Конфигурирование и проверка EIGRP в Enterprise WAN

В главе рассматривается использование EIGRP в различных WAN-технологиях, включая FR (multipoint and ppint-to-point 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 (point-to-point). Как и физическому point-to-point, для каждого логического point-to-point требуется отдельная подсеть. Применимы в топологии звезда.

EIGRP обнаруживает потерю соседа быстрее в point-to-point подынтерфейсах, потому что стандартные значения hello и hold идентичны значениям в физических point-to-point 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 point-to-point 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 point-to-point 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, для этого используется один из двух протоколов: Протокол распределения меток (Label Distribution Protocol — LDP) или расширение RSVP (Resource Reservation Protocol — протокол резервирования сетевых ресурсов). Также для обмена маршрутной информацией в стеи MPLS используются interior протоколы OSPF или EIGRP.

Уникальная функция MPLS - это стек меток. Пакет, передаваемый по сети MPLS, как правило, содержит не одну, а несколько меток. Такой набор меток образует стек. Основное назначение стека меток – поддержание древовидности множества маршрутов LSP (аггрегация нескольких LSP), