Oggi inizieremo a studiare il protocollo EIGRP, che, insieme allo studio OSPF, è l'argomento più importante del corso CCNA.
Torneremo alla Sezione 2.5 più tardi, ma per ora, subito dopo la Sezione 2.4, passeremo alla Sezione 2.6, «Configurazione, verifica e risoluzione dei problemi di EIGRP su IPv4 (esclusi autenticazione, filtraggio, riepilogo manuale, ridistribuzione e stub Configurazione)."
Oggi avremo una lezione introduttiva in cui ti introdurrò al concetto del protocollo di routing interno avanzato EIGRP e nelle prossime due lezioni esamineremo la configurazione e la risoluzione dei problemi dei robot del protocollo. Ma prima voglio dirti quanto segue.
Nelle ultime lezioni abbiamo imparato a conoscere OSPF. Ora voglio che ricordiate che quando abbiamo esaminato il RIP molti mesi fa, abbiamo parlato di cicli di routing e di tecnologie che impediscono il looping del traffico. Come è possibile prevenire i loop di routing quando si utilizza OSPF? È possibile utilizzare metodi come Route Poison o Split Horizon per questo? Queste sono domande a cui devi rispondere da solo. Puoi utilizzare altre risorse tematiche, ma trova le risposte a queste domande. Voglio che tu impari come trovare le risposte da solo lavorando con diverse fonti e ti incoraggio a lasciare i tuoi commenti sotto questo video in modo che io possa vedere quanti dei miei studenti hanno completato questo compito.
Cos'è l'EIGRP? È un protocollo di routing ibrido che combina le caratteristiche utili sia di un protocollo di vettore di distanza come RIP sia di un protocollo di stato del collegamento come OSPF.
L'EIGRP è un protocollo proprietario Cisco reso disponibile al pubblico nel 2013. Dal protocollo di tracciamento dello stato del collegamento, ha adottato un algoritmo di creazione dei vicini, a differenza di RIP, che non crea vicini. RIP scambia anche tabelle di instradamento con altri partecipanti al protocollo, ma OSPF forma un'adiacenza prima di iniziare questo scambio. L’EIGRP funziona allo stesso modo.
Il protocollo RIP aggiorna periodicamente l'intera tabella di routing ogni 30 secondi e distribuisce le informazioni su tutte le interfacce e tutti i percorsi a tutti i suoi vicini. L'EIGRP non esegue aggiornamenti periodici completi delle informazioni, ma utilizza invece il concetto di trasmettere messaggi Hello allo stesso modo di OSPF. Ogni pochi secondi invia un Ciao per assicurarsi che il vicino sia ancora “vivo”.
A differenza del protocollo Distance Vector, che esamina l'intera topologia della rete prima di decidere di formare un percorso, l'EIGRP, come RIP, crea percorsi basati su voci. Quando dico voci, intendo che quando un vicino segnala qualcosa, l'EIGRP è d'accordo senza fare domande. Ad esempio, se un vicino dice di sapere come raggiungere 10.1.1.2, l'EIGRP gli crede senza chiedere: “Come lo sapevi? Parlami della topologia dell'intera rete!
Prima del 2013, se utilizzavi solo l’infrastruttura Cisco, potevi utilizzare l’EIGRP, poiché questo protocollo è stato creato nel 1994. Tuttavia, molte aziende, anche utilizzando apparecchiature Cisco, non volevano colmare questa lacuna. A mio parere, EIGRP è oggi il miglior protocollo di routing dinamico perché è molto più semplice da usare, ma le persone preferiscono ancora OSPF. Penso che ciò sia dovuto al fatto che non vogliono essere legati ai prodotti Cisco. Ma Cisco ha reso questo protocollo disponibile pubblicamente perché supporta apparecchiature di rete di terze parti come Juniper e se collabori con un'azienda che non utilizza apparecchiature Cisco, non avrai problemi.
Facciamo una breve escursione nella storia dei protocolli di rete.
