Hoje começaremos a estudar o protocolo EIGRP, que, junto com o estudo do OSPF, é o tópico mais importante do curso CCNA.
Voltaremos à Seção 2.5 mais tarde, mas por enquanto, logo após a Seção 2.4, passaremos para a Seção 2.6, “Configurando, verificando e solucionando problemas de EIGRP sobre IPv4 (excluindo autenticação, filtragem, resumo manual, redistribuição e stub). Configuração)."
Hoje teremos uma lição introdutória na qual apresentarei o conceito do Enhanced Internal Gateway Routing Protocol EIGRP, e nas próximas duas lições veremos como configurar e solucionar problemas dos robôs do protocolo. Mas primeiro quero lhe dizer o seguinte.
Nas últimas lições aprendemos sobre OSPF. Agora quero que você se lembre de que, quando analisamos o RIP há muitos meses, falamos sobre loops de roteamento e tecnologias que evitam o loop do tráfego. Como você pode evitar loops de roteamento ao usar OSPF? É possível usar métodos como Route Poison ou Split Horizon para isso? Estas são perguntas que você deve responder por si mesmo. Você pode usar outros recursos temáticos, mas encontre respostas para essas perguntas. Quero que você aprenda como encontrar as respostas sozinho, trabalhando com diferentes fontes, e encorajo você a deixar seus comentários abaixo deste vídeo para que eu possa ver quantos dos meus alunos concluíram esta tarefa.
O que é EIGRP? É um protocolo de roteamento híbrido que combina os recursos úteis de um protocolo de vetor de distância, como o RIP, e de um protocolo de estado de link, como o OSPF.
EIGRP é um protocolo proprietário da Cisco que foi disponibilizado ao público em 2013. A partir do protocolo de rastreamento link-state, ele adotou um algoritmo de estabelecimento de vizinhança, diferentemente do RIP, que não cria vizinhos. O RIP também troca tabelas de roteamento com outros participantes do protocolo, mas o OSPF forma uma adjacência antes de iniciar essa troca. O EIGRP funciona da mesma maneira.
O protocolo RIP atualiza periodicamente a tabela de roteamento completa a cada 30 segundos e distribui informações sobre todas as interfaces e rotas para todos os seus vizinhos. O EIGRP não realiza atualizações periódicas completas de informações, em vez disso usa o conceito de transmissão de mensagens Hello da mesma forma que o OSPF. A cada poucos segundos ele envia um Olá para ter certeza de que o vizinho ainda está “vivo”.
Ao contrário do protocolo de vetor de distância, que examina toda a topologia da rede antes de decidir formar uma rota, o EIGRP, assim como o RIP, cria rotas com base em rumores. Quando digo rumores, quero dizer que quando um vizinho relata algo, o EIGRP concorda com isso sem questionar. Por exemplo, se um vizinho diz que sabe como chegar a 10.1.1.2, o EIGRP acredita nele sem perguntar: “Como você sabia disso? Conte-me sobre a topologia de toda a rede!
Antes de 2013, se você usasse apenas infraestrutura Cisco, poderia usar EIGRP, já que esse protocolo foi criado em 1994. Porém, muitas empresas, mesmo utilizando equipamentos Cisco, não queriam trabalhar com essa lacuna. Na minha opinião, o EIGRP é o melhor protocolo de roteamento dinâmico atualmente porque é muito mais fácil de usar, mas as pessoas ainda preferem o OSPF. Acho que isso se deve ao fato de eles não quererem ficar vinculados aos produtos Cisco. Mas a Cisco disponibilizou esse protocolo publicamente porque ele oferece suporte a equipamentos de rede de terceiros, como o Juniper, e se você se associar a uma empresa que não usa equipamentos Cisco, não terá problemas.
Vamos fazer uma breve excursão pela história dos protocolos de rede.
