Основы и возможности

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) является собственным протоколом маршрутизации Cisco. Его называют гибридным, т.к. он объединяет в себе лучшее из дистанционно-векторных (distance-vector) протоколов с алгоритмами протоколов состояния канала (link-state).

EIGRP имеет преимущества по сравнению с устаревшими дистанционно-векторными протоколами, такими как RIPv1 и IGRP, предлагая быструю сходимость, низкое использование полосы пропускания, поддержку IP, IPX и AppleTalk, поддержку бесклассовой маршрутизации CIDR и масок подсетей переменной длины VLSM. Для достижения некоторых из этих преимуществ, EIGRP использует особенности link-state протоколов, например частичные обновления (partial update) и обнаружение соседей (neighbor discovery).

1. Особенности EIGRP

EIGRP имеет следующие ключевые особенности:

• Быстрая сходимость - Используется DUAL. Маршрутизатор EIGRP сохраняет всех своих соседей в таблице, что позволяет быстро находить альтернативные маршруты в случае пропадания основных. Если соответствующий маршрут не найден в локальной таблице маршрутизации, и нет запасного маршрута, то маршрутизатор опрашивает соседей о наличии альтернативных маршрутов. Запросы будут рассылаться маршрутизатором до тех пор, пока не будет получен маршрут или обнаружится, что маршрута не существует.
• Поддержка VLSM - EIGRP является протоколом бесклассовой маршрутизации. Это означает, что маршрутизатор включает в объявления маску подсети. EIGRP автоматически суммирует маршруты до границы класса, однако предусматривает настройку суммаризации до любой границы на любом интерфейсе.
• Частичные обновления - EIGRP посылает частичные тригерные обновления, а не периодические. Обновления посылаются только при изменениях пути или метрики маршрута и содержат информацию только об этих изменениях линка, а не полные таблицы маршрутизации. Частичные обновления рассылаются только тем маршрутизаторам, которые в них нуждаются.
• Поддержка нескольких протоколов сетевого уровня - EIGRP поддерживает IPv4, IPv6, AppleTalk и Novell NetWare IPX используя PDM (protocol-dependent modules), отвечающие за требования протокола, которые специфичны для сетевого уровня. Быстрая сходимость EIGRP и сложная структура метрик предлагает большую производительность и стабильность при внедрении IP, IPv6 IPX и AppleTalk в сети.
• Независимость от протоколов канального уровня и топологии - EIGRP не нуждается в дополнительной конфигурации для работы через Layer 2 протоколы. Другие протоколы, такие как OSPF, используют различные настройки для различных канальных протоколов (например, Ethernet и Frame Relay). EIGRP эффективно функционирцет как в LAN, так и в WAN окружении, приспосабливается к различным скоростям и средам.

Файл:EIGRP autosummary.png

По-умолчанию EIGRP выполняет суммирование маршрутов.

• Сложная метрика - Используется тот же алгоритм для расчёта метрики, что и в IGRP, но представляет значения в 32-битном формате, а не 24-битном. Метрика EIGRP рассчитывается на основе полосы пропускания и задержки. Однако, существует возможность вовлечь в процесс расчета метрики надежность, загрузку и MTU. Для балансировки может использовать маршруты с разными метриками.
• Использование мультикаста и юникаста - Обновления используют многоадресные (multicast) и одноадресные (unicast) пакеты вместо широковещательных. EIGRP multicast-адрес - 224.0.0.10. В результате, EIGRP потребляет значительно меньшую часть полосы пропускания канала по сравнению с IGRP.

Все сообщения EIGRP инкапсулируются в IP-пакеты, номер EIGRP в поле protocol IP-пакета — 88. (TCP - 6, UDP - 17).

2. Процессы и технологии в основе EIGRP

EIGRP содержит четыре модуля, которые отличают его от других протоколов маршрутизации:

• PDM
• RTP
• Обнаружение соседей и восстановление (Neighbor discovery/recovery mechanism)
• DUAL

2.1. PDM. Протокол-зависимые модули

PDM (Protocol-depended modules) удовлетворяют запросы протоколов сетевого уровня. Каждый из поддерживаемых протоколов сетевого уровня (IP, IPX или AppleTalk) имеет свой модуль, функционирующий отдельно от остальных.

IP-EIGRP модуль, например, отвечает за передачу и прием EIGRP-пакетов, в которые инкапсулируется поток IP. IP-EIGRP отвечает также за разбор EIGRP-пакетов и информировании DUAL о полученной информации. IP-EIGRP запрашивает от DUAL принятие решения о маршруте, результаты которого сохраняются в таблице маршрутизации для IP. IP-EIGRP отвечает за распределение маршрутов, изученных через IP-протокол.

