Днес ще започнем изучаването на протокола EIGRP, който заедно с изучаването на OSPF е най-важната тема в курса CCNA.
По-късно ще се върнем към раздел 2.5, а в момента, веднага след раздел 2.4, преминаваме към раздел 2.6 „Настройка, проверка и отстраняване на неизправности на EIGRP по протокола IPv4 (с изключение на удостоверяване, филтриране, ръчно обобщаване, преразпределяне и конфигурация на stub) ”.
Днес ще имаме въведение, в което ще ви разкажа за концепцията на усъвършенствания вътрешен протокол за маршрутизиране EIGRP, а в следващите два урока ще разгледаме настройката и отстраняването на неизправности при работа с този протокол. Но първо искам да ви съобщя следното.
През последните няколко урока разглеждахме OSPF. Сега искам да си припомните, че когато преди няколко месеца изучавахме протокола RIP, споменахме за маршрутни цикли и технологии, които предотвратяват цикличния трафик. Как можем да предотвратим възникването на маршрутни цикли при използване на OSPF? Можем ли да приложим 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 отговорите. Искам да се научите сами да намирате отговори, работейки с различни източници, и ви моля да оставяте коментарите си под това видео, за да видя колко от моите ученици се справили с тази задача.
Какво е EIGRP? Това е хибриден протокол за маршрутизиране, който комбинира полезните функции на дистанционно-векторни протоколи, като RIP, и протоколи за състояние на връзката, като OSPF.
EIGRP е патентован протокол на Cisco, който беше предоставен за общо ползване през 2013 година. От протокола за състояние на връзката той взима алгоритъма за установяване на съседство, за разлика от RIP, който не създава съседи. RIP също обменя таблици за маршрутизиране с другите участници в протокола, докато OSPF, преди да започне такъв обмен, формира съседство. EIGRP работи по същия начин.
Протокол RIP извършва периодични актуализации на цялата таблица за маршрутизация на всеки 30 секунди и разпространява информация за всички интерфейси и маршрути към всички свои съседи. EIGRP не извършва периодично пълно обновление на информацията, а вместо това използва концепцията за изпращане на съобщения Hello, както прави OSPF. На всеки няколко секунди изпраща Hello, за да се увери, че съседът е все още "жив".
В отличие от дистанционно-векторния протокол, който изучава цялата топология на мрежата, преди да вземе решение за формиране на маршрут, EIGRP, подобно на RIP, създава маршрути въз основа на слухове. Когато говоря "слухове", имам предвид, че когато съсед съобщи нещо, EIGRP безпрекословно го приема. Например, ако съседът каже, че знае как да достигне до 10.1.1.2, EIGRP му вярва, без да пита: "От къде го знаеш? Разкажи ми за цялата топология на мрежата!".
До 2013 година, ако използвахте само инфраструктура на Cisco, можехте да ползвате EIGRP, тъй като този протокол бе създаден през 1994 година. Въпреки това, много компании, дори използващи оборудване на Cisco, не желаеха да работят с този протокол. Според мен, в момента EIGRP е най-добрият протокол за динамична маршрутизация, тъй като е много по-лесен за използване, но хората все още предпочитат OSPF. Мисля, че това се дължи на нежеланието им да се "привързват" към продуктите на Cisco. Но Cisco направи този протокол обществено достъпен, защото 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 преглед на историята на мрежовите протоколи.
Протоколът RIPv1, появил се през 80-те години, имаше редица ограничения, например максималният брой хопове, равен на 16, което му пречеше 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 беше повече дистанционно-векторен протокол, отколкото протокол за състояние на канала. В края на 80-те години се появи отворен стандарт – протоколът OSPFv2 за протокола IPv4.
В началото на 90-те години Cisco реши, че протоколът IGRP трябва да бъде подобрен и издаде усъвършенствания вътрешен протокол за маршрутизиране EIGRP. Той беше значително по-ефективен от OSPF, тъй като съчетаваше черти и на RIP, и на OSPF. Когато започнем да го изучаваме, ще се уверите, че настройването на EIGRP е много по-лесно, отколкото на OSPF. Cisco се постара да създаде протокол, който да осигурява максимално бърза конвергенция на мрежата.
В края на 90-те години беше издадена обновена безкласова версия на протокола RIPv2. През 2000-те години се появиха третата версия на OSPF, RIPng и EIGRPv6, които поддържаха протокол IPv6. Светът постепенно се приближава до пълния преход към IPv6 и разработчиците на маршрутизиращи протоколи искат да бъдат готови за това.
