Конфигурирование и проверка EIGRP в Enterprise WAN

В главе рассматривается использование EIGRP в различных WAN-технологиях, включая FR (multipoint and p2p подынтерфейсы), MPLS, VPNs, Ethernet поверх MPLS (EoMPLS). А также продвинутые опции конфигурирования для настроки балансировки нагрузки и отграничения использования полосы пропускания на WAN каналах.

EIGRP поверх Frame Relay и Physical Interface

В секции рассмотрен вопрос развёртывания EIGRP поверх физических интерфейсов Frame Relay.

Обзор Frame Relay

Frame Relay - WAN технология с коммутацией фреймов (кадров). Frame relay обеспечивает множество независимых виртуальных каналов (Virtual Circuits, VC) в одном физическом, идентифицируемых в FR-сети по идентификаторам подключения к соединению (Data Link Connection Identifier, DLCI). По DLCI идентифицируют виртуальные каналы, по которым должны пересылаться фреймы. DLCI имеют только локальное значение (local significant) между локальным маршрутизатором и коммутатором FR, к которому он подключён, и не обеспечивают внутрисетевой адресации. Таким образом каждый конец PVC может иметь различный DLCI, т.е. должны быть уникальными только в локальном канале доступа к сети. Для обеспечения ip layer подключения , DLCI должны быть отображены (mapping) в ip адреса, динамически или статически.

По умолчанию FR сеть является NMBA (nonbroadcast multiaccess - нешироковещательной средой с многостационарным доступом), те. к соединению может быть подключено более двух устройств (маршрутизаторов), все они в одной подсети, но широковещательные (или мультикаст) пакеты не поддерживаются на канальном уровне.

Для эмуляции широковещательной среды, которая требуется протоколам маршрутизации (например, EIGRP отправляет hello или обновления всем доступным соседям в подсети), в IOS используется псевдо-широковещание, используя который маршрутизатор может рассылать копии широковещательных или мультикастовых сообщений через виртуальные каналы для каждого доступного через WAN среду соседа.

Файл:FR topology.png

Топологии Frame Relay

В средах, где маршрутизатор имеет большое число соседей, достижимых через один WAN интерфейс, псевдо-широковещание должно серьёзно контролироваться, т.к. возрастёт потребление ресурсов (cpu и п/п). Контролировать псевдо-широковещание можно опцией broadcast в статических картах (static maps)в конфигурации FR. Однако! Нельзя управлять псевдо-широковещанием для соседей, достижимых через динамические карты (dinamic maps), созданные FR Inverse Address Resolution Protocol (Inverse ARP). Inverse ARP динамически создаёт преобразование адреса уровня 3 (например, IP адреса) в адрес уровня 2 (DLCI). Динамические карты всегда разрешают псевдо-широковещание. Во FR потеря соседа обнаруживается только после того как истечёт hold-таймер протокола маршрутизации или интерфейс перейдёт в состояние DOWN. Интерфейс считается в состоянии UP пока хотя бы один PVC активен.

Топологии: full mesh, частичная mesh и hub-and-spoke(звезда).

EIGRP on Physical Frame Relay Interface with Dynamic Mapping

Развёртывание EIGRP, с использованием Inverse ARP динамического маппинга, поверх физического интерфейса реализуется очень просто, т.к. всё работает по умолчанию.

• Простота развёртывания за счёт использование Inverse ARP;
• Автоматически определяет большинство настроек.
• Inverse-ARP автоматически отображает ip адреса устройств на другом конце PVCs в локальные DLCI номера.
• Настраивается в три шага:
  • Конфигурирование ip адреса на последовательном интерфейсе.
  • Изменение инкапсуляции на интерфейсе на FR.
  • Активация интерфейса.

