интерфейси и рутерът R1 има 3 маршрута, водещи до целевата мрежа. Това са маршрутите R1-R2, R1-R3 и R1-R4. Рутерът избира минималната стойност на възможното разстояние FD, което е 30976 – това е маршрутът към рутера R2. Този рутер става Successor, или "преемник". В таблицата за маршрутизация е посочен също Feasible Successor (резервен преемник) – това означава, че в случай на прекъсване на връзката между R1 и Successor, маршрутът ще премине през резервния рутер Feasible Successor.
Feasible Successors се назначават съгласно единственото правило: обявеното разстояние RD на този рутер трябва да е по-малко от FD на рутера на участъка до Successor. В нашия случай R1-R2 има FD=30976, RD на участъка R1-K3 е 281856, а RD на участъка R1-R4 е 3072. Тъй като 3072 < 30976, рутерът R4 се избира за Feasible Successors.
Това означава, че при нарушаване на връзката на участъка между R1 и R2 трафикът към мрежата 10.1.1.0/24 ще бъде насочен по маршрута R1-R4-R5. Преходът на маршрута при използване на RIP отнема няколко десетки секунди, при използване на OSPF – няколко секунди, а в EIGRP става незабавно. Това е още едно предимство на EIGRP в сравнение с другите маршрутизиращи протоколи.
Какво ще се случи, ако едновременно прекъсне връзката с Successor и Feasible Successor? В този случай EIGRP активира алгоритъма DUAL, който може да изчисли резервен маршрут чрез вероятния наследник. Това може да отнеме няколко секунди, през които EIGRP ще намери друг съсед, който да използва за пренасочване на трафика, и ще добави неговите данни в таблицата за маршрутизиране. След това протоколът ще продължи обичайната си работа по осигуряване на маршрутизация.
Благодарим ви, че останахте с нас. Харесват ли ви нашите статии? Искате ли да видите повече интересни материали? Подкрепете ни, като направите поръчка или ни препоръчате на познати. 30% отстъпка за потребителите на Хабра на уникален аналог на entry-level сървъри, който създадохме специално за вас: (с налични опции за RAID1 и RAID10, до 24 ядра и до 40GB DDR4).
Dell R730xd на половин цена? Всичко това само при нас в Нидерландия! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2GHz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — от 99 $! Чете се за това
Източник: habr.com