2.2. RTP. Надежный транспортный протокол

RTP (Reliable Transport Protocol) отвечает за доставку EIGRP-пакетов всем соседям. RTP поддерживает multicast и unicast адресацию. Для эффективности только некоторые EIGRP-пакеты передаются надежным способом.

Например, в рамках Ethernet сети или другой сети с множественным доступом нет необходимости надежно передавать hello-пакеты каждому соседу в отдельности. Вместо этого, EIGRP посылает один multicast hello-пакет, содержащий индикатор, который информирует получателя, что данный пакет не нуждается в подтверждении. Другие виды пакетов, такие как пакет обновления, помечаются как нуждающиеся в подтверждении о получении.

RTP придерживается мнения, что multicast пакеты рассылаются быстрее, тем более если не нуждаются в подтверждении. Это гарантирует быструю сходимость независимо от скорости соединений.

2.3. Обнаружение соседей и восстановление

Обнаружение соседей и восстановление заставляет EIGRP маршрутизаторы динамически узнавать о других маршрутизаторах в непосредственно поключенных к ним сетях. Маршрутизаторы также должны обнаруживать, когда их соседи становятся недоступными или нерабочими. Это реализовывается периодической рассылкой небольших по размеру hello-пакетов. Пока маршрутизатор получает hello-пакеты от соседа, он считает, что сосед функционирует, и оба могу обмениваться маршрутной информацией. EIGRP должен постоянно поддерживать таблицу маршрутизации, следя за существующими соединениями, обнаруживая новых соседей и пропадание существующих.

2.4. DUAL

Алгоритм DUAL (Diffusing Update Algorithm) отслеживает все маршруты, анонсируемые всеми соседями, и использует информацию о расстоянии маршрута, называемую композитной метрикой или стоимостью, для эффективного выбора беспетлевых маршрутов ко всем получаетлям.

Наименьшая стоимость маршрута рассчитывается сложением AD (advertised distance - объявленное расстояние) - стоимости маршрута между соседним маршрутизатором и местом назначения и стоимости маршрута между локальным маршрутизатором и соседом. Сумма этих стоимостей называется возможным расстоянием FD (feaseible distance).

FD = AD + расстояние до соседа

Преемником (successor), также называемый текущим преемником, является соседний маршрутизатор, маршрут через который имеет наименьшую стоимость до места назначения (наименьший FD). Successor используется для доставки пакетов к данному месту назначения. Каждое место назначения, для которого определены один или более преемников, записан в таблице топологии. Для каждого места назначения в таблице топологии выбирается маршрут с наименьшей метрикой и помещается в таблицу маршрутизации.

Для места назначения может существовать и более одного преемника, если они имеют одинаковый FD. По умолчанию в таблицу маршрутизации могут быть помещены не более четырех перемников. Однако, это число может быть увеличено до шести при помощи настроек.

DUAL сохраняет также резервные маршруты. Соседний маршрутизатор, через который проходит резервный маршрут, называется возможным преемником (feasible successor). Чтобы стать возможным преемником, маршрут через соседний маршрутизатор должен иметь AD меньше чем FD. Другими словами, соседний маршрутизатор должен быть ближе к месту назначения, чем локальный.

При пропадании маршрута, проходящего через преемника, или при изменении его метрики, DUAL проверяет маршруты возможных преемников и выбирает из них наилучший для передачи пакетов. В случае отсутствия возможных преемников, маршрут должен быть заново пересчитан для определения преемника.

3. Терминология EIGRP

Таблица соседей (neighbor table) - EIGRP-маршрутизаторы используют пакеты hello для обнаружения соседей. Когда роутер обнаруживает и формирует отношение соседства (adjacency) с новым соседом, он включает адрес соседа и интерфейс, через который сосед доступен, в таблицу соседей. Всё это напоминает протоколы, учитывающие состояние канала: цель одна - убедиться в двухсторонней коммуникации между двумя смежными маршрутизаторами. Для каждого сетевого протокола своя таблица соседей! Таблица топологии (topology table) — При обнаружении соседа, маршрутизатор отправляет анонс с известными ему маршрутами и получает анонс с маршрутами, известными соседу. Эти обновления и составляют таблицу топологии. Топологическая таблица содержит все сети и подсети, анонсированные соседями. Другими словами, каждый маршрутизатор хранит таблицы маршрутизации соседей в собственной топологической таблице EIGRP. Если сосед сообщает локальному маршрутизатору о маршруте, то сосед должен использовать этот маршрут для передачи трафика. Это правило обязательно должно соблюдаться для всех дистанционно-векторных протоколов.