Il protocollo RIPv1, apparso negli anni '1980, presentava una serie di limitazioni, ad esempio un numero massimo di hop pari a 16, e quindi non poteva fornire il routing su reti di grandi dimensioni. Poco dopo, svilupparono il protocollo di routing del gateway interno IGRP, che era molto migliore di RIP. Tuttavia, era più un protocollo di vettore di distanza che un protocollo di stato del collegamento. Alla fine degli anni '80 emerse uno standard aperto, il protocollo link state OSPFv2 per IPv4.
All'inizio degli anni '90, Cisco decise che l'IGRP doveva essere migliorato e rilasciò il protocollo Enhanced Internal Gateway Routing EIGRP. Era molto più efficace di OSPF perché combinava funzionalità sia di RIP che di OSPF. Quando inizieremo ad esplorarlo, vedrai che EIGRP è molto più semplice da configurare rispetto a OSPF. Cisco ha cercato di creare un protocollo che garantisse la convergenza di rete più rapida possibile.
Alla fine degli anni '90 è stata rilasciata una versione aggiornata senza classi del protocollo RIPv2. Negli anni 2000 è apparsa la terza versione di OSPF, RIPng e EIGRPv6, che supportava il protocollo IPv6. Il mondo si sta gradualmente avvicinando alla transizione completa verso IPv6 e gli sviluppatori di protocolli di routing vogliono essere pronti per questo.
Se ricordi, abbiamo studiato che quando si sceglie il percorso ottimale, RIP, come protocollo del vettore di distanza, è guidato da un solo criterio: il numero minimo di salti o la distanza minima dall'interfaccia di destinazione. Quindi, il router R1 sceglierà un percorso diretto al router R3, nonostante il fatto che la velocità su questo percorso sia di 64 kbit/s - molte volte inferiore alla velocità sul percorso R1-R2-R3, pari a 1544 kbit/s. Il protocollo RIP considererà ottimale un percorso lento di una lunghezza di hop piuttosto che un percorso veloce di 2 hop.
OSPF studierà l'intera topologia della rete e deciderà di utilizzare il percorso attraverso R3 come percorso più veloce per la comunicazione con il router R2. RIP utilizza il numero di hop come parametro, mentre il parametro OSPF è il costo, che nella maggior parte dei casi è proporzionale alla larghezza di banda del collegamento.
Anche l'EIGRP si concentra sul costo del percorso, ma la sua metrica è molto più complessa dell'OSPF e si basa su molti fattori, tra cui larghezza di banda, ritardo, affidabilità, caricamento e MTU massimo. Ad esempio, se un nodo è più carico di altri, EIGRP analizzerà il carico sull'intero percorso e selezionerà un altro nodo con meno carico.
Nel corso CCNA prenderemo in considerazione solo fattori di formazione metrica come Larghezza di banda e Ritardo; questi sono quelli che utilizzerà la formula metrica.
Il protocollo del vettore di distanza RIP utilizza due concetti: distanza e direzione. Se abbiamo 3 router e uno di essi è connesso alla rete 20.0.0.0, la scelta verrà effettuata in base alla distanza: si tratta di salti, in questo caso 1 salto, e in direzione, ovvero lungo quale percorso - superiore o inferiore: per inviare traffico.
Inoltre, RIP utilizza l'aggiornamento periodico delle informazioni, distribuendo sulla rete una tabella di routing completa ogni 30 secondi. Questo aggiornamento fa 2 cose. Il primo è l'effettivo aggiornamento della tabella di routing, il secondo controlla la vitalità del vicino. Se il dispositivo non riceve un aggiornamento della tabella di risposta o nuove informazioni sul percorso dal vicino entro 30 secondi, comprende che il percorso verso il vicino non può più essere utilizzato. Il router invia un aggiornamento ogni 30 secondi per scoprire se il vicino è ancora vivo e se il percorso è ancora valido.
Come ho detto, la tecnologia Split Horizon viene utilizzata per prevenire loop di percorso. Ciò significa che l'aggiornamento non viene rinviato all'interfaccia da cui proviene. La seconda tecnologia per prevenire i loop è Route Poison. Se la connessione con la rete 20.0.0.0 mostrata in figura viene interrotta, il router a cui era connesso invia ai vicini un “poisoned route” in cui segnala che questa rete è ora accessibile in 16 hop, cioè praticamente irraggiungibile. Ecco come funziona il protocollo RIP.