В примере показана сеть и представлена конфигурация R1. Физический интерфейс S0/0 настроен для FR, присвоен ip адрес. По умолчанию Inverse ARP включён и автоматически маппит ip адреса устройств на другом PVC каналов в локальные DLCI. EIGRP использует 110 AS и нужные сети указаны в команде network. Расщепление горизонта (split horizon) отключён по умолчанию на физических интерфейсах FR. Таким образом маршруты от R2 могут быть переданы R3 и наоборот. Стоит заметить, что Inverse ARP не предоставляет динамического маппинга для соединения между R2 и R3, т.к. они не соединены PVC. Вы должны настроить этот маппинг (отображение) вручную.

450px

R1(config)# interface S0/0/0
R1(config-if)# encapsulation frame-relay
R1(config-if)# ip address 192.168.1.101 255.255.255.0
R1(config-if)# exit
R1(config)# router eigrp 100
R1(config-router)# network 172.16.1.0 0.0.0.255
R1(config-router)# network 192.168.1.0
R1(config-router)# 

R3(config)# interface S0/0/0
R3(config-if)# encapsulation frame-relay
R3(config-if)# ip address 192.168.1.103 255.255.255.0
R3(config-if)# exit
R3(config)# router eigrp 100
R3(config-router)# network 172.16.3.0 0.0.0.255
R3(config-router)# network 192.168.1.0
R3(config-router)# 

R1# show ip eigrp neighbors
IP-EIGRP neighbors for process 100
H   Address        Interface   Hold  Uptime   SRTT   RTO  Q  Seq
                               (sec)          (ms)       Cnt Num
0   192.168.1.102  Se0/0/0     10    00:07:22   10   2280  0  5
1   192.168.1.103  Se0/0/0     10    00:09:34   10   2320  0  9
R1# 

R3# show ip eigrp neighbors
IP-EIGRP neighbors for process 100
H   Address        Interface   Hold  Uptime   SRTT   RTO  Q  Seq
                               (sec)          (ms)       Cnt Num
0   192.168.1.101  Se0/0/0     10    00:11:45   10   1910  0  6
R3#

Соседства между R2 и R3 не существует.

EIGRP on Physical Frame Relay Interface со Static Mapping

• Развёртывание EIGRP поверх физ. интерфейса с помощью статического маппинга (отображения) автоматически отключает протокол Inverse-ARP. Нет надобности вносить изменения в базовую конфигурацию EIGRP (Deploying static maps automatically disables the inverse-ARP feature).
• Содержит 4 шага:
  • Сконфигурировать ip адрес на инетфейсе.
  • Сменить инкапсуляцию на FR.
  • Задать вручную соотвествие ip адресов DLCI (the IP-to-DLCI mapping) командой frame-relay map на интерфейсе.
  • Активировать интерфейс.

R1(config)# interface S0/0/0
R1(config-if)# encapsulation frame-relay
R1(config-if)# ip address 192.168.1.101 255.255.255.0
R1(config-if)# frame-relay map ip 192.168.1.101 101
R1(config-if)# frame-relay map ip 192.168.1.102 102 broadcast
R1(config-if)# frame-relay map ip 192.168.1.103 103 broadcast
R1(config-if)# exit
R1(config)# router eigrp 100
R1(config-router)# network 172.16.3.0 0.0.0.255
R1(config-router)# network 192.168.1.0
R1(config-router)# 

R3(config)# interface S0/0/0
R3(config-if)# encapsulation frame-relay
R3(config-if)# ip address 192.168.1.103 255.255.255.0
R3(config-if)# frame-relay map ip 192.168.1.101 301
R3(config-if)# frame-relay map ip 192.168.1.102 301 broadcast
R3(config-if)# frame-relay map ip 192.168.1.103 301 broadcast
R3(config-if)# exit
R3(config)# router eigrp 100
R3(config-router)# network 172.16.3.0 0.0.0.255
R3(config-router)# network 192.168.1.0
R3(config-router)# 

R1# show ip eigrp neighbors
IP-EIGRP neighbors for process 100
H   Address        Interface   Hold  Uptime   SRTT   RTO  Q  Seq
                               (sec)          (ms)       Cnt Num
0   192.168.1.102  Se0/0/0       10    00:06:20   10   2280  0  5
1   192.168.1.103  Se0/0/0       10    00:08:31   10   2320  0  9

