Сьогодні ми розпочнемо вивчення протоколу EIGRP, яке нарівні з вивченням OSPF є найважливішою темою курсу CCNA.
Пізніше ми повернемося до розділу 2.5, а зараз одразу після розділу 2.4 перейдемо до розділу 2.6 «Налаштування, перевірка та усунення несправностей EIGRP за протоколом IPv4 (за винятком аутентифікації, фільтрації, ручного підсумовування, перерозподілу та конфігурації stub)».
Сьогодні ми матимемо вступний урок, на якому я розповім вам про концепцію вдосконаленого внутрішнього протоколу маршрутизації шлюзів EIGRP, а на двох наступних уроках ми розглянемо налаштування та усунення несправностей роботи цього протоколу. Але спочатку я хочу повідомити наступне.
Протягом кількох останніх уроків ми вивчали OSPF. Зараз я хочу, щоб ви згадали, що коли багато місяців тому ми вивчали протокол RIP, то говорили про маршрутні петлі Loop і технології, що запобігають зациклюванню трафіку. Як можна запобігти виникненню маршрутних петель під час використання OSPF? Чи можна використовувати для цього такі методи, як отруєння маршруту Route Poison або розщеплений горизонт Split Horizon? Це питання, на які ви маєте відповісти самостійно. Ви можете використовувати інші тематичні ресурси, але знайдіть відповіді на ці запитання. Я хочу, щоб ви навчилися знаходити відповіді самостійно, працюючи з різними джерелами, і попрошу залишати свої коментарі під цим відео, щоб я зміг побачити, скільки з моїх учнів упоралися з цим завданням.
Що таке EIGRP? Це гібридний протокол маршрутизації, який поєднує корисні функції як дистанційно-векторного протоколу, такого як RIP, так і протоколу відстеження стану каналу типу OSPF.
EIGRP є пропрієтарним протоколом Cisco, наданим для загального користування в 2013 році. З протоколу відстеження стану каналу він взяв собі алгоритм встановлення сусідства, на відміну RIP, який створює сусідів. RIP також обмінюється таблицями маршрутизації з іншими учасниками протоколу, проте OSPF, як розпочати такий обмін, формує сусідство. Так само працює EIGRP.
Протокол RIP кожні 30 секунд виконує періодичні оновлення повної таблиці маршрутизації та розсилає інформацію про всі інтерфейси та всі маршрути всім своїм сусідам. EIGRP не виконує періодичного повного оновлення інформації, використовуючи натомість концепцію розсилки повідомлень Hello, як це робить OSPF. Кожні кілька секунд він посилає Hello, щоб переконатися, що сусід все ще живий.
На відміну від дистанційно-векторного протоколу, який вивчає всю топологію мережі, перш ніж ухвалити рішення про формування маршруту, EIGRP на кшталт RIP створює маршрути на підставі чуток. Коли я говорю «чутки», то маю на увазі, що коли сусід повідомляє щось, EIGRP з цим беззастережно погоджується. Наприклад, якщо сусід каже, що знає, як досягти 10.1.1.2, EIGRP вірить йому, не питаючи: Звідки ти це дізнався? Розкажи мені про топологію всієї мережі!».
До 2013 року, якщо ви використовували лише інфраструктуру Cisco, то могли скористатися EIGRP, оскільки цей протокол був створений ще в 1994 році. Однак багато компаній, навіть використовуючи обладнання Cisco, не хотіли працювати з цим проколом. На мою думку, на сьогодні EIGRP є найкращим протоколом динамічної маршрутизації, оскільки набагато легше у використанні, проте люди все ще віддають перевагу OSPF. Думаю, це пов'язано з тим, що вони не хочуть прив'язувати себе до продукції Cisco. Але Cisco зробила цей протокол загальнодоступним, тому що він підтримує мережеве обладнання сторонніх виробників, наприклад, Juniper, і якщо ви об'єднаєтеся з компанією, яка не використовує обладнання Cisco, у вас не виникне жодних проблем.
Давайте зробимо невеликий екскурс в історію мережевих протоколів.