Come funziona l'EIGRP? Se ricordi dalle lezioni su OSPF, questo protocollo svolge tre funzioni: stabilisce un vicinato, utilizza LSA per aggiornare LSDB in base ai cambiamenti nella topologia della rete e crea una tabella di routing. La costituzione di un quartiere è una procedura piuttosto complessa che utilizza molti parametri. Ad esempio, controllando e modificando una connessione 2WAY: alcune connessioni rimangono nello stato di comunicazione bidirezionale, altre passano allo stato FULL. A differenza di OSPF, nel protocollo EIGRP ciò non accade: controlla solo 4 parametri.
Come OSPF, questo protocollo invia un messaggio Hello contenente 10 parametri ogni 4 secondi. Il primo è il criterio di autenticazione, se è stato precedentemente configurato. In questo caso tutti i dispositivi con cui viene stabilita la prossimità devono avere gli stessi parametri di autenticazione.
Il secondo parametro viene utilizzato per verificare se i dispositivi appartengono allo stesso sistema autonomo, ovvero per stabilire l'adiacenza utilizzando il protocollo EIGRP, entrambi i dispositivi devono avere lo stesso numero di sistema autonomo. Il terzo parametro viene utilizzato per verificare che i messaggi Hello vengano inviati dallo stesso indirizzo IP di origine.
Il quarto parametro viene utilizzato per verificare la coerenza dei coefficienti variabili K-Values. Il protocollo EIRGP utilizza 5 coefficienti di questo tipo da K1 a K5. Se ricordi, se K=0 i parametri vengono ignorati, ma se K=1, i parametri vengono utilizzati nella formula per il calcolo della metrica. Pertanto, i valori di K1-5 per diversi dispositivi devono essere gli stessi. Nel corso CCNA prenderemo i valori predefiniti di questi coefficienti: K1 e K3 sono pari a 1, e K2, K4 e K5 sono pari a 0.
Pertanto, se questi 4 parametri corrispondono, l'EIGRP stabilisce una relazione di prossimità e i dispositivi si inseriscono a vicenda nella tabella dei vicini. Successivamente, vengono apportate modifiche alla tabella della topologia.
Tutti i messaggi Hello vengono inviati all'indirizzo IP multicast 224.0.0.10 e gli aggiornamenti, a seconda della configurazione, vengono inviati agli indirizzi unicast dei vicini o all'indirizzo multicast. Questo aggiornamento non avviene tramite UDP o TCP, ma utilizza un protocollo diverso chiamato RTP, Reliable Transport Protocol. Questo protocollo controlla se il vicino ha ricevuto un aggiornamento e, come suggerisce il nome, la sua funzione chiave è garantire l'affidabilità della comunicazione. Se l'aggiornamento non raggiunge il vicino, la trasmissione verrà ripetuta finché il vicino non lo riceve. OSPF non dispone di un meccanismo per controllare il dispositivo destinatario, quindi il sistema non sa se i dispositivi vicini hanno ricevuto o meno l'aggiornamento.
Se ricordi, RIP invia un aggiornamento della topologia di rete completa ogni 30 secondi. L'EIGRP lo fa solo se è apparso un nuovo dispositivo sulla rete o se si sono verificati alcuni cambiamenti. Se la topologia della sottorete è cambiata, il protocollo invierà un aggiornamento, ma non l'intera tabella della topologia, ma solo i record con questa modifica. Se una sottorete cambia, verrà aggiornata solo la sua topologia. Sembra che si tratti di un aggiornamento parziale che si verifica quando richiesto.
Come sai, OSPF invia LSA ogni 30 minuti, indipendentemente dal fatto che vengano apportate modifiche alla rete. L'EIGRP non invierà alcun aggiornamento per un lungo periodo di tempo finché non si verificheranno alcuni cambiamenti nella rete. Pertanto, l’EIGRP è molto più efficiente dell’OSPF.
Dopo che i router si sono scambiati i pacchetti di aggiornamento, inizia la terza fase: la formazione di una tabella di routing basata sulla metrica, che viene calcolata utilizzando la formula mostrata in figura. Calcola il costo e prende una decisione in base a questo costo.