Ако си спомняте, изучавахме, че при избора на оптимален маршрут RIP, като дистанционно-векторен протокол, се ръководи само от един критерий — минималния брой хопове, или минималното разстояние до целевия интерфейс. Така, рутерът R1 ще избере директния маршрут към рутера R3, въпреки че скоростта на този маршрут е 64 кбит/с — много по-ниска от скоростта на маршрута R1-R2-R3, която е 1544 кбит/с. Протоколът RIP ще сметне оптимален бавния маршрут с един хоп, а не бързия маршрут с два хопа.
OSPF ще проучи цялата топология на мрежата и ще реши, че за свързване с рутера R3 е по-бързо да се използва маршрут през рутера R2. Като метрика, RIP използва броя на хоповете, а метриката на OSPF е разход, който в повечето случаи е пропорционален на пропускателната способност на канала.
EIGRP също се фокусира върху разхода на маршрута, въпреки че неговата метрика е много по-сложна от метриката на OSPF и се основава на множество фактори, включително пропускателната способност (Bandwidth), забавянето (Delay), надеждността (Reliability), натоварването (Loading) и максималния размер на пакета (MTU). Например, ако някой възел е по-затоварен от останалите, EIGRP ще анализира натоварването на целия маршрут и ще избере друг възел с по-ниско 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 за метриката.
Дистанционно-векторният протокол RIP използва две понятия: разстояние и посока. Ако имаме 3 рутера и един от тях е свързан със мрежа 20.0.0.0, тогава изборът ще се осъществи по разстояние – това са хоповете, в този случай 1 хоп, и по посока, т.е. по кой път – горния или долния – да се изпраща трафикът.
Освен това, RIP използва периодично обновление на информацията, разпространявайки пълната таблица за маршрутизиране в цялата мрежа на всеки 30 секунди. Това обновление извършва 2 функции. Първата е актуализирането на таблицата за маршрутизиране, а втората е проверка на съществуването на съседа. Ако устройството не получи отговорна актуализация на таблицата или нова информация за маршрута от съседа в рамките на 30 секунди, 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 е все още валиден.
Както казах, за предотвратяване на маршрутни цикли се използва технологията Split Horizon. Това означава, че обновлението не се изпраща обратно по интерфейса, от който е дошло. Втората технология за предотвратяване на цикли е Route Poison. Ако връзката с показаната на картинката мрежа 20.0.0.0 е прекъсната, рутерът, на който е била свързана, изпраща на съседите „отровен маршрут“, в който съобщава, че тази мрежа вече е достъпна в 16 хопа, т.е. практически недостижима. По този начин работи протоколът RIP.
Как работи EIGRP? Ако си спомняте от уроците по OSPF, този протокол изпълнява три функции: установява съседство, чрез LSA обновява базата LSDB в съответствие с промените в топологията на мрежата и изгражда таблица за маршрутизиране. Установяването на съседство е достатъчно сложна процедура, която използва множество параметри. Например, проверка и промяна на връзката 2WAY – някои връзки остават в състояние на двустранна връзка, а други преминават в състояние FULL. За разлика от OSPF, в протокола EIGRP не се случва подобно – той проверява само 4 параметъра.
Както OSPF, този протокол изпраща съобщение Hello на всеки 10 секунди, което съдържа 4 параметъра. Първият е критериите за автентикация, ако е бил предварително конфигуриран. Всички устройства, с които се установява съседство, трябва да имат еднакви параметри за автентикация.
Вторият параметър служи за проверка на принадлежността на устройствата към една автономна система, т.е. за установяване на съседство по протокола EIGRP, и двете устройства трябва да имат еднакъв номер на автономната система. Третият параметър е предназначен да проверява, 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 EIRGP използва 5 такива коефициента от K1 до K5. Ако помните, при стойност K=0 параметрите се игнорират, а ако K=1, тогава параметрите се използват във формулата за изчисление на метриката. Следователно, стойностите на 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 се добавят 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 настройката, се изпращат на юникастови адреси на съседите или на мултикастовия адрес. Тази актуализация не се изпраща по UDP или TCP, а използва друг протокол, наречен RTP, Reliable Transport Protocol, или «протокол за надеждност на транспорта». 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 достигне до съседа, предаването ще бъде повторено, докато я получи. В OSPF механизъм за проверка на получаващото устройство липсва, поради което системата не знае дали съседните устройства са получили актуализацията или не.