R3# show ip eigrp neighbors
IP-EIGRP neighbors for process 100
H   Address        Interface   Hold  Uptime   SRTT   RTO  Q  Seq
                               (sec)          (ms)       Cnt Num
0   192.168.1.101  Se0/0/0     10    00:10:44   10   1910  0  6
1   192.168.1.102  Se0/0/0     10    00:03:02   10   2210  0  3

R1 формирует соседство с R2 и R3. R2 и R3 могут сформировать соседство между собой если сделать IP-to-DLCI маппинг для соединения.

Внимание!
Конфигурация R1 на интерфейсе FR содержит маппинг своего собственного адреса. Что позволяет пинговать R1 себя.

Статический маппинг ip адреса удалённого маршрутизатора в DLCI:

frame-relay map protocol protocol-address dlci [broadcast] [ietf | cisco] [payload-compress
{packet-by-packet | frf9 stac}]

Параметр	Описание
protocol	Задает тип поддерживаемого протокола, способ использования моста или управления логическим каналом
protocol-address	Определяет адрес интерфейса сетевого уровня destination маршрутизатора
dlci	Определяет локальный DLCI, используемый для соединения с удаленным протокольным адресом
broadcast	(Необязательный параметр) Разрешает широковещание и мультикаст в VC, позволяет использовать динамические протоколы маршрутизации поверх VC.
ietf I cisco	(Необязательный параметр) Выбирает тип инкапсуляции
payload-compress	(Необязательный параметр) Задает использование режима сжатия пакетов при загрузке методом Стеккера (Stacker) packet-by-packet. Проприетарный метод компрессии Cisco.
frf9 stac	(Необязательный параметр) Включает компрессию FRF9 использую метод Стаккера.

EIGRP поверх Frame Relay Multipoint Subinterfaces

Глава описывает как развернуть EIGRP с использованием многоточечных подынтерфейсов и понять использование EIGRP unicast соседей.

Frame Relay Multipoint Subinterfaces

На одном физическом интерфейсе FR можно содавать один или несколько подынтерфейсов - логических интерфейсов, эмулирующих сеть со множественным доступом (multicaccess network). Они действуют как физический интерфейс NBMA и таким образом используют одну подсеть. Другими словами, такой интерфейс имеет более одного виртуального канала VC.

Применимы в топологиях partial-mesh и full-mesh. В partial-mesh приходится иметь дело с проблемой, вызываемой split-horizon, препятствующей распространению обновлений маршрутизации через интерфейс, через который они было получены.

Обнаружение потери соседа происходит с большой задержкой на multipoint подынтерфейсах в медленных сетях из-за длинных интервалов таймеров EIGRP (hello и hold = 180 сек). В худшем случае потеря обнаружится через 3 минуты. Многоточечный интерфейс будет считаться DOWN, когда все его PVC пропадут.

EIGRP поверх Multipoint Subinterfaces

• Несколько виртуальных подынтерфейсов можно создать на одном физическом.
  • Использование одной сети сокращает расходование ip адресов.
• Frame Relay multipoint применимы в partial mesh и full mesh топологиях.
• Содержат несколько шагов:
  • Настроить физический интерфейс: сменить тип инкаспусляции, не настраивать ip адрес.
  • Создать несколько подынтерфейсов.
  • Настроить ip адреса на подынтерфейсах.
  • Преобразовать IP-to-DLCI используя команду frame-relay map .
  • Или на используя динамическое преобразование, или настроенное локальное значение DLCI (команда frame-relay interface-dlci)
• Многоточечный интерфейс настраивается командой interface serial number.subinterface-number multipoint .
• Преобразование ip адреса в DLCI выполняется:
  • Определением локального DLCI значения (using the frame-relay interface-dlci dlci command) and тпираясь на Inverse ARP
  • Задать преобразование (mapping) IP address-to-DLCI в ручную.