Supponiamo che R1 abbia inviato Hello al router R2 e che il router abbia inviato Hello al router R1. Se tutti i parametri corrispondono, i router creano una tabella dei vicini. In questa tabella, R2 scrive una voce sul router R1 e R1 crea una voce su R2. Successivamente, il router R1 invia l'aggiornamento alla rete 10.1.1.0/24 ad esso collegata. Nella tabella di routing, sembrano informazioni sull'indirizzo IP della rete, sull'interfaccia del router che fornisce la comunicazione con essa e sul costo del percorso attraverso questa interfaccia. Se ricordi, il costo dell'EIGRP è 90, e poi viene indicato il valore della Distanza, di cui parleremo più avanti.
La formula metrica completa appare molto più complicata, poiché comprende i valori dei coefficienti K e varie trasformazioni. Il sito Web Cisco fornisce una forma completa della formula, ma se si sostituiscono i valori dei coefficienti predefiniti, verrà convertita in una forma più semplice: la metrica sarà uguale a (larghezza di banda + ritardo) * 256.
Utilizzeremo proprio questa forma semplificata della formula per calcolare la metrica, dove la larghezza di banda in kilobit è uguale a 107, divisa per la larghezza di banda più piccola di tutte le interfacce che portano alla rete di destinazione con larghezza di banda minima, e il ritardo cumulativo è il totale ritardo in decine di microsecondi per tutte le interfacce che portano alla rete di destinazione.
Quando apprendiamo l'EIGRP, dobbiamo comprendere quattro definizioni: distanza fattibile, distanza segnalata, successore (router vicino con il costo di percorso più basso verso la rete di destinazione) e successore fattibile (router vicino di backup). Per comprendere cosa significano, considerare la seguente topologia di rete.
Iniziamo creando una tabella di routing R1 per selezionare il percorso migliore verso la rete 10.1.1.0/24. Accanto a ciascun dispositivo vengono visualizzati il throughput in kbit/s e la latenza in ms. Utilizziamo interfacce GigabitEthernet da 100 Mbps o 1000000 kbps, FastEthernet da 100000 kbps, Ethernet da 10000 kbps e interfacce seriali da 1544 kbps. Questi valori possono essere rilevati visualizzando le caratteristiche delle corrispondenti interfacce fisiche nelle impostazioni del router.
Il throughput predefinito delle interfacce seriali è 1544 kbps e, anche se disponi di una linea a 64 kbps, il throughput sarà comunque di 1544 kbps. Pertanto, in qualità di amministratore di rete, devi assicurarti di utilizzare il valore di larghezza di banda corretto. Per un'interfaccia specifica, è possibile impostarla utilizzando il comando larghezza di banda e, utilizzando il comando ritardo, è possibile modificare il valore di ritardo predefinito. Non devi preoccuparti dei valori di larghezza di banda predefiniti per le interfacce GigabitEthernet o Ethernet, ma fai attenzione quando scegli la velocità della linea se utilizzi un'interfaccia seriale.
Tieni presente che in questo diagramma il ritardo è presumibilmente indicato in millisecondi ms, ma in realtà sono microsecondi, semplicemente non ho la lettera μ per indicare correttamente i microsecondi μs.
Si prega di prestare molta attenzione al fatto seguente. Se esegui il comando show Interface g0/0, il sistema visualizzerà la latenza in decine di microsecondi anziché solo in microsecondi.
Esamineremo questo problema in dettaglio nel prossimo video sulla configurazione dell'EIGRP, per ora ricordiamo che quando si sostituiscono i valori di latenza nella formula, 100 μs dal diagramma diventano 10, poiché la formula utilizza decine di microsecondi, non unità.
Nel diagramma indicherò con punti rossi le interfacce a cui si riferiscono i throughput e i ritardi mostrati.
