Heute beginnen wir mit dem Studium des EIGRP-Protokolls, das neben dem Studium von OSPF das wichtigste Thema des CCNA-Kurses ist.
Wir kehren später zu Abschnitt 2.5 zurück, fahren aber zunächst direkt nach Abschnitt 2.4 mit Abschnitt 2.6 fort, „Konfigurieren, Überprüfen und Fehlerbehebung von EIGRP über IPv4 (mit Ausnahme von Authentifizierung, Filterung, manueller Zusammenfassung, Neuverteilung und Stub“) Aufbau)."
Heute haben wir eine Einführungslektion, in der ich Ihnen das Konzept des Enhanced Internal Gateway Routing Protocol EIGRP vorstelle, und in den nächsten beiden Lektionen werden wir uns mit der Konfiguration und Fehlerbehebung der Robots des Protokolls befassen. Aber zuerst möchte ich Ihnen Folgendes sagen.
In den letzten Lektionen haben wir etwas über OSPF gelernt. Jetzt möchte ich Sie daran erinnern, dass wir, als wir uns vor vielen Monaten mit RIP befassten, über Routing-Schleifen und Technologien gesprochen haben, die verhindern, dass der Datenverkehr Schleifen bildet. Wie können Routing-Schleifen bei der Verwendung von OSPF verhindert werden? Ist es möglich, hierfür Methoden wie Route Poison oder Split Horizon zu nutzen? Dies sind Fragen, die Sie selbst beantworten müssen. Sie können andere thematische Ressourcen nutzen, aber finden Sie Antworten auf diese Fragen. Ich möchte, dass Sie lernen, die Antworten selbst zu finden, indem Sie mit verschiedenen Quellen arbeiten, und ich empfehle Ihnen, Ihre Kommentare unter diesem Video zu hinterlassen, damit ich sehen kann, wie viele meiner Schüler diese Aufgabe gelöst haben.
Was ist EIGRP? Es handelt sich um ein Hybrid-Routing-Protokoll, das die nützlichen Funktionen eines Distanzvektorprotokolls wie RIP und eines Link-State-Protokolls wie OSPF kombiniert.
EIGRP ist ein proprietäres Cisco-Protokoll, das 2013 der Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurde. Aus dem Link-State-Tracking-Protokoll übernahm er einen Nachbarschafts-Erstellungsalgorithmus, im Gegensatz zu RIP, das keine Nachbarn erstellt. RIP tauscht auch Routing-Tabellen mit anderen Teilnehmern des Protokolls aus, aber OSPF bildet eine Adjacency, bevor dieser Austausch beginnt. EIGRP funktioniert auf die gleiche Weise.
Das RIP-Protokoll aktualisiert regelmäßig alle 30 Sekunden die vollständige Routing-Tabelle und verteilt Informationen über alle Schnittstellen und alle Routen an alle seine Nachbarn. EIGRP führt keine regelmäßigen vollständigen Aktualisierungen der Informationen durch, sondern verwendet das Konzept der Übertragung von Hello-Nachrichten auf die gleiche Weise wie OSPF. Alle paar Sekunden sendet es ein „Hallo“, um sicherzustellen, dass der Nachbar noch „am Leben“ ist.
Im Gegensatz zum Distanzvektorprotokoll, das die gesamte Netzwerktopologie untersucht, bevor es sich für die Bildung einer Route entscheidet, erstellt EIGRP wie RIP Routen auf der Grundlage von Gerüchten. Wenn ich von Gerüchten spreche, meine ich, dass EIGRP dem ohne Frage zustimmt, wenn ein Nachbar etwas meldet. Wenn beispielsweise ein Nachbar sagt, er wisse, wie er 10.1.1.2 erreichen könne, glaubt ihm EIGRP, ohne zu fragen: „Woher wussten Sie das?“ Erzählen Sie mir etwas über die Topologie des gesamten Netzwerks!