Протокол RIPv1, що з'явився в 1980-х роках, мав ряд обмежень, наприклад, максимальна кількість хопів, що дорівнює 16, у зв'язку з чим не міг забезпечити маршрутизацію у великих мережах. Трохи пізніше розробили внутрішній протокол маршрутизації шлюзу IGRP, який був набагато кращим за RIP. Однак він був більш дистанційно-векторним протоколом, ніж протоколом стану каналів. Наприкінці 80-х з'явився відкритий стандарт – протокол відстеження стану каналів OSPFv2 для протоколу IPv4.
На початку 90-х Cisco вирішила, що протокол IGRP необхідно покращити та випустила вдосконалений внутрішній протокол маршрутизації шлюзу EIGRP. Він був набагато ефективнішим за OSPF, тому що поєднував у собі риси і RIP, і OSPF. Коли ми почнемо його вивчення, ви переконаєтеся, що налаштувати EIGRP набагато легше, ніж OSPF. Cisco постаралася зробити протокол, який забезпечував би максимально швидку конвергенцію мережі.
Наприкінці 90-х років було випущено оновлену безкласову версію протоколу RIPv2. У 2000-х роках з'явилися третя версія OSPF, RIPng та EIGRPv6, які підтримували протокол IPv6. Світ поступово наближається до повного переходу на IPv6, і розробники протоколів маршрутизації хочуть бути готові.
Якщо ви пам'ятаєте, ми вивчали, що при виборі оптимального маршруту RIP як дистанційно-векторний протокол керується лише одним критерієм — мінімальною кількістю хопів, або мінімальною відстанню до інтерфейсу призначення. Так, роутер R1 вибере прямий маршрут до роутера R3 не дивлячись на те, що швидкість на цьому маршруті – 64 кбіт/с – у рази менша за швидкість на маршруті R1-R2-R3, що дорівнює 1544 кбіт/с. Протокол RIP вважає оптимальним повільний маршрут довжиною в один хоп, а не швидкий маршрут завдовжки 2 хопи.
OSPF вивчить всю топологію мережі та ухвалить рішення для зв'язку з роутером R3 використовувати маршрут через роутер R2 як швидший. Як метрика RIP використовує число хопів, а метрикою OSPF є вартість, яка в більшості випадків пропорційна пропускній здатності каналу.
EIGRP також орієнтується на вартість маршруту, проте його метрика набагато складніша за метрику OSPF і спирається на безліч факторів, включаючи пропускну здатність Bandwidth, затримку Delay, надійність Reliability, завантаженість Loading та максимальний розмір пакету MTU. Наприклад, якщо якийсь вузол буде завантажений більше, EIGRP проаналізує завантаженість всього маршруту і вибере інший вузол з меншим завантаженням.
У курсі CCNA ми враховуватимемо лише такі чинники формування метрики, як Bandwidth і Delay, саме їх використовуватиме формула метрики.
Дистанційно-векторний протокол RIP використовує два поняття: відстань та напрямок. Якщо у нас є 3 роутери, і один з них з'єднаний з мережею 20.0.0.0, то вибір буде здійснюватися по відстані - це хопи, в даному випадку 1 хоп, і по напрямку, тобто яким шляхом - верхньому або нижньому - відправляти трафік .
Крім того, RIP використовує періодичне оновлення інформації, надсилаючи повну таблицю маршрутизації по всій мережі кожні 30 секунд. Це оновлення виконує дві функції. Перша – власне оновлення таблиці маршрутизації, друга – перевірка життєздатності сусіда. Якщо пристрій не отримує оновлення таблиці у відповідь або нову інформацію про маршрут від сусіда протягом 2 с, він розуміє, що маршрут до сусіда більше не можна використовувати. Роутер відсилає оновлення кожні 30 секунд, щоб дізнатися, чи «живий» ще сусід і чи дійсний маршрут.
Як я сказав, для запобігання маршрутним петелям використовують технологію Split Horizon. Це означає, що оновлення не надсилається тому інтерфейсу, з якого прийшло. Друга технологія для запобігання петель – це Route Poison. Якщо зв'язок із зображеною на картинці мережею 20.0.0.0 перервався, роутер, до якого вона була приєднана, відсилає сусідам «отруєний маршрут», в якому повідомляє, що ця мережа тепер доступна в 16 хопів, тобто практично недоступна. Ось у такий спосіб працює протокол RIP.
