Heute beginnen wir mit dem Studium des EIGRP-Protokolls, das neben dem OSPF-Studium ein wichtiges Thema im CCNA-Kurs darstellt.
Später werden wir zu Abschnitt 2.5 zurückkehren, aber jetzt gehen wir direkt nach Abschnitt 2.4 zu Abschnitt 2.6 "Konfiguration, Überprüfung und Fehlersuche von EIGRP über das IPv4-Protokoll (außer Authentifizierung, Filterung, manuellen Summierung, Neuzuordnung und Stub-Konfiguration)" über.
Heute haben wir eine Einführung, in der ich Ihnen das Konzept des Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) vorstellen werde, und in den folgenden zwei Lektionen werden wir die Konfiguration und Fehlersuche dieses Protokolls betrachten. Aber zuerst möchte ich Ihnen Folgendes mitteilen.
In den letzten Unterrichtsstunden haben wir OSPF studiert. Jetzt möchte ich, dass Sie sich erinnern, dass wir vor vielen Monaten, als wir das RIP-Protokoll studiert haben, über Routing-Schleifen und Technologien, die Traffic-Loops verhindern, gesprochen haben. Wie kann man Routing-Schleifen bei der Verwendung von OSPF vermeiden? Können Methoden wie "Route Poisoning" oder "Split Horizon" dafür verwendet werden? Diese Fragen müssen Sie selbst beantworten. Sie können andere thematische Ressourcen nutzen, aber finden Sie Antworten auf diese Fragen. Ich möchte, dass Sie lernen, selbst Antworten zu finden, indem Sie mit verschiedenen Quellen arbeiten, und bitte hinterlassen Sie Ihre Kommentare unter diesem Video, damit ich sehen kann, wie viele meiner Schüler diese Aufgabe bewältigt haben.
Was ist EIGRP? Es handelt sich um ein hybrides Routing-Protokoll, das nützliche Funktionen sowohl des Distance-Vector-Protokolls wie RIP als auch des Link-State-Protokolls wie OSPF vereint.
EIGRP ist ein proprietäres Cisco-Protokoll, das 2013 zur allgemeinen Nutzung freigegeben wurde. Aus dem Link-State-Protokoll hat es den Algorithmus zur Nachbarschaftsbildung übernommen, im Gegensatz zu RIP, das keine Nachbarn schafft. RIP tauscht Routing-Tabellen mit anderen Protokollteilnehmern aus, während OSPF zunächst Nachbarschaften bildet, bevor ein solcher Austausch beginnt. EIGRP funktioniert auf ähnliche Weise.
Das RIP-Protokoll führt alle 30 Sekunden regelmäßige Updates der vollständigen Routingtabelle durch und sendet Informationen über alle Schnittstellen und Routen an alle seine Nachbarn. EIGRP führt keine regelmäßigen vollständigen Informationsupdates durch, sondern nutzt das Konzept des Sendens von Hello-Nachrichten, ähnlich wie es OSPF tut. Alle paar Sekunden sendet es Hello, um sicherzustellen, dass der Nachbar noch "lebendig" ist.
Im Gegensatz zu einem Distanzvektorprotokoll, das die gesamte Netzwerktopologie untersucht, bevor es Entscheidungen über die Routenbildung trifft, erstellt EIGRP ähnlich wie RIP Routen basierend auf Gerüchten. Wenn ich "Gerüchte" sage, meine ich, dass EIGRP dem zustimmt, was der Nachbar meldet. Zum Beispiel, wenn ein Nachbar sagt, dass er weiß, wie man 10.1.1.2 erreicht, glaubt EIGRP ihm, ohne zu fragen: "Woher weißt du das? Erzähl mir von der gesamten Netzwerktopologie!"
Bis 2013 konnten Sie EIGRP verwenden, wenn Sie nur Cisco-Infrastruktur verwendeten, da dieses Protokoll bereits 1994 entwickelt wurde. Viele Unternehmen wollten jedoch nicht mit diesem Protokoll arbeiten, selbst wenn sie Cisco-Hardware verwenden. Meiner Meinung nach ist EIGRP heute das beste Protokoll für dynamisches Routing, da es viel einfacher zu verwenden ist, aber die Leute ziehen immer noch OSPF vor. Ich denke, das hängt damit zusammen, dass sie sich nicht an Cisco-Produkte binden wollen. Doch Cisco hat dieses Protokoll öffentlich gemacht, weil es Netzwerkausrüstungen von Drittanbietern wie Juniper unterstützt, und wenn Sie sich mit einem Unternehmen zusammenschließen, das keine Cisco-Hardware verwendet, werden Sie keine Probleme haben.