Wenn Sie vor 2013 nur die Cisco-Infrastruktur nutzten, konnten Sie EIGRP verwenden, da dieses Protokoll bereits 1994 erstellt wurde. Allerdings wollten viele Unternehmen, selbst wenn sie Cisco-Geräte verwenden, diese Lücke nicht schließen. Meiner Meinung nach ist EIGRP heute das beste dynamische Routing-Protokoll, weil es viel einfacher zu verwenden ist, aber die Leute bevorzugen immer noch OSPF. Ich denke, das liegt daran, dass man sich nicht an Cisco-Produkte binden möchte. Aber Cisco hat dieses Protokoll öffentlich zugänglich gemacht, weil es Netzwerkgeräte von Drittanbietern wie Juniper unterstützt, und wenn Sie mit einem Unternehmen zusammenarbeiten, das keine Cisco-Geräte verwendet, werden Sie keine Probleme haben.
Machen wir einen kurzen Ausflug in die Geschichte der Netzwerkprotokolle.
Das in den 1er Jahren eingeführte RIPv1980-Protokoll hatte eine Reihe von Einschränkungen, beispielsweise eine maximale Anzahl von Hops von 16, und konnte daher kein Routing über große Netzwerke ermöglichen. Wenig später entwickelten sie das interne Gateway-Routing-Protokoll IGRP, das viel besser als RIP war. Allerdings handelte es sich eher um ein Distanzvektorprotokoll als um ein Link-State-Protokoll. In den späten 80er Jahren entstand ein offener Standard, das OSPFv2-Link-State-Protokoll für IPv4.
In den frühen 90er Jahren entschied Cisco, dass IGRP verbessert werden musste und veröffentlichte das Enhanced Internal Gateway Routing Protocol EIGRP. Es war viel effektiver als OSPF, da es Funktionen von RIP und OSPF kombinierte. Wenn wir beginnen, es zu erkunden, werden Sie feststellen, dass EIGRP viel einfacher zu konfigurieren ist als OSPF. Cisco hat versucht, ein Protokoll zu erstellen, das die schnellstmögliche Netzwerkkonvergenz gewährleistet.
Ende der 90er Jahre wurde eine aktualisierte klassenlose Version des RIPv2-Protokolls veröffentlicht. In den 2000er Jahren erschien die dritte Version von OSPF, RIPng und EIGRPv6, die das IPv6-Protokoll unterstützte. Die Welt nähert sich allmählich einem vollständigen Übergang zu IPv6, und Entwickler von Routing-Protokollen möchten darauf vorbereitet sein.
Wenn Sie sich erinnern, haben wir untersucht, dass sich RIP als Distanzvektorprotokoll bei der Auswahl der optimalen Route nur an einem Kriterium orientiert – der minimalen Anzahl von Hops oder der minimalen Entfernung zur Zielschnittstelle. Router R1 wählt also eine direkte Route zu Router R3, obwohl die Geschwindigkeit auf dieser Route 64 kbit/s beträgt – ein Vielfaches niedriger als die Geschwindigkeit auf der Route R1-R2-R3, nämlich 1544 kbit/s. Das RIP-Protokoll betrachtet eine langsame Route mit einer Hop-Länge als optimal und nicht eine schnelle Route mit 2 Hops.
OSPF untersucht die gesamte Netzwerktopologie und entscheidet, die Route über R3 als schnellere Route für die Kommunikation mit Router R2 zu verwenden. RIP verwendet die Anzahl der Hops als Metrik, während die Metrik von OSPF die Kosten sind, die in den meisten Fällen proportional zur Bandbreite der Verbindung sind.
EIGRP konzentriert sich auch auf Routenkosten, aber seine Metrik ist viel komplexer als OSPF und hängt von vielen Faktoren ab, darunter Bandbreite, Verzögerung, Zuverlässigkeit, Auslastung und maximale MTU. Wenn beispielsweise ein Knoten stärker ausgelastet ist als andere, analysiert EIGRP die Auslastung auf der gesamten Route und wählt einen anderen Knoten mit weniger Auslastung aus.
Im CCNA-Kurs werden wir nur Metrikbildungsfaktoren wie Bandbreite und Verzögerung berücksichtigen; diese werden von der Metrikformel verwendet.