O protocolo RIPv1, que surgiu na década de 1980, tinha uma série de limitações, por exemplo, um número máximo de saltos de 16 e, portanto, não podia fornecer roteamento em grandes redes. Um pouco mais tarde, eles desenvolveram o protocolo de roteamento de gateway interno IGRP, que era muito melhor que o RIP. No entanto, era mais um protocolo de vetor de distância do que um protocolo de estado de link. No final da década de 80, surgiu um padrão aberto, o protocolo de estado de link OSPFv2 para IPv4.
No início dos anos 90, a Cisco decidiu que o IGRP precisava ser melhorado e lançou o EIGRP Enhanced Internal Gateway Routing Protocol. Foi muito mais eficaz que o OSPF porque combinou recursos do RIP e do OSPF. À medida que começarmos a explorá-lo, você verá que o EIGRP é muito mais fácil de configurar do que o OSPF. A Cisco tentou criar um protocolo que garantisse a convergência de rede mais rápida possível.
No final dos anos 90, uma versão atualizada sem classe do protocolo RIPv2 foi lançada. Na década de 2000, surgiu a terceira versão do OSPF, RIPng e EIGRPv6, que suportava o protocolo IPv6. O mundo está gradualmente se aproximando de uma transição completa para o IPv6, e os desenvolvedores de protocolos de roteamento querem estar preparados para isso.
Se você se lembra, estudamos que ao escolher a rota ideal, o RIP, como protocolo de vetor de distância, é guiado por apenas um critério - o número mínimo de saltos ou a distância mínima até a interface de destino. Assim, o roteador R1 escolherá uma rota direta para o roteador R3, apesar de a velocidade nesta rota ser de 64 kbit/s - várias vezes menor que a velocidade na rota R1-R2-R3, igual a 1544 kbit/s. O protocolo RIP considerará uma rota lenta de um salto como ideal, em vez de uma rota rápida de 2 saltos.
O OSPF estudará toda a topologia da rede e decidirá usar a rota através de R3 como a rota mais rápida para comunicação com o roteador R2. O RIP usa o número de saltos como métrica, enquanto a métrica do OSPF é o custo, que na maioria dos casos é proporcional à largura de banda do link.
O EIGRP também se concentra no custo da rota, mas sua métrica é muito mais complexa que a OSPF e depende de muitos fatores, incluindo largura de banda, atraso, confiabilidade, carregamento e MTU máximo. Por exemplo, se um nó estiver mais carregado que outros, o EIGRP analisará a carga em toda a rota e selecionará outro nó com menos carga.
No curso CCNA levaremos em consideração apenas fatores de formação de métricas como Largura de Banda e Atraso; estes são os que a fórmula métrica utilizará.
O protocolo de vetor de distância RIP usa dois conceitos: distância e direção. Se tivermos 3 roteadores, e um deles estiver conectado à rede 20.0.0.0, então a escolha será feita por distância - são saltos, neste caso 1 salto, e por direção, ou seja, ao longo de qual caminho - superior ou inferior - para enviar tráfego.
Além disso, o RIP utiliza atualização periódica de informações, distribuindo uma tabela de roteamento completa pela rede a cada 30 segundos. Esta atualização faz duas coisas. A primeira é a atualização propriamente dita da tabela de roteamento, a segunda é a verificação da viabilidade do vizinho. Caso o dispositivo não receba uma atualização da tabela de respostas ou novas informações de rota do vizinho em 2 segundos, ele entende que a rota para o vizinho não pode mais ser utilizada. O roteador envia uma atualização a cada 30 segundos para descobrir se o vizinho ainda está ativo e se a rota ainda é válida.
Como eu disse, a tecnologia Split Horizon é usada para evitar loops de rota. Isso significa que a atualização não é enviada de volta para a interface de onde veio. A segunda tecnologia para prevenir loops é Route Poison. Caso a conexão com a rede 20.0.0.0 mostrada na imagem seja interrompida, o roteador ao qual estava conectado envia uma “rota envenenada” para seus vizinhos, na qual informa que esta rede agora está acessível em 16 saltos, ou seja, praticamente inacessível. É assim que funciona o protocolo RIP.