Lassen Sie uns einen kleinen Ausflug in die Geschichte der Netzwerkprotokolle machen.
Das Protokoll RIPv1, das in den 1980er Jahren auftauchte, hatte eine Reihe von Einschränkungen, z. B. eine maximale Hop-Anzahl von 16, wodurch es keine Routing-Funktionalität in großen Netzwerken gewährleisten konnte. Kurz darauf wurde das interne Gateway-Routing-Protokoll IGRP entwickelt, das viel besser als RIP war. Es war jedoch mehr ein Distanzvektorprotokoll als ein Protokoll für Statusinformationen. Ende der 80er Jahre kam der offene Standard - das OSPFv2-Protokoll für IPv4, das den Status der Verbindungen verfolgt.
Anfang der 90er Jahre entschied Cisco, dass das IGRP-Protokoll verbessert werden müsse, und veröffentlichte das verbesserte interne Routingprotokoll EIGRP. Es war wesentlich effizienter als OSPF, da es Merkmale sowohl von RIP als auch von OSPF kombinierte. Wenn wir mit dem Lernen beginnen, werden Sie feststellen, dass die Konfiguration von EIGRP viel einfacher ist als die von OSPF. Cisco hat sich bemüht, ein Protokoll zu schaffen, das die schnellstmögliche Netzwerkkonvergenz gewährleistet.
Ende der 90er Jahre wurde eine aktualisierte, klassenlose Version des Protokolls RIPv2 veröffentlicht. In den 2000er Jahren erschienen die dritte Version von OSPF, RIPng und EIGRPv6, die das IPv6-Protokoll unterstützten. Die Welt nähert sich allmählich dem vollständigen Übergang zu IPv6, und die Entwickler der Routingprotokolle möchten darauf vorbereitet sein.
Wenn Sie sich erinnern, haben wir gelernt, dass das RIP-Protokoll als distanzvektorbasiertes Protokoll nur ein Kriterium für die Auswahl des optimalen Pfades heranzieht – die minimale Anzahl an Hops oder die geringste Entfernung zum Zielinterface. So wählt Router R1 den direkten Pfad zum Router R3, obwohl die Geschwindigkeit auf diesem Pfad – 64 kbit/s – wesentlich geringer ist als die Geschwindigkeit auf dem Pfad R1-R2-R3 mit 1544 kbit/s. Das RIP-Protokoll betrachtet den langsamen Pfad mit einem Hop als optimaler als den schnellen Pfad mit zwei Hops.
OSPF wird die gesamte Netzwerktopologie untersuchen und entscheiden, dass der Pfad über Router R2 für die Verbindung zu Router R3 schneller ist. Während RIP als Metrik die Anzahl der Hops verwendet, ist die Metrik von OSPF die Kosten, die in den meisten Fällen proportional zur Bandbreite des Kanals sind.
EIGRP orientiert sich ebenfalls an den Kosten des Pfades, jedoch ist seine Metrik viel komplexer als die von OSPF und beruht auf zahlreichen Faktoren, unter anderem der Bandbreite (Bandwidth), der Verzögerung (Delay), der Zuverlässigkeit (Reliability), der Auslastung (Loading) und der maximalen Übertragungseinheit (MTU). Wenn ein Knoten stärker ausgelastet ist als andere, wird EIGRP die Auslastung des gesamten Pfades analysieren und einen anderen Knoten mit geringerer Auslastung wählen.
Im CCNA-Kurs werden wir nur die Faktoren zur Bildung der Metrik berücksichtigen, die Bandwidth und Delay sind; diese werden in der Metrikformel verwendet.
Das distanzvektorprotokoll RIP verwendet zwei Konzepte: Abstand und Richtung. Wenn wir drei Router haben und einer davon mit dem Netzwerk 20.0.0.0 verbunden ist, erfolgt die Auswahl basierend auf der Distanz – das sind die Hops, in diesem Fall 1 Hop, und der Richtung, d.h. auf welchem Weg – dem oberen oder unteren – der Datenverkehr gesendet wird.
Darüber hinaus verwendet RIP eine periodische Aktualisierung der Informationen, indem es alle 30 Sekunden die vollständige Routing-Tabelle im gesamten Netzwerk versendet. Dieses Update erfüllt zwei Funktionen. Die erste ist tatsächlich das Update der Routing-Tabelle, die zweite ist die Überprüfung der Nachbarschaft. Wenn ein Gerät innerhalb von 30 Sekunden keine Antwortaktualisierung der Tabelle oder neue Routeninformation von einem Nachbarn erhält, verstehe es, dass die Route zu diesem Nachbarn nicht mehr verwendet werden kann. Der Router sendet alle 30 Sekunden ein Update, um herauszufinden, ob der Nachbar noch "lebendig" ist und ob die Route noch gültig ist.
Wie bereits erwähnt, wird zur Vermeidung von Routing-Schleifen die Technik des Split Horizon eingesetzt. Dies bedeutet, dass Updates nicht an die Schnittstelle zurückgesendet werden, von der sie kamen. Die zweite Technik zur Vermeidung von Schleifen ist Route Poison. Wenn die Verbindung zu dem auf dem Bild dargestellten Netzwerk 20.0.0.0 unterbrochen wird, sendet der Router, der mit ihm verbunden war, den Nachbarn eine "vergiftete Route" und teilt mit, dass dieses Netzwerk jetzt in 16 Hops erreichbar ist, was praktisch unerreichbar bedeutet. So funktioniert das Protokoll RIP.
Wie funktioniert EIGRP? Wenn Sie sich an den Unterricht über OSPF erinnern, erfüllt dieses Protokoll drei Funktionen: es stellt Nachbarschaften her, aktualisiert die LSDB-Datenbank mithilfe von LSA entsprechend den Änderungen in der Netzwerktopologie und erstellt die Routing-Tabelle. Die Herstellung von Nachbarschaften ist ein ziemlich komplexer Prozess, der viele Parameter verwendet. Zum Beispiel die Überprüfung und Änderung der Verbindung 2WAY – einige Verbindungen bleiben im Zustand der bidirektionalen Kommunikation, andere wechseln in den Zustand FULL. Im Gegensatz zu OSPF geschieht dies im EIGRP-Protokoll nicht – es überprüft nur 4 Parameter.
Wie OSPF sendet dieses Protokoll alle 10 Sekunden eine Hello-Nachricht, die 4 Parameter enthält. Der erste ist das Authentifizierungskriterium, falls es zuvor konfiguriert wurde. Alle Geräte, mit denen eine Nachbarschaft eingerichtet wird, müssen dabei dieselben Authentifizierungsparameter haben.
Der zweite Parameter dient der Überprüfung, ob die Geräte zu demselben autonomen System gehören, das heißt, um eine Nachbarschaft über das EIGRP-Protokoll aufzubauen, müssen beide Geräte dieselbe AS-Nummer haben. Der dritte Parameter dient der Überprüfung, dass die Hello-Nachrichten von derselben Quell-IP-Adresse gesendet werden.
Der vierte Parameter wird zur Überprüfung der Übereinstimmung der variablen K-Werte verwendet. Das EIRGP-Protokoll nutzt 5 solcher Koeffizienten von K1 bis K5. Wenn Sie sich erinnern, werden bei K=0 die Parameter ignoriert; bei K=1 werden die Parameter jedoch in die Formel zur Berechnung der Metrik einbezogen. Daher sollten die Werte K1-5 für verschiedene Geräte übereinstimmen. Im CCNA-Kurs werden wir die Standardwerte dieser Koeffizienten annehmen: K1 und K3 sind gleich 1, während K2, K4 und K5 gleich 0 sind.
Wenn diese 4 Parameter übereinstimmen, stellt EIGRP Nachbarschaftsbeziehungen her, und die Geräte tragen sich gegenseitig in die Nachbärtabelle ein. Danach werden Änderungen in der Topologietabelle durchgeführt.