Das Distanzvektorprotokoll RIP verwendet zwei Konzepte: Distanz und Richtung. Wenn wir 3 Router haben und einer davon mit dem 20.0.0.0-Netzwerk verbunden ist, erfolgt die Auswahl nach Entfernung – das sind Hops, in diesem Fall 1 Hop – und nach Richtung, also entlang welchem Pfad – oben oder niedriger – um Datenverkehr zu senden.
Darüber hinaus verwendet RIP eine regelmäßige Aktualisierung der Informationen und verteilt alle 30 Sekunden eine vollständige Routing-Tabelle im gesamten Netzwerk. Dieses Update bewirkt zwei Dinge. Das erste ist die eigentliche Aktualisierung der Routing-Tabelle, das zweite ist die Überprüfung der Lebensfähigkeit des Nachbarn. Wenn das Gerät innerhalb von 2 Sekunden keine Aktualisierung der Antworttabelle oder keine neuen Routeninformationen vom Nachbarn erhält, geht es davon aus, dass die Route zum Nachbarn nicht mehr verwendet werden kann. Der Router sendet alle 30 Sekunden ein Update, um herauszufinden, ob der Nachbar noch am Leben ist und ob die Route noch gültig ist.
Wie gesagt, die Split-Horizon-Technologie dient dazu, Routenschleifen zu verhindern. Dies bedeutet, dass das Update nicht an die Schnittstelle zurückgesendet wird, von der es kam. Die zweite Technologie zur Vermeidung von Schleifen ist Route Poison. Wenn die Verbindung mit dem im Bild gezeigten Netzwerk 20.0.0.0 unterbrochen wird, sendet der Router, mit dem er verbunden war, eine „vergiftete Route“ an seine Nachbarn, in der er meldet, dass dieses Netzwerk jetzt in 16 Hops erreichbar ist, d. h. praktisch unerreichbar. So funktioniert das RIP-Protokoll.
Wie funktioniert EIGRP? Wenn Sie sich aus den Lektionen über OSPF erinnern, erfüllt dieses Protokoll drei Funktionen: Es richtet eine Nachbarschaft ein, verwendet LSA, um die LSDB entsprechend Änderungen in der Netzwerktopologie zu aktualisieren, und erstellt eine Routing-Tabelle. Die Einrichtung einer Nachbarschaft ist ein recht komplexer Vorgang, der viele Parameter nutzt. Beispiel: Überprüfen und Ändern einer 2-Wege-Verbindung – einige Verbindungen bleiben im bidirektionalen Kommunikationsstatus, andere wechseln in den Status VOLLSTÄNDIG. Im Gegensatz zu OSPF passiert dies im EIGRP-Protokoll nicht – es überprüft nur 4 Parameter.
Wie OSPF sendet dieses Protokoll alle 10 Sekunden eine Hello-Nachricht mit 4 Parametern. Das erste ist das Authentifizierungskriterium, sofern es zuvor konfiguriert wurde. In diesem Fall müssen alle Geräte, zu denen eine Proximity hergestellt wird, über die gleichen Authentifizierungsparameter verfügen.
Der zweite Parameter wird verwendet, um zu prüfen, ob Geräte zum selben autonomen System gehören. Das heißt, um mithilfe des EIGRP-Protokolls eine Nachbarschaft herzustellen, müssen beide Geräte dieselbe autonome Systemnummer haben. Der dritte Parameter wird verwendet, um zu überprüfen, ob Hello-Nachrichten von derselben Quell-IP-Adresse gesendet werden.
Der vierte Parameter wird verwendet, um die Konsistenz der variablen K-Werte-Koeffizienten zu überprüfen. Das EIRGP-Protokoll verwendet 5 solcher Koeffizienten von K1 bis K5. Wenn Sie sich erinnern, werden die Parameter bei K=0 ignoriert, bei K=1 werden die Parameter jedoch in der Formel zur Berechnung der Metrik verwendet. Daher müssen die Werte von K1-5 für verschiedene Geräte gleich sein. Im CCNA-Kurs verwenden wir die Standardwerte dieser Koeffizienten: K1 und K3 sind gleich 1 und K2, K4 und K5 sind gleich 0.