Como funciona o EIGRP? Se você se lembra das lições sobre OSPF, este protocolo executa três funções: estabelece uma vizinhança, usa LSA para atualizar o LSDB de acordo com as mudanças na topologia da rede e constrói uma tabela de roteamento. Estabelecer uma vizinhança é um procedimento bastante complexo que utiliza muitos parâmetros. Por exemplo, verificando e alterando uma conexão 2WAY - algumas conexões permanecem no estado de comunicação bidirecional, outras vão para o estado FULL. Ao contrário do OSPF, isso não acontece no protocolo EIGRP – ele verifica apenas 4 parâmetros.
Assim como o OSPF, este protocolo envia uma mensagem Hello contendo 10 parâmetros a cada 4 segundos. O primeiro é o critério de autenticação, caso tenha sido previamente configurado. Neste caso, todos os dispositivos com os quais se estabelece proximidade deverão ter os mesmos parâmetros de autenticação.
O segundo parâmetro é utilizado para verificar se os dispositivos pertencem ao mesmo sistema autônomo, ou seja, para estabelecer adjacência utilizando o protocolo EIGRP, ambos os dispositivos devem ter o mesmo número de sistema autônomo. O terceiro parâmetro é usado para verificar se as mensagens Hello são enviadas do mesmo endereço IP de origem.
O quarto parâmetro é usado para verificar a consistência dos coeficientes dos K-Values das variáveis. O protocolo EIRGP usa 5 desses coeficientes de K1 a K5. Se você se lembra, se K=0 os parâmetros são ignorados, mas se K=1, então os parâmetros são usados na fórmula de cálculo da métrica. Assim, os valores de K1-5 para diferentes dispositivos devem ser iguais. No curso CCNA tomaremos os valores padrão destes coeficientes: K1 e K3 são iguais a 1, e K2, K4 e K5 são iguais a 0.
Portanto, se esses 4 parâmetros corresponderem, o EIGRP estabelece um relacionamento de vizinhança e os dispositivos entram na tabela de vizinhos. A seguir, são feitas alterações na tabela de topologia.
Todas as mensagens Hello são enviadas para o endereço IP multicast 224.0.0.10, e as atualizações, dependendo da configuração, são enviadas para os endereços unicast dos vizinhos ou para o endereço multicast. Esta atualização não vem por UDP ou TCP, mas usa um protocolo diferente chamado RTP, Reliable Transport Protocol. Este protocolo verifica se o vizinho recebeu uma atualização e, como o próprio nome sugere, sua principal função é garantir a confiabilidade da comunicação. Caso a atualização não chegue ao vizinho, a transmissão será repetida até que o vizinho a receba. O OSPF não possui um mecanismo para verificar o dispositivo destinatário, portanto o sistema não sabe se os dispositivos vizinhos receberam a atualização ou não.
Se você se lembra, o RIP envia uma atualização da topologia de rede completa a cada 30 segundos. O EIGRP só faz isso se um novo dispositivo aparecer na rede ou se ocorrerem algumas alterações. Caso a topologia da sub-rede tenha sido alterada, o protocolo enviará uma atualização, mas não a tabela de topologia completa, mas apenas os registros com esta alteração. Se uma sub-rede for alterada, apenas a sua topologia será atualizada. Esta parece ser uma atualização parcial que ocorre quando necessária.
Como você sabe, o OSPF envia LSAs a cada 30 minutos, independentemente de haver alguma alteração na rede. O EIGRP não enviará nenhuma atualização por um longo período de tempo até que haja alguma alteração na rede. Portanto, o EIGRP é muito mais eficiente que o OSPF.