Многоточечный интерфейс настраивается командой

interface serial number.subinterface-number multipoint

450px

Преобразование IP-to-DLCI на многоточечных интерфейсах делается:

• или заданием локального значения DLCI frame-relay interface-dlci dlci
• или опираясь на протокол Inverse ARP
• или используя ручное преобразование ip адреса в DLCI (frame-relay map ip ip-addr dlci)

R1(config)# interface S0/0/0
R1(config-if)# no ip address
R1(config-if)# encapsulation frame-relay
R1(config-if)# exit
R1(config)# interface Serial0/0/0.1 multipoint
R1(config-subif)# ip address 192.168.1.101 255.255.255.0
R1(config-subif)# no ip split-horizon eigrp 100         //вкл по умолчанию в FR, отключаем на R1 для R2-R3 связи
R1(config-subif)# frame-relay map ip 192.168.1.101 101
R1(config-subif)# frame-relay map ip 192.168.1.102 102 broadcast//ручное отображение (manual IP addr-to-DLCI mapping)
R1(config-subif)# frame-relay map ip 192.168.1.103 103 broadcast
R1(config-subif)#

Внимание!
 the Router R1 configuration includes frame-relay map command to its own IP address on the 
 multipoint serial subinterface so that the Serial 0/0.1 local IP address can be pinged from Router R1 itself.

R1# show ip eigrp neighbors
IP-EIGRP neighbors for process 100
H   Address        Interface   Hold  Uptime   SRTT   RTO  Q  Seq
                               (sec)          (ms)       Cnt Num
0   192.168.1.102  Se0/0/0.1   10    00:06:41   10   2280  0  5
1   192.168.1.103  Se0/0/0.1   10    00:08:52   10   2320  0  9

R3# show ip eigrp neighbors
IP-EIGRP neighbors for process 100
H   Address        Interface   Hold  Uptime   SRTT   RTO  Q  Seq
                               (sec)          (ms)       Cnt Num
0   192.168.1.101  Se0/0/0.1   10    00:10:37   10   1910  0  6
1   192.168.1.102  Se0/0/0.1   10    00:03:12   10   2210  0  3

Маршрутизаторы R2 и R3 формируют соседство с R1 (R2 и R3 могут также образовать соседство между собой если сделать отображение IP-to-DLCI для их соединения)

EIGRP Unicast Neighbors

Для задание соседнего маршрутизатора с которым будем обмениваться маршрутной информацией EIGRP служит команда

neighbor {ip-address | ipv6-address} interface-type interface-number

• EIGRP обменивается маршрутной информацией с указанным соседом используя юникаст пакеты.
• Несколько команд neighbor могут быть указаны в конфигурации для разных соседей.
• В команде должен быть указан интерфейс маршрутизатора, через который он обменивается с соседом информацией.
• Интерфейсы двух маршрутизаторов, обмени обменивающихся маршрутной информацией, должны быть в одной подсети.

В результате вместо использования мультикаст пакетов, EIGRP будет обмениваться маршрутной информацией с указанным соседом используя unicast пакеты. Маршрутизатор не выполняет обработку мультикаст пакетов, приходящих на этот интерфейс и останавливает рассылку мультикаст-пакетов через него. Несколько команд neighbor могут быть указаны в конфигурации для разных соседей. В команде должен быть указан интерфейс маршрутизатора, через который он обменивается с соседом информацией (два маршрутизатора при этом должны быть в одной подсети).

Note
Соседство не может установиться или поддерживаться через пассивный интерфейс.