Wenn also diese 4 Parameter übereinstimmen, stellt EIGRP eine Nachbarbeziehung her und die Geräte tragen sich gegenseitig in die Nachbartabelle ein. Als nächstes werden Änderungen an der Topologietabelle vorgenommen.
Alle Hello-Nachrichten werden an die Multicast-IP-Adresse 224.0.0.10 gesendet und Aktualisierungen werden je nach Konfiguration an die 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. Dieses Protokoll prüft, ob der Nachbar ein Update erhalten hat, und wie der Name schon sagt, besteht seine Hauptfunktion darin, die Kommunikationszuverlässigkeit sicherzustellen. Wenn das Update den Nachbarn nicht erreicht, wird die Übertragung wiederholt, bis der Nachbar es empfängt. OSPF verfügt nicht über einen Mechanismus zur Überprüfung des Empfängergeräts, sodass das System nicht weiß, ob benachbarte Geräte das Update erhalten haben oder nicht.
Wie Sie sich erinnern, sendet RIP alle 30 Sekunden ein Update der gesamten Netzwerktopologie. EIGRP führt dies nur aus, wenn ein neues Gerät im Netzwerk aufgetaucht ist oder Änderungen aufgetreten sind. Wenn sich die Subnetztopologie geändert hat, sendet das Protokoll ein Update, jedoch nicht die vollständige Topologietabelle, sondern nur die Datensätze mit dieser Änderung. Wenn sich ein Subnetz ändert, wird nur seine Topologie aktualisiert. Dies scheint eine Teilaktualisierung zu sein, die bei Bedarf durchgeführt wird.
Wie Sie wissen, sendet OSPF alle 30 Minuten LSAs aus, unabhängig davon, ob es Änderungen am Netzwerk gibt. EIGRP sendet über einen längeren Zeitraum keine Updates, bis es zu Änderungen im Netzwerk kommt. Daher ist EIGRP viel effizienter als OSPF.
Nachdem die Router Update-Pakete ausgetauscht haben, beginnt die dritte Stufe – die Bildung einer Routing-Tabelle auf Basis der Metrik, die nach der in der Abbildung dargestellten Formel berechnet wird. Sie berechnet die Kosten und trifft auf der Grundlage dieser Kosten eine Entscheidung.
Nehmen wir an, dass R1 Hello an Router R2 gesendet hat und dieser Router Hello an Router R1 gesendet hat. Wenn alle Parameter übereinstimmen, erstellen die Router eine Tabelle mit Nachbarn. In dieser Tabelle schreibt R2 einen Eintrag über den Router R1 und R1 erstellt einen Eintrag über R2. Danach sendet Router R1 das Update an das mit ihm verbundene Netzwerk 10.1.1.0/24. In der Routing-Tabelle sieht dies aus wie Informationen über die IP-Adresse des Netzwerks, die Router-Schnittstelle, die die Kommunikation mit ihm ermöglicht, und die Kosten der Route über diese Schnittstelle. Wenn Sie sich erinnern, betragen die Kosten für EIGRP 90, und dann wird der Entfernungswert angezeigt, über den wir später sprechen werden.
Die vollständige metrische Formel sieht viel komplizierter aus, da sie die Werte der K-Koeffizienten und verschiedene Transformationen enthält. Die Cisco-Website bietet eine vollständige Form der Formel. Wenn Sie jedoch die Standardkoeffizientenwerte ersetzen, wird sie in eine einfachere Form umgewandelt – die Metrik ist gleich (Bandbreite + Verzögerung) * 256.
Wir werden nur diese vereinfachte Form der Formel verwenden, um die Metrik zu berechnen, wobei die Bandbreite in Kilobit gleich 107 ist, dividiert durch die kleinste Bandbreite aller Schnittstellen, die zum Zielnetzwerk mit der geringsten Bandbreite führen, und die kumulative Verzögerung die Summe ist Verzögerung in mehreren zehn Mikrosekunden für alle Schnittstellen, die zum Zielnetzwerk führen.