Alle Hello-Nachrichten werden an die Multicast-IP-Adresse 224.0.0.10 gesendet, und die Updates werden je nach Konfiguration an Unicast-Adressen der Nachbarn oder an die Multicast-Adresse gesendet. Dieses Update erfolgt nicht über UDP oder TCP, sondern verwendet ein anderes Protokoll namens RTP, Reliable Transport Protocol, oder „Zuverlässiges Transportprotokoll“. Dieses Protokoll überprüft, ob der Nachbar das Update erhalten hat; wie der Name schon sagt, besteht seine Hauptfunktion darin, die Zuverlässigkeit der Kommunikation sicherzustellen. Wenn das Update den Nachbarn nicht erreicht hat, wird die Übertragung wiederholt, bis es empfangen wird. Im OSPF gibt es keinen Mechanismus zur Überprüfung des Empfängergeräts, sodass das System nicht weiß, ob die Nachbargeräte die Updates erhalten haben oder nicht.
Wenn Sie sich erinnern, sendet RIP alle 30 Sekunden ein Update der gesamten Netzwerktopologie. EIGRP tut dies nur, wenn ein neues Gerät im Netzwerk hinzugekommen ist oder Änderungen durchgeführt wurden. Wenn sich die Topologie eines Subnetzes ändert, wird das Protokoll ein Update versenden, aber nicht der vollständige Topologietabelle, sondern nur die Einträge mit dieser Änderung. Wenn sich ein Subnetz ändert, wird nur dessen Topologie aktualisiert. Dies sieht aus wie ein partielles Update, das erfolgt, wenn es erforderlich ist.
Wie Sie wissen, sendet OSPF alle 30 Minuten LSA, unabhängig davon, ob im Netzwerk Änderungen stattgefunden haben. EIGRP wird über einen längeren Zeitraum keine Updates senden, solange im Netzwerk keine Änderungen auftreten. Daher ist EIGRP viel effizienter als OSPF.
Nachdem die Router Updates ausgetauscht haben, tritt die dritte Phase ein – die Erstellung der Routingtabelle basierend auf der Metrik, die nach der im Bild dargestellten Formel berechnet wird. Diese Formel ermittelt die Kosten und trifft basierend auf diesen Kosten Entscheidungen.
Angenommen, R1 hat ein Hello an Router R2 gesendet und dieser hat ein Hello an Router R1 zurückgesendet. Wenn alle Parameter übereinstimmen, erstellen die Router eine Nachbartabelle. In diese Tabelle trägt R2 einen Eintrag über Router R1 ein, während R1 einen Eintrag über R2 erstellt. Danach sendet Router R1 ein Update an das mit ihm verbundene Netzwerk 10.1.1.0/24. In der Routingtabelle sieht dies aus wie Informationen über die IP-Adresse des Netzwerks, die Schnittstelle des Routers, die die Verbindung bereitstellt, und die Kosten für die Route über diese Schnittstelle. Wenn Sie sich erinnern, beträgt die EIGRP-Kosten 90, und dann wird der Distanzwert angegeben, über den wir später sprechen werden.
Die vollständige Formel für die Metrik sieht viel komplizierter aus, da sie Werte der Koeffizienten K und verschiedene Umwandlungen berücksichtigt. Auf der Cisco-Website finden Sie das vollständige Erscheinungsbild der Formel, jedoch wird sie bei der Einsetzung der Standardkoeffizientenwerte in eine einfachere Form umgewandelt – die Metrik beträgt (Bandbreite + Verzögerung) * 256.
Wir werden genau diese vereinfachte Form der Formel zur Berechnung der Metrik verwenden, bei der die Bandbreite in Kilobit pro Sekunde gleich 107 geteilt durch die kleinste Bandbreite aller Interfaces, die zum Zielnetz least-bandwidth führen, ist, während die kumulierte Verzögerung cumulative-delay die gesamte Verzögerung in Dutzenden von Mikrosekunden über alle Interfaces, die zum Zielnetz führen, ist.
Beim Studium von EIGRP müssen wir vier Begriffe verstehen: Feasible Distance (mögliche Distanz), Reported Distance (angegebene Distanz), Successor (benachbarter Router mit den geringsten Kosten zum Zielnetz) und Feasible Successor (Backup-Nachbarrouter). Um zu verstehen, was sie bedeuten, betrachten wir die folgende Netzwerktopologie.