450px

R1(config)# interface S0/0/0
R1(config-if)# no ip address
R1(config-if)# encapsulation frame-relay
R1(config-if)# interface S0/0/0.1 multipoint
R1(config-subif)# ip address 192.168.1.101 255.255.255.0
R1(config-subif)# frame-relay map ip 192.168.1.102 102 broadcast
R1(config-subif)# frame-relay map ip 192.168.1.103 103 broadcast
R1(config-subif)# router eigrp 100
R1(config-router)# neighbor 192.168.1.102 S0/0/0.1      // <----------
R1(config-router)#

R2(config)# interface S0/0/0
R2(config-if)# no ip address
R2(config-if)# encapsulation frame-relay
R2(config-if)# interface S0/0/0.1 multipoint
R2(config-subif)# ip address 192.168.1.102 255.255.255.0
R2(config-subif)# frame-relay map ip 192.168.1.101 201 broadcast
R2(config-subif)# router eigrp 100
R2(config-router)# neighbor 192.168.1.101 S0/0/0.1
R2(config-router)#

Для установления соседства оба маршрутизатора настроены командой neighbor. R1 больше не принимает мультикаст пакеты на S0/0/0.1. R1 и R3 не образуют связи, потому что отсуствует друг для друга команда neighbor. R3 продолжает слать мультикаст.

EIGRP поверх Frame Relay Point-to-Point Subinterfaces

В этом разделе объясняется как развернуть EIGRP используя подынтерфейсы типа точка-точка.

Frame Relay Point-to-Point Subinterfaces

На одном физическом канале можно создать один или несколько подынтерфейсов типа точка-точка (p2p). Как и физическому p2p, для каждого логического p2p требуется отдельная подсеть. Применимы в топологии звезда.

EIGRP обнаруживает потерю соседа быстрее в p2p подынтерфейсах, потому что стандартные значения hello и hold идентичны значениям в физических p2p соединениях (5 sec для hello и 15 - для hold). В худшем случае потеря обнаружится через 15 секунд. Другая причина почему потеря соседа обнаруживается быстрее - в p2p подынтерфейсах при потере DLCI (if DLCI attached to the interface is lost), присвоенного каналу, интерфейс считается DOWN. Для многоточечных подынтерфейсов для перехода в состояние DOWN нужно чтобы все PVC были потеряны (lost).

Важно!
Потеря соседа из-за потери DLCI возможна если сеть FR поддерживает end-to-end LMI. В некоторых сетях FR с одной стороны
может произойти ошибка (например роутер "упал"), однако другой стороне соединение будет заявляться как рабочее.

EIGRP on Frame Relay Point-to-Point Subinterfaces

• Один или несколько подынтефейсов точка-точка могут быть созданы используя один физический интерфейс FR.
• Используются несколько подсетей (на каждый подынтерфейс своя)
• FR P2P применяется в топологии hub-and-spoke.
• Подразумевает несколько шагов:
  • На физическом интерфейсе ip адрес не настраивается, указывается инкапсуляция FR.
  • Создаётся подынтерфейс типа точка-точка командой interface interface.subint point-to-point
  • Настраивается адрес на нём.
  • С помощью команды frame-relay interface-dlci присваивается значение DLCI канала.

R1(config)# interface S0/0/0
R1(config-if)# no ip address                             /// <----- 1
R1(config-if)# encapsulation frame-relay                 /// <----- 1
R1(config-if)# exit
R1(config)# interface Serial0/0/0.2 point-to-point       /// <----- 2
R1(config-subif)# ip address 192.168.2.101 255.255.255.0 /// <----- 3
R1(config-subif)# frame-relay interface-dlci 102         /// <----- 4
R1(config-subif)# 
R1(config-subif)# interface Serial0/0/0.3 point-to-point
R1(config-subif)# ip address 192.168.3.101 255.255.255.0
R1(config-subif)# frame-relay interface-dlci 103
R1(config-subif)# 

router eigrp 110
  network 172.16.1.0 0.0.0.255
  network 192.168.2.0
  network 192.168.3.0

R1# show ip eigrp neighbors
IP-EIGRP neighbors for process 100
H   Address        Interface   Hold  Uptime   SRTT   RTO  Q  Seq
                               (sec)          (ms)       Cnt Num
0   192.168.2.102  Se0/0/0.2   10    00:08:04   10   2280  0  5
1   192.168.3.103  Se0/0/0.3     10    00:10:12   10   2320  0  9

R3# show ip eigrp neighbors
IP-EIGRP neighbors for process 100
H   Address        Interface   Hold  Uptime   SRTT   RTO  Q  Seq
                               (sec)          (ms)       Cnt Num
0   192.168.3.101  Se0/0/0.1   10    00:13:25   10   1910  0  6

Конфигурация EIGRP не отличается от базовой.