Após a troca dos pacotes de atualização pelos roteadores, inicia-se a terceira etapa - a formação de uma tabela de roteamento com base na métrica, que é calculada pela fórmula mostrada na figura. Ela calcula o custo e toma uma decisão com base nesse custo.
Vamos supor que R1 enviou Hello para o roteador R2 e que esse roteador enviou Hello para o roteador R1. Se todos os parâmetros corresponderem, os roteadores criam uma tabela de vizinhos. Nesta tabela, R2 escreve uma entrada sobre o roteador R1 e R1 cria uma entrada sobre R2. Após isso, o roteador R1 envia a atualização para a rede 10.1.1.0/24 conectada a ele. Na tabela de roteamento, isso se parece com informações sobre o endereço IP da rede, a interface do roteador que fornece comunicação com ela e o custo da rota por meio dessa interface. Se você se lembra, o custo do EIGRP é 90, e aí está indicado o valor da Distância, que falaremos mais tarde.
A fórmula métrica completa parece muito mais complicada, pois inclui os valores dos coeficientes K e várias transformações. O site da Cisco fornece um formulário completo da fórmula, mas se você substituir os valores padrão do coeficiente, ele será convertido em um formato mais simples - a métrica será igual a (largura de banda + atraso) * 256.
Usaremos apenas esta forma simplificada da fórmula para calcular a métrica, onde a largura de banda em kilobits é igual a 107, dividida pela menor largura de banda de todas as interfaces que levam à menor largura de banda da rede de destino, e o atraso cumulativo é o total atraso em dezenas de microssegundos para todas as interfaces que levam à rede de destino.
Ao aprender EIGRP, precisamos entender quatro definições: Distância Viável, Distância Reportada, Sucessor (roteador vizinho com o menor custo de caminho para a rede de destino) e Sucessor Viável (roteador vizinho de backup). Para entender o que significam, considere a seguinte topologia de rede.
Vamos começar criando uma tabela de roteamento R1 para selecionar a melhor rota para a rede 10.1.1.0/24. Ao lado de cada dispositivo são mostrados o throughput em kbit/s e a latência em ms. Usamos interfaces GigabitEthernet de 100 Mbps ou 1000000 kbps, FastEthernet de 100000 kbps, Ethernet de 10000 kbps e interfaces seriais de 1544 kbps. Esses valores podem ser encontrados visualizando as características das interfaces físicas correspondentes nas configurações do roteador.
A taxa de transferência padrão das interfaces seriais é de 1544 kbps e, mesmo se você tiver uma linha de 64 kbps, a taxa de transferência ainda será de 1544 kbps. Portanto, como administrador de rede, você precisa ter certeza de que está usando o valor correto da largura de banda. Para uma interface específica, ela pode ser definida usando o comando largura de banda e, usando o comando delay, você pode alterar o valor de atraso padrão. Você não precisa se preocupar com os valores de largura de banda padrão para interfaces GigabitEthernet ou Ethernet, mas tome cuidado ao escolher a velocidade da linha se estiver usando uma interface serial.
Observe que neste diagrama o atraso é supostamente indicado em milissegundos ms, mas na realidade é microssegundos, só não tenho a letra μ para denotar corretamente microssegundos μs.
Por favor, preste muita atenção ao seguinte fato. Se você emitir o comando show interface g0/0, o sistema exibirá a latência em dezenas de microssegundos em vez de apenas microssegundos.
Veremos esse problema em detalhes no próximo vídeo sobre configuração do EIGRP, por enquanto lembre-se que ao substituir os valores de latência na fórmula, 100 μs do diagrama se transforma em 10, pois a fórmula usa dezenas de microssegundos, não unidades.
No diagrama, indicarei com pontos vermelhos as interfaces às quais se referem as taxas de transferência e atrasos mostrados.