Як працює EIGRP? Якщо ви пам'ятаєте з уроків про OSPF, цей протокол виконує три функції: встановлює сусідство, за допомогою LSA оновлює базу LSDB відповідно до змін топології мережі та будує таблицю маршрутизації. Встановлення сусідства є досить складною процедурою, що використовує безліч параметрів. Наприклад, перевірка та зміна з'єднання 2WAY – деякі з'єднання залишаються у стані двостороннього зв'язку, деякі переходять у стан FULL. На відміну від OSPF, у протоколі EIGRP такого не відбувається – він перевіряє всього 4 параметри.
Як і OSPF, цей протокол кожні 10 секунд надсилає повідомлення Hello, що містить 4 параметри. Перший – це критерій автентифікації, якщо вона була попередньо налаштована. Всі пристрої, з якими встановлюється сусідство, повинні мати однакові параметри аутентифікації.
Другий параметр служить для перевірки належності пристроїв до однієї автономної системи, тобто для встановлення сусідства протоколу EIGRP обидва пристрої повинні мати однаковий номер автономної системи. Третій параметр служить для перевірки того, що повідомлення Hello надсилаються з однієї IP-адреси джерела Source IP.
Четвертий параметр використовується для перевірки збігу змінних коефіцієнтів K-Values. Протокол EIRGP використовує 5 таких коефіцієнтів від К1 до К5. Якщо ви пам'ятаєте, при значенні K=0 параметри ігнорується, якщо K=1, то параметри використовуються у формулі обчислення метрики. Таким чином, значення К1-5 для різних пристроїв мають збігатися. У курсі CCNA ми прийматимемо значення цих коефіцієнтів за умовчанням: К1 і К3 дорівнюють 1, а К2, К4 і К5 дорівнюють 0.
Отже, якщо ці 4 параметри збігаються, EIGRP встановлює відносини сусідства і пристрої заносять один одного в таблицю сусідів. Далі виконуються зміни у таблиці топології.
Всі повідомлення Hello надсилаються на мультикастову IP-адресу 224.0.0.10, а оновлення в залежності від налаштування надсилаються на юнікастові адреси сусідів або на мультикастову адресу. Це оновлення надходить не через UDP або TCP, а використовує інший протокол під назвою RTP, Reliable Transport Protocol, або «транспортний протокол надійності». Цей протокол перевіряє, чи отримав сусід оновлення, і, як випливає з його назви, його ключовою функцією є забезпечення надійності зв'язку. Якщо оновлення не дійшло до сусіда, передача повторюватиметься, доки його не отримає. У OSPF механізм для перевірки пристрою-одержувача відсутній, тому система не знає, чи отримали сусідні пристрої поновлення чи ні.
Якщо пам'ятаєте, RIP кожні 30 секунд розсилає оновлення повної топології мережі. EIGRP робить це лише у випадку, якщо в мережі з'явився новий пристрій або відбулися зміни. Якщо змінилася топологія підмережі, протокол розішле оновлення, але не повної таблиці топології, а записи з цією зміною. Якщо змінилася якась підмережа, буде оновлено лише її топологію. Це виглядає як часткове оновлення, яке відбувається, коли це потрібно.
Як вам відомо, OSPF розсилає LSA кожні 30 хвилин незалежно від того, чи відбулися в мережі будь-які зміни. EIGRP не розсилатиме жодних оновлень протягом тривалого проміжку часу, доки в мережі не відбудеться будь-яких змін. Тому EIGRP набагато ефективніший за OSPF.
Після того, як роутери обмінялися пакетами оновлень, настає третій етап – формування таблиці маршрутизації на основі метрики, яка обчислюється за наведеною на малюнку формулою. Вона підраховує вартість та залежно від цієї вартості приймає рішення.