Lassen Sie uns mit der Erstellung der Routingtabelle R1 beginnen, um die beste Route zum Netzwerk 10.1.1.0/24 auszuwählen. Neben jedem der Geräte ist die Bandbreite in kbit/s und die Verzögerung in ms angegeben. Wir verwenden GigabitEthernet-Interfaces mit einer Bandbreite von 100 Mbit/s, also 1000000 kbit/s, FastEthernet-Interfaces mit 100000 kbit/s, Ethernet mit 10000 kbit/s und ein serielles Interface mit 1544 kbit/s. Diese Werte können ermittelt werden, wenn Sie die Spezifikationen der entsprechenden physischen Interfaces in den Routereinstellungen überprüfen.
Die Bandbreite von Serial-Interfaces beträgt standardmäßig 1544 kbit/s, und selbst wenn Sie eine Leitung von 64 kbit/s haben, bleibt die Bandbreite dennoch 1544 kbit/s. Daher sollten Sie als Netzwerkadministrator sicherstellen, dass Sie den richtigen Wert für die Bandbreite verwenden. Für ein bestimmtes Interface kann dieser mit dem Befehl bandwidth festgelegt werden, und mit dem Befehl delay können Sie den Standardwert für die Verzögerung ändern. Sie müssen sich bezüglich der Standardwerte für die Bandbreite von GigabitEthernet- oder Ethernet-Interfaces keine Sorgen machen, aber seien Sie vorsichtig bei der Auswahl der Leitungsrate, wenn Sie ein Serial-Interface verwenden.
Bitte beachten Sie, dass in diesem Diagramm die Verzögerung wie in Millisekunden ms angegeben ist, aber tatsächlich handelt es sich um Mikrosekunden; ich habe nur nicht den Buchstaben μ für die korrekte Bezeichnung der Mikrosekunden μs.
Achten Sie sorgfältig auf folgendes: Wenn Sie den Befehl show interface g0/0 eingeben, zeigt das System die Verzögerung in Dutzenden von Mikrosekunden an, und nicht einfach in Mikrosekunden.
Wir werden dieses Thema im nächsten Video ausführlich besprechen, das sich mit der Einrichtung von EIGRP befasst. Merken Sie sich vorerst, dass bei der Einsetzung von Verzögerungswerten in die Formel 100 μs aus der Skizze zu 10 wird, da die Formel Zehner von Mikrosekunden verwendet und nicht die Einzelnen.
In der Skizze werde ich die Schnittstellen, auf die sich die angegebenen Bandbreiten und Verzögerungen beziehen, mit roten Punkten kennzeichnen.
Zunächst müssen wir die mögliche Distanz Feasible Distance bestimmen. Dies ist die Metrik FD, die gemäß der Formel berechnet wird. Für den Abschnitt von R5 bis zum externen Netzwerk müssen wir 107 durch 106 teilen, um 10 zu erhalten. Anschließend müssen wir zu diesem Wert der Bandbreite die Verzögerung hinzufügen, die 1 beträgt, da wir 10 Mikrosekunden haben, also einen Zehner. Der erhaltene Wert von 11 muss mit 256 multipliziert werden, was bedeutet, dass die Metrik 2816 betragen wird. So lautet der Wert der FD für diesen Netzwerkabschnitt.
Dieser Wert wird von Router R5 an Router R2 gesendet, wobei es für R2 zu der angegebenen Distanz Reported Distance wird, also einen Wert, den ihm der Nachbar mitgeteilt hat. Somit beträgt die angegebene Distanz RD für alle anderen Geräte die mögliche Distanz FD des Geräts, das sie Ihnen mitgeteilt hat.
Router R2 führt die Berechnungen der FD auf Grundlage seiner Daten durch, indem er 107 durch 105 teilt und 100 erhält. Dann addiert er zu diesem Wert die Summe der Verzögerungen auf dem Weg zum externen Netzwerk: die Verzögerung von R5, die einem Zehner Mikrosekunden entspricht, und seine eigene Verzögerung, die zehn Zehner beträgt. Die Gesamtverzögerung wird 11 Zehner Mikrosekunden betragen. Wir fügen sie der erhaltenen Zahl hinzu und erhalten 111, multiplizieren diesen Wert mit 256 und erhalten den Wert FD=28416. Analog verfahren Router R3, der nach seinen Berechnungen den Wert FD=281856 erhält. Router R4 berechnet den Wert FD=3072 und überträgt ihn an R1 als RD.