EIGRP поверх MPLS

В данном разделе рассматриваются технологии MPLS, MPLS VPN L2 и L3 уровня и объясняется как разворачивать EIGPR в таких средах.

MPLS

MPLS - стандарт IEEE, сочетающий преимущества маршрутизации L3 и коммутации L2.

В MPLS каждому пакету на границе сети присваивается короткие, фиксированной длины, метки. Ноды MPLS используют их, а не заголовки ip пакетов, для обработки данных.

Это приводит к тому, что WAN решение становится гибче и более масштабируемым. За развитие архитектуры MPLS отвечает рабочая группа с одноименным названием, входящая в секцию по маршрутизации консорциума IETF. В деятельности группы принимают активное участие представители крупнейших поставщиков сетевых решений и оборудования. Эта архитектура выросла из системы Tag Switching, предложенной Cisco Systems, однако некоторые идеи были заимствованы у конкурирующей технологии IP-коммутации, созданной компанией Ipsilon, и проекта ARIS корпорации IBM. В архитектуре MPLS собраны наиболее удачные элементы всех упомянутых разработок, и вскоре она должна превратиться в стандарт Internet благодаря усилиям IETF и компаний, заинтересованных в скорейшем продвижении данной технологии на рынок.

MPLS предоставляет масштабируемые VPNы, end-to-end QoS и другие ip сервисы, которые позволяют эффективнее использовать существующие сети с простой конфигурацией, управлением и более быстрой коррекцией ошибок.

Работа MPLS

Multi-Protocol Label Switching (MPLS) is an Internet Engineering Task Force (IETF) standard architecture that combines the advantages of Layer 3 routing with the benefits of Layer 2 switching. A unique feature of MPLS is its capability to perform label stacking, in which multiple labels can be carried in a packet. The top label, which is the last one in, is always processed first. Label stacking enables multiple LSPs to be aggregated, thereby creating tunnels through multiple levels of an MPLS network.

MPLS это ориентированная на соединени (connection-oriented) технология, работа которой основывается на присвоение меток каждому пакету при его попадании в MPLS-сеть. Метка идентифицирует поток (flow) пакетов (например, голосовой трафик между двумя нодами), также называемым класс эквивалентности пересылки (Forwarding Equivalence Class, FEC). FEC – это форма представления группы пакетов с одинаковыми требованиями к их передаче, т.е. все пакеты такой группы обрабатываются одинаково на пути их следования к пункту назначения. FEC может быть определён различными параметрами, включая адрес отправителя и получателя или номера портов, протоколом IP, приоритетом IP или идентификатором L2 (circuit identifier). Таким образом FEC может определять требования потока к качеству обслуживания.

Ноды MLPS сети называются маршрутизатором коммутации по меткам (label switching router, LSR). Используют метки для определения next-hop для пакета. Им не требуется изучать для этого заголовок пакета.

После установки маршрута (path), пакеты, предназначенные для одного получателя с одинаковыми требованиями, перенаправляются, на основании меткок без принятия решения о маршрутизации на каждом хопе. Метки обычно соотвествуют префиксам L3 адреса назначения (destination) (Примером FEC могут служить все IP-пакеты с адресами пунктов назначения, соответствующими некоторому префиксу, например 212.18.6), что делает MPLS эквивалентом Destination-based routing (Пакет маршрутизируется на основе адреса назначения).

LSP - путь с коммутацией по меткам (Label Switched Path) - должен быть определён для каждого FEC до отправки пакетов. Значение метки уникально лишь для участка пути между соседними нодами сети MPLS - LSR. Метка передается в составе любого пакета, причем способ ее привязки к пакету зависит от используемой технологии канального уровня. Ноды определяют какую метку использовать для FEC.