Припустимо, що R1 надіслав Hello роутеру R2, а той надіслав Hello роутеру R1. Якщо всі параметри збігаються, то роутери створюють таблицю сусідів. У цю таблицю R2 заносить запис про роутер R1, а R1 створює запис про R2. Після цього роутер R1 відсилає оновлення підключену до нього мережу 10.1.1.0/24. У таблиці маршрутизації це виглядає як інформація про IP-адресу мережі, інтерфейс роутера, що забезпечує з нею зв'язок, і вартість маршруту через цей інтерфейс. Якщо ви пам'ятаєте, вартість EIGRP дорівнює 90, а далі вказується значення відстані Distance value, про яку ми поговоримо пізніше.
Повністю формула метрики виглядає набагато складніше, оскільки включає значення коефіцієнтів До і різні перетворення. На сайті Cisco наведено повний вигляд формули, проте якщо ви зробите підстановку значень коефіцієнтів за умовчанням, то вона перетворюється на більш простий вигляд - метрика дорівнюватиме (bandwidth + Delay) * 256.
Ми будемо користуватися саме таким спрощеним видом формули для обчислення метрики, де пропускна здатність у кілобітах дорівнює 107, поділена на найменшу пропускну здатність всіх інтерфейсів, що ведуть до мережі призначення least-bandwidth, а затримка cumulative-delay – це сумарна затримка інтерфейси, що ведуть до мережі призначення.
При вивченні EIGRP ми повинні засвоїти чотири визначення: Feasible Distance (можлива відстань), Reported Distance (оголошена відстань), Successor (сусідний маршрутизатор з найменшою вартістю до мережі призначення) та Feasible Successor (резервний сусідній маршрутизатор). Щоб зрозуміти, що вони означають, розглянемо таку топологію мережі.
Почнемо зі створення таблиці маршрутизації R1 для вибору найкращого маршруту до мережі 10.1.1.0/24. Біля кожного з пристроїв показана пропускна спроможність кбіт/с і затримка в мс. Ми використовуємо інтерфейси GigabitEthernet із пропускною здатністю 100 мбіт/с, або 1000000 кбіт/с, інтерфейси FastEthernet зі швидкістю 100000 кбіт/с, Ethernet зі швидкістю 10000 кбіт/с та серійний інтерфейс зі швидкістю 1544 кбіт/с. Ці величини можна дізнатися, якщо переглянути параметри роутера характеристики відповідних фізичних інтерфейсів.
Пропускна спроможність Serial-інтерфейсів за умовчанням дорівнює 1544 кбіт/с, і навіть якщо у вас є лінія 64 кбіт/с, пропускна спроможність все одно буде 1544 кбіт/с. Тому вам як мережному адміністратору потрібно переконатися, що ви використовуєте правильне значення bandwidth. Для конкретного інтерфейсу його можна встановити за допомогою команди bandwidth, а за допомогою команди delay ви можете змінити значення затримки за замовчуванням. Ви можете не турбуватися з приводу значень bandwidth за промовчанням для інтерфейсів GigabitEthernet або Ethernet, але будьте уважні при виборі швидкості лінії, якщо використовуєте Serial-інтерфейс.
Зверніть увагу, що на даній схемі затримка позначена ніби в мілісекундах ms, але насправді це мікросекунди, просто у мене немає букви μ для правильного позначення мікросекунд ms.
Уважно поставтеся до наступної обставини. Якщо ви введете команду show interface g0/0, система відобразить затримку в десятках мікросекунд, а не просто мікросекундах.
Докладно ми розглянемо це питання у наступному відео, присвяченому налаштуванню EIGRP, поки що запам'ятайте, що при підстановці значень затримки у формулу 100 μs зі схеми перетворюється на 10, оскільки формула використовує десятки мікросекунд, а не одиниці.
На схемі позначу червоними точками інтерфейси, до яких відносяться показані пропускні здібності та затримки.
Насамперед нам потрібно визначити можливу відстань Feasible Distance. Це метрика FD, яка обчислюється за такою формулою. Для ділянки від R5 до зовнішньої мережі нам потрібно розділити 107 на 106, в результаті ми отримаємо 10. Далі до цієї величини bandwidth нам потрібно додати затримку 1, тому що у нас є 10 мікросекунд, тобто один десяток. Отримане значення 11 потрібно помножити на 256, тобто значення метрики становитиме 2816. Таке значення FD для цієї ділянки мережі.