Ако си спомняте, RIP изпраща актуализация на пълната топология на мрежата на всеки 30 секунди. EIGRP го прави само в случай, че в мрежата се е появило ново устройство или е настъпила промяна. Ако топологията на подсетата се е променила, протоколът ще разпространи актуализация, но не на цялата таблица на топологията, а само на записа с тази промяна. Ако се е променила някоя подсета, ще бъде актуализирана само нейното топология. Това изглежда като частична актуализация, която се случва, когато е необходимо.
Както знаете, OSPF изпраща LSA на всеки 30 минути, независимо от това дали в мрежата е настъпила някаква промяна. EIGRP не ще изпраща актуализации за дълъг период от време, докато в мрежата не се случи нещо. Поради това EIGRP е значително по-ефективен от OSPF.
След като рутерите са обменили пакети с актуализации, настъпва третият етап – формиране на таблица за маршрутизиране на базата на метрика, която се изчислява по формулата, показана на изображението. Тя изчислява разходите и въз основа на тези разходи взема решение.
Да предположим, 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 информация за рутера R1, а R1 създава запис за R2. След това рутерът R1 изпраща актуализация до свързаната с него мрежа 10.1.1.0/24. В таблицата за маршрутизиране това изглежда като информация за IP адреса на мрежата, интерфейса на рутера, който осигурява връзка с него, и разходите за маршрута чрез този интерфейс. Ако си спомняте, разходите на EIGRP са равни на 90, а след това се посочва стойността на разстоянието Distance value, за която ще говорим по-късно.
Пълната формула на метриката изглежда много по-сложна, тъй като включва стойности на коефициентите K и различни трансформации. На сайта на Cisco е показан пълният вид на формулата, но ако направите замяна на стойностите на коефициентите по подразбиране, тя се трансформира в по-прост вид – метриката ще бъде равна на (bandwidth + Delay) * 256.
Ще използваме именно такъв опростен вид формула за изчисление на метриката, където пропускателната способност в килобити е равна на 107, разделено на най-малката пропускателна способност на всички интерфейси, водещи към мрежата на дестинацията least-bandwidth, а забавянето cumulative-delay е сумарното забавяне в десетки микросекунди на всички интерфейси, водещи към мрежата на дестинацията.
При изучаване на EIGRP трябва да усвоим четири определения: Feasible Distance (възможно разстояние), Reported Distance (обявено разстояние), Successor (съседен маршрут с най-ниска стойност на пътя към мрежата на дестинацията) и Feasible Successor (резервен съседен маршрут). За да разберем какво означават те, нека разгледаме следната топология на мрежата.
Нека започнем с изграждането на маршрутизираща таблица R1 с цел да изберем най-добрия маршрут към мрежата 10.1.1.0/24. В близост до всяко от устройствата е показана пропускателната способност в кбит/с и закъснението в мс. Използваме GigabitEthernet интерфейси с пропускателна способност 100 мбит/с, или 1000000 кбит/с, FastEthernet интерфейси със скорост 100000 кбит/с, Ethernet интерфейси със скорост 10000 кбит/с и серийни интерфейси със скорост 1544 кбит/с. Тези стойности можете да намерите, като прегледате в настройките на рутера характеристиките на съответните физически интерфейси.
Пропускателната способност на серийните интерфейси по подразбиране е 1544 кбит/с, и дори ако имате линия от 64 кбит/с, пропускателната способност все пак ще остане 1544 кбит/с. Следователно вие, като мрежов администратор, трябва да се уверите, че използвате правилната стойност bandwidth. За конкретен интерфейс, можете да зададете с команда bandwidth, а с команда delay можете да промените стойността на забавянето по подразбиране. Не е необходимо да се притеснявате за стойностите на bandwidth по подразбиране за GigabitEthernet или Ethernet интерфейси, но бъдете внимателни при избора на скоростта на линията, ако използвате серийни интерфейси.
Обърнете внимание, че на тази схема забавянето е обозначено като милисекунди ms, но всъщност това е микросекунди, само че нямам буква μ за правилното обозначение на микросекунди μs.
Внимателно обмислете следното обстоятелство. Ако въведете командата show interface g0/0, системата ще покаже забавяне в десетки микросекунди, а не просто в микросекунди.