Bitte beachten Sie, dass der Router R1 bei der Berechnung des FD nicht seine eigene Bandbreite von 1000000 kbit/s in die Formel einsetzt, sondern die geringere Bandbreite des Routers R2, die 100000 kbit/s beträgt, da in der Formel immer die minimale Bandbreite der Schnittstelle, die zum Zielnetzwerk führt, verwendet wird. In diesem Fall befinden sich auf dem Weg zum Netzwerk 10.1.1.0/24 die Router R2 und R5, aber da die Bandbreite des fünften Routers höher ist, wird der niedrigste Wert der Bandbreite des Routers R2 in die Formel eingesetzt. Die Gesamtlatenz auf dem Pfad R1-R2-R5 beträgt 1+10+1 (Zehen) = 12, die angepasste Bandbreite beträgt 100, und die Summe dieser Zahlen, multipliziert mit 256, ergibt den Wert FD=30976.
Also haben alle Geräte das FD ihrer Schnittstellen berechnet, und Router R1 hat 3 Routen, die zum Zielnetzwerk führen. Dies sind die Routen R1-R2, R1-R3 und R1-R4. Der Router wählt den minimalen Wert der möglichen Distanz FD, der 30976 beträgt – das ist die Route zu Router R2. Dieser Router wird der Nachfolger oder "Successor". In der Routing-Tabelle wird auch der Feasible Successor (reservierter Nachfolger) angegeben – dies bedeutet, dass im Falle eines Verbindungsverlustes zwischen R1 und dem Successor die Route über den reservierten Router Feasible Successor erfolgen wird.
Feasible Successors werden nach einer einzigen Regel zugewiesen: Die erklärte Distanz RD dieses Routers muss kleiner sein als das FD des Routers auf dem Abschnitt zum Successor. In unserem Fall hat R1-R2 ein FD von 30976, die RD auf dem Abschnitt R1-K3 beträgt 281856, während die RD auf dem Abschnitt R1-R4 3072 beträgt. Da 3072 < 30976 ist, wird Router R4 als Feasible Successor ausgewählt.
Das bedeutet, dass bei einem Verbindungsverlust im Abschnitt des Netzwerks R1-R2 der Datenverkehr zum Netzwerk 10.1.1.0/24 über die Route R1-R4-R5 geleitet wird. Der Wechsel der Route bei Verwendung von RIP dauert mehrere zehn Sekunden, bei Verwendung von OSPF – einige Sekunden, und in EIGRP geschieht es sofort. Das ist ein weiterer Vorteil von EIGRP im Vergleich zu anderen Routing-Protokollen.
Was passiert, wenn die Verbindung zu Successor und Feasible Successor gleichzeitig unterbrochen wird? In diesem Fall nutzt EIGRP den DUAL-Algorithmus, der eine Backup-Route über den wahrscheinlichen Nachfolger berechnen kann. Dies kann einige Sekunden in Anspruch nehmen, während EIGRP einen anderen Nachbarn findet, der für die Weiterleitung des Datenverkehrs verwendet werden kann, und dessen Daten in die Routing-Tabelle einfügt. Danach wird das Protokoll wie gewohnt mit der Gewährleistung der Routing-Funktionalität fortfahren.
Danke, dass Sie bei uns sind. Gefallen Ihnen unsere Artikel? Möchten Sie mehr interessante Inhalte sehen? Unterstützen Sie uns, indem Sie einen Auftrag erteilen oder uns Ihren Freunden empfehlen. 30% Rabatt für Habr-Nutzer auf ein einzigartiges Entry-Level Server-Äquivalent, das wir für Sie entwickelt haben: (es sind Optionen mit RAID1 und RAID10 bis zu 24 Kernen und bis zu 40GB DDR4 verfügbar).
Dell R730xd zum halben Preis? Nur bei uns in den Niederlanden! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — ab $99! Lesen Sie, wie
Quelle: habr.com