Це значення роутер R5 відішле роутеру R2, причому для R2 воно стане оголошеною відстанню Reported Distance, тобто величиною, яку повідомив сусід. Таким чином, оголошена відстань RD для всіх інших пристроїв дорівнюватиме можливій відстані FD пристрою, яке вам його повідомило.
Роутер R2 проводить обчислення FD за своїми даними, тобто ділить 107 на 105 і отримує 100. Потім він додає до цього значення суму затримок на маршруті до зовнішньої мережі: затримку R5, що дорівнює одному десятку мікросекунд, і власну затримку, що дорівнює десяти десятків. Сумарна затримка становитиме 11 десятків мікросекунд. Додаємо її до отриманої сотні та отримуємо 111, множимо цю величину на 256 та отримуємо значення FD=28416. Аналогічно надходить роутер R3, отримуючи після виконаних обчислень значення FD=281856. Роутер R4 обчислює значення FD=3072 та передає його R1 як RD.
Зверніть увагу, що роутер R1 при обчисленні FD підставляє у формулу не свою пропускну здатність 1000000 кбіт/с, а меншу пропускну здатність роутера R2, яка дорівнює 100000 кбіт/с, тому що у формулі завжди використовується мінімальна пропускна здатність інтерфейсу, що веде до мережі . В даному випадку на шляху до мережі 10.1.1.0/24 розташовані роутери R2 і R5, але оскільки bandwidth п'ятого роутера більше, формулу підставляється найменше значення bandwidth роутера R2. Сумарна затримка на шляху R1-R2-R5 становить 1+10+1 (десятків) = 12, наведена пропускна здатність дорівнює 100, і сума цих чисел, помножена на 256, дасть значення FD=30976.
Отже, всі пристрої обчислили FD своїх інтерфейсів, і роутер R1 має 3 маршрути, що ведуть до мережі призначення. Це маршрути R1-R2, R1-R3 та R1-R4. Роутер вибирає мінімальне значення можливої відстані FD, яка дорівнює 30976 – це маршрут до роутера R2. Цей роутер стає Successor'ом, або «наступником». У таблиці маршрутизації вказується також Feasible Successor (резервний наступник) – він означає, що у разі розриву зв'язку між R1 та Successor, маршрут здійснюватиметься через резервний роутер Feasible Successor.
Feasible Successors призначається згідно з єдиним правилом: оголошена відстань RD цього маршрутизатора має бути меншою, ніж FD роутера на ділянці Successor'у. У нашому випадку R1-R2 має FD=30976, RD на ділянці R1-К3 дорівнює 281856, а RD на ділянці R1-R4 дорівнює 3072. Оскільки 3072 < 30976, Feasible Successors вибирається роутер R4.
Це означає, що при порушенні зв'язку на ділянці мережі R1-R2 трафік до мережі 10.1.1.0/24 буде надсилатися маршрутом R1-R4-R5. Перемикання маршруту при використанні RIP займає кілька десятків секунд, при використанні OSPF – кілька секунд, а EIGRP відбувається миттєво. У цьому полягає ще одна перевага EIGRP, порівняно з іншими протоколами маршрутизації.
Що станеться, якщо одночасно перерветься зв'язок із Successor та Feasible Successor? У цьому випадку EIGRP використовує алгоритм DUAL, який може обчислити резервний маршрут через ймовірного наступника. Це може зайняти кілька секунд, протягом яких EIGRP знайде іншого сусіда, якого можна використовувати для передачі трафіку, і помістить дані в таблицю маршрутизації. Після цього протокол продовжить звичайну роботу із забезпечення маршрутизації.
Дякую, що залишаєтеся з нами. Вам подобаються наші статті? Бажаєте бачити більше цікавих матеріалів? Підтримайте нас, оформивши замовлення або порекомендувавши знайомим, 30% знижка для користувачів Хабра на унікальний аналог entry-level серверів, який був винайдений нами для Вас: (Доступні варіанти з RAID1 і RAID10, до 24 ядер і до 40GB DDR4).
Dell R730xd у 2 рази дешевше? Тільки в нас у Нідерландах! Dell R420 – 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB – від $99! Читайте про те
Джерело: habr.com