Подробно ще разгледаме този въпрос в следващото видео, посветено на настройката на EIGRP. Засега запомнете, че при заместването на стойностите на закъснението във формулата 100 μs схемата се преобразува в 10, тъй като формулата използва десетични 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 възможната далечина Feasible Distance. Това е метриката FD, която се изчислява по формула. За участъка от R5 до външната мрежа, трябва да разделим 107 на 106, в резултат на което ще получим 10. След това към тази стойност bandwidth трябва да прибавим закъснението, равно на 1, тъй като имаме 10 микросекунди, тоест един десет. Получената стойност 11 трябва да умножим по 256, така метриката ще бъде 2816. Такова е значението на FD за този участък от мрежата.
Тази стойност рутер R5 ще изпрати на рутер R2, като за R2 тя ще стане обявената далечина Reported Distance, тоест величината, която му е съобщил съсед. По този начин обявената далечина RD за всички останали устройства ще бъде равна на възможната далечина FD на устройството, което ви я е съобщило.
Рутер R2 извършва изчисления на FD по свои данни, тоест дели 107 на 105 и получава 100. След това добавя към тази стойност сумата на закъсненията на маршрута до външната мрежа: закъснението на R5, равно на един десет микросекунди, и собственото закъснение, равно на десет десета. Общото закъснение ще бъде 11 десета микросекунди. Прибавяме го към получената стотица и получаваме 111, умножаваме тази величина по 256 и получаваме значение FD=28416. По подобен начин действа рутер R3, получавайки след направените изчисления стойност FD=281856. Рутер R4 изчислява стойност FD=3072 и я предава на R1 като RD.
Обърнете внимание, че рутер R1 при изчисляване на FD използва в формулата не своята пропускна способност 1000000 кбит/с, а по-ниската пропускна способност на рутера R2, която е 100000 кбит/с, тъй като в формулата винаги се използва минималната пропускна способност на интерфейса към целевата мрежа. В случая по пътя към мрежата 10.1.1.0/24 са разположени рутерите R2 и R5, но тъй като пропускната способност на петия рутер е по-голяма, в формулата се използва най-ниската стойност на пропускната способност на рутера R2. Общата закъснение по пътя R1-R2-R5 е 1+10+1 (десетки) = 12, представената пропускна способност е 100 и сумата на тези числа, умножена по 256, дава стойността FD=30976.
И така, всички устройства изчислиха FD на своите интерфейси, а рутер R1 има 3 маршрута, водещи към целевата мрежа. Това са маршрутите R1-R2, R1-R3 и R1-R4. Рутерът избира минималната стойност на възможното разстояние FD, която е 30976 – това е маршрутът към рутера R2. Този рутер става Successor, или "наследник". В таблицата за маршрутизиране се посочва и Feasible Successor (резервен наследник) – това означава, че в случай на прекъсване на връзката между R1 и Successor, маршрутът ще бъде осъществен през резервния рутер Feasible Successor.
Feasible Successors се назначават съгласно единственото правило: обявеното разстояние RD на този маршрутизатор трябва да бъде по-малко от FD на рутера на отсечката към Successor. В нашия случай R1-R2 има FD=30976, RD на отсечката R1-K3 е 281856, а RD на отсечката R1-R4 е 3072. Тъй като 3072 < 30976, рутер R4 се избира за Feasible Successor.
Това означава, че при прекъсване на връзката на отсечката мрежа R1-R2, трафикът към мрежата 10.1.1.0/24 ще бъде насочен по маршрута R1-R4-R5. Превключването на маршрута при използване на RIP отнема няколко десетки секунди, при използване на OSPF – няколко секунди, а при EIGRP става моментално. Това е още едно предимство на EIGRP в сравнение с другите протоколи за маршрутизиране.
Какво ще се случи, ако връзката със Successor и Feasible Successor прекъсне едновременно? В такъв случай EIGRP ще задейства алгоритма DUAL, който може да пресметне резервен маршрут чрез вероятния successor. Това може да отнеме няколко секунди, през които EIGRP ще намери друг съсед, който може да се използва за предаване на трафик, и ще постави данните му в таблицата за маршрутизация. След това протоколът ще продължи нормалната си работа по осигуряване на маршрутизация.
Благодарим, че останахте с нас. Харесвате ли нашите статии? Искате ли да виждате повече интересни материали? Подкрепете ни, като направите поръчка или ни препоръчате на познати, 30% отстъпка за потребителите на Хабра за уникален аналог на entry-level сървъри, създаден от нас за вас: (налични опции с RAID1 и RAID10, до 24 ядра и до 40GB DDR4).
Dell R730xd два пъти по-евтин? Само при нас в Нидерландия! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Четете за това
Източник: habr.com