Innanzitutto occorre determinare la possibile Distanza Ammissibile. Questa è la metrica FD, che viene calcolata utilizzando la formula. Per il tratto da R5 alla rete esterna, dobbiamo dividere 107 per 106, di conseguenza otteniamo 10. Successivamente, a questo valore di larghezza di banda dobbiamo aggiungere un ritardo pari a 1, perché abbiamo 10 microsecondi, cioè uno dieci. Il valore risultante di 11 deve essere moltiplicato per 256, ovvero il valore metrico sarà 2816. Questo è il valore FD per questa sezione della rete.
Il router R5 invierà questo valore al router R2, e per R2 diventerà la Reported Distance dichiarata, cioè il valore che gli ha detto il vicino. Pertanto, la distanza RD pubblicizzata per tutti gli altri dispositivi sarà uguale alla possibile distanza FD del dispositivo che te l'ha segnalata.
Il router R2 esegue i calcoli FD in base ai suoi dati, ovvero divide 107 per 105 e ottiene 100. Quindi aggiunge a questo valore la somma dei ritardi sul percorso verso la rete esterna: il ritardo di R5, pari a dieci microsecondi, e il proprio ritardo, pari a dieci decine. Il ritardo totale sarà di 11 decine di microsecondi. Lo aggiungiamo al centinaio risultante e otteniamo 111, moltiplichiamo questo valore per 256 e otteniamo il valore FD = 28416. Il router R3 fa lo stesso, ricevendo dopo i calcoli il valore FD=281856. Il router R4 calcola il valore FD=3072 e lo trasmette a R1 come RD.
Si prega di notare che nel calcolo di FD, il router R1 non sostituisce nella formula la propria larghezza di banda di 1000000 kbit/s, ma la larghezza di banda inferiore del router R2, che è pari a 100000 kbit/s, poiché la formula utilizza sempre la larghezza di banda minima di l'interfaccia che porta alla rete di destinazione. In questo caso, i router R10.1.1.0 e R24 si trovano sul percorso verso la rete 2/5, ma poiché il quinto router ha una larghezza di banda maggiore, nella formula viene sostituito il valore di larghezza di banda più piccolo del router R2. Il ritardo totale lungo il percorso R1-R2-R5 è 1+10+1 (decine) = 12, il throughput ridotto è 100, e la somma di questi numeri moltiplicata per 256 dà il valore FD=30976.
Pertanto, tutti i dispositivi hanno calcolato l'FD delle loro interfacce e il router R1 ha 3 percorsi che portano alla rete di destinazione. Si tratta dei percorsi R1-R2, R1-R3 e R1-R4. Il router seleziona il valore minimo della possibile distanza FD, che è pari a 30976: questo è il percorso verso il router R2. Questo router diventa il Successore, o “successore”. La tabella di instradamento indica anche il successore fattibile (successore di backup): significa che se la connessione tra R1 e il successore viene interrotta, il percorso verrà instradato attraverso il router del successore fattibile di backup.
I possibili successori vengono assegnati secondo un'unica regola: la distanza pubblicizzata RD di questo router deve essere inferiore alla FD del router nel segmento verso il successore. Nel nostro caso, R1-R2 ha FD = 30976, RD nella sezione R1-K3 è uguale a 281856 e RD nella sezione R1-R4 è uguale a 3072. Poiché 3072 < 30976, il router R4 è selezionato come successori ammissibili.
Ciò significa che se la comunicazione viene interrotta sul tratto di rete R1-R2, il traffico verso la rete 10.1.1.0/24 verrà inviato lungo il percorso R1-R4-R5. Il cambio di percorso quando si utilizza RIP richiede diverse decine di secondi, quando si utilizza OSPF richiede diversi secondi e in EIGRP avviene istantaneamente. Questo è un altro vantaggio dell'EIGRP rispetto ad altri protocolli di routing.
Cosa succede se sia il Successore che il Successore Fattibile vengono disconnessi contemporaneamente? In questo caso, l’EIGRP utilizza l’algoritmo DUAL, che può calcolare un percorso di backup attraverso un probabile successore. Questa operazione potrebbe richiedere diversi secondi, durante i quali EIGRP troverà un altro vicino che può essere utilizzato per inoltrare il traffico e inserire i suoi dati nella tabella di instradamento. Successivamente, il protocollo continuerà il suo normale lavoro di routing.
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Fonte: habr.com