Beim Erlernen von EIGRP müssen wir vier Definitionen verstehen: Machbare Entfernung, gemeldete Entfernung, Nachfolger (Nachbar-Router mit den niedrigsten Pfadkosten zum Zielnetzwerk) und Machbarer Nachfolger (Backup-Nachbar-Router). Um zu verstehen, was sie bedeuten, betrachten Sie die folgende Netzwerktopologie.
Beginnen wir mit der Erstellung einer Routing-Tabelle R1, um die beste Route zum Netzwerk 10.1.1.0/24 auszuwählen. Neben jedem Gerät werden der Durchsatz in kbit/s und die Latenz in ms angezeigt. Wir verwenden 100 Mbit/s oder 1000000 Kbit/s GigabitEthernet-Schnittstellen, 100000 Kbit/s FastEthernet, 10000 Kbit/s Ethernet und 1544 Kbit/s serielle Schnittstellen. Diese Werte können durch Betrachtung der Eigenschaften der entsprechenden physikalischen Schnittstellen in den Router-Einstellungen ermittelt werden.
Der Standarddurchsatz serieller Schnittstellen beträgt 1544 Kbit/s, und selbst wenn Sie über eine 64-Kbit/s-Leitung verfügen, beträgt der Durchsatz immer noch 1544 Kbit/s. Daher müssen Sie als Netzwerkadministrator sicherstellen, dass Sie den richtigen Bandbreitenwert verwenden. Für eine bestimmte Schnittstelle kann sie mit dem Befehl „bandwidth“ eingestellt werden, und mit dem Befehl „delay“ können Sie den Standardverzögerungswert ändern. Sie müssen sich keine Gedanken über die Standardbandbreitenwerte für GigabitEthernet- oder Ethernet-Schnittstellen machen, seien Sie jedoch bei der Auswahl der Leitungsgeschwindigkeit vorsichtig, wenn Sie eine serielle Schnittstelle verwenden.
Bitte beachten Sie, dass in diesem Diagramm die Verzögerung angeblich in Millisekunden ms angegeben wird, in Wirklichkeit sind es jedoch Mikrosekunden. Mir fehlt einfach der Buchstabe μ, um Mikrosekunden μs korrekt zu bezeichnen.
Bitte achten Sie genau auf die folgende Tatsache. Wenn Sie den Befehl show interface g0/0 ausgeben, zeigt das System die Latenz in zehn Mikrosekunden und nicht nur in Mikrosekunden an.
Wir werden uns dieses Problem im nächsten Video zur Konfiguration von EIGRP ausführlich ansehen. Denken Sie zunächst daran, dass beim Einsetzen von Latenzwerten in die Formel 100 μs aus dem Diagramm zu 10 werden, da die Formel Dutzende Mikrosekunden und keine Einheiten verwendet.
Im Diagramm werde ich mit roten Punkten die Schnittstellen kennzeichnen, auf die sich die angezeigten Durchsätze und Verzögerungen beziehen.
Zunächst müssen wir die mögliche realisierbare Entfernung ermitteln. Dies ist die FD-Metrik, die anhand der Formel berechnet wird. Für den Abschnitt von R5 zum externen Netzwerk müssen wir 107 durch 106 teilen, als Ergebnis erhalten wir 10. Als nächstes müssen wir zu diesem Bandbreitenwert eine Verzögerung von 1 hinzufügen, da wir 10 Mikrosekunden haben, d. h. eins zehn. Der resultierende Wert von 11 muss mit 256 multipliziert werden, d. h. der metrische Wert beträgt 2816. Dies ist der FD-Wert für diesen Abschnitt des Netzwerks.
Router R5 sendet diesen Wert an Router R2 und für R2 wird er zur deklarierten gemeldeten Entfernung, also dem Wert, den ihm der Nachbar mitgeteilt hat. Somit entspricht die angekündigte RD-Entfernung für alle anderen Geräte der möglichen FD-Entfernung des Geräts, das sie Ihnen gemeldet hat.