Primeiro de tudo, precisamos determinar a possível distância viável. Esta é a métrica FD, que é calculada usando a fórmula. Para o trecho de R5 até a rede externa, precisamos dividir 107 por 106, como resultado obtemos 10. A seguir, a esse valor de largura de banda precisamos adicionar um atraso igual a 1, pois temos 10 microssegundos, ou seja, um dez. O valor resultante de 11 deve ser multiplicado por 256, ou seja, o valor da métrica será 2816. Este é o valor FD para este trecho da rede.
O roteador R5 enviará esse valor para o roteador R2, e para R2 ele se tornará a Distância Reportada declarada, ou seja, o valor que o vizinho lhe informou. Assim, a distância RD anunciada para todos os outros dispositivos será igual à distância FD possível do dispositivo que a reportou a você.
O roteador R2 realiza cálculos de FD com base em seus dados, ou seja, divide 107 por 105 e obtém 100. Em seguida, soma a esse valor a soma dos atrasos na rota para a rede externa: o atraso do R5, igual a dez microssegundos, e seu próprio atraso, igual a dez dezenas. O atraso total será de 11 dezenas de microssegundos. Adicionamos à centena resultante e obtemos 111, multiplicamos esse valor por 256 e obtemos o valor FD = 28416. O roteador R3 faz o mesmo, recebendo após os cálculos o valor FD=281856. O roteador R4 calcula o valor FD=3072 e o transmite para R1 como RD.
Observe que ao calcular FD, o roteador R1 não substitui sua própria largura de banda de 1000000 kbit/s na fórmula, mas a largura de banda inferior do roteador R2, que é igual a 100000 kbit/s, porque a fórmula sempre usa a largura de banda mínima de a interface que leva à rede de destino. Nesse caso, os roteadores R10.1.1.0 e R24 estão localizados no caminho para a rede 2/5, mas como o quinto roteador possui largura de banda maior, o menor valor de largura de banda do roteador R2 é substituído na fórmula. O atraso total ao longo do caminho R1-R2-R5 é 1+10+1 (dezenas) = 12, a taxa de transferência reduzida é 100 e a soma desses números multiplicada por 256 dá o valor FD=30976.
Assim, todos os dispositivos calcularam o FD de suas interfaces, e o roteador R1 possui 3 rotas que levam à rede de destino. Estas são as rotas R1-R2, R1-R3 e R1-R4. O roteador seleciona o valor mínimo da distância possível FD, que é igual a 30976 - esta é a rota para o roteador R2. Este roteador se torna o Sucessor, ou “sucessor”. A tabela de roteamento também indica Feasible Successor (sucessor de backup) - significa que se a conexão entre R1 e Successor for interrompida, a rota será roteada através do roteador Feasible Successor de backup.
Os sucessores viáveis são atribuídos de acordo com uma única regra: a distância anunciada RD deste roteador deve ser menor que a FD do roteador no segmento até o sucessor. No nosso caso, R1-R2 tem FD = 30976, RD na seção R1-K3 é igual a 281856 e RD na seção R1-R4 é igual a 3072. Como 3072 <30976, o roteador R4 é selecionado como sucessores viáveis.
Isto significa que se a comunicação for interrompida na seção de rede R1-R2, o tráfego para a rede 10.1.1.0/24 será enviado ao longo da rota R1-R4-R5. A troca de rota ao usar RIP leva várias dezenas de segundos, ao usar OSPF leva vários segundos e no EIGRP ocorre instantaneamente. Esta é outra vantagem do EIGRP sobre outros protocolos de roteamento.
O que acontece se o Sucessor e o Sucessor Viável forem desconectados ao mesmo tempo? Neste caso, o EIGRP utiliza o algoritmo DUAL, que pode calcular uma rota de backup através de um provável sucessor. Isto pode levar vários segundos, durante os quais o EIGRP encontrará outro vizinho que possa ser usado para encaminhar o tráfego e colocar seus dados na tabela de roteamento. Depois disso, o protocolo continuará seu trabalho normal de roteamento.
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Fonte: habr.com