Router R2 führt FD-Berechnungen basierend auf seinen Daten durch, das heißt, er dividiert 107 durch 105 und erhält 100. Dann addiert er zu diesem Wert die Summe der Verzögerungen auf der Route zum externen Netzwerk: R5s Verzögerung, gleich einer zehn Mikrosekunden, und seine eigene Verzögerung, gleich zehn Zehnern. Die Gesamtverzögerung beträgt 11 zehn Mikrosekunden. Wir addieren es zum resultierenden Hundert und erhalten 111, multiplizieren diesen Wert mit 256 und erhalten den Wert FD = 28416. Router R3 macht dasselbe und erhält nach den Berechnungen den Wert FD=281856. Router R4 berechnet den Wert FD=3072 und übermittelt ihn als RD an R1.
Bitte beachten Sie, dass Router R1 bei der Berechnung von FD nicht seine eigene Bandbreite von 1000000 kbit/s in die Formel einsetzt, sondern die geringere Bandbreite von Router R2, die 100000 kbit/s entspricht, da die Formel immer die Mindestbandbreite von verwendet die Schnittstelle, die zum Zielnetzwerk führt. In diesem Fall befinden sich die Router R10.1.1.0 und R24 auf dem Pfad zum Netzwerk 2/5, aber da der fünfte Router eine größere Bandbreite hat, wird der kleinste Bandbreitenwert von Router R2 in die Formel eingesetzt. Die Gesamtverzögerung entlang des Pfades R1-R2-R5 beträgt 1+10+1 (Zehner) = 12, der reduzierte Durchsatz beträgt 100 und die Summe dieser Zahlen multipliziert mit 256 ergibt den Wert FD=30976.
Alle Geräte haben also den FD ihrer Schnittstellen berechnet und Router R1 verfügt über drei Routen, die zum Zielnetzwerk führen. Dies sind die Routen R3-R1, R2-R1 und R3-R1. Der Router wählt den minimalen Wert der möglichen Distanz FD, der 4 entspricht – das ist die Route zum Router R30976. Dieser Router wird zum Nachfolger oder „Nachfolger“. Die Routing-Tabelle gibt auch den Feasible Successor (Backup-Nachfolger) an – das bedeutet, dass die Route über den Backup-Router Feasible Successor geleitet wird, wenn die Verbindung zwischen R2 und Successor unterbrochen wird.
Mögliche Nachfolger werden nach einer einzigen Regel zugewiesen: Die angekündigte Entfernung RD dieses Routers muss kleiner sein als die FD des Routers im Segment zum Nachfolger. In unserem Fall hat R1-R2 FD = 30976, RD im Abschnitt R1-K3 ist gleich 281856 und RD im Abschnitt R1-R4 ist gleich 3072. Da 3072 < 30976, wird Router R4 als mögliche Nachfolger ausgewählt.
Dies bedeutet, dass bei einer Kommunikationsstörung im Netzwerkabschnitt R1-R2 der Datenverkehr zum Netzwerk 10.1.1.0/24 über die Route R1-R4-R5 gesendet wird. Das Wechseln einer Route dauert bei Verwendung von RIP mehrere zehn Sekunden, bei Verwendung von OSPF mehrere Sekunden und bei EIGRP erfolgt es sofort. Dies ist ein weiterer Vorteil von EIGRP gegenüber anderen Routing-Protokollen.
Was passiert, wenn sowohl Nachfolger als auch möglicher Nachfolger gleichzeitig getrennt werden? In diesem Fall verwendet EIGRP den DUAL-Algorithmus, der eine Backup-Route über einen wahrscheinlichen Nachfolger berechnen kann. Dies kann mehrere Sekunden dauern, in denen EIGRP einen anderen Nachbarn findet, der zum Weiterleiten des Datenverkehrs verwendet werden kann und dessen Daten in der Routing-Tabelle abgelegt werden kann. Danach setzt das Protokoll seine normale Routing-Arbeit fort.
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Source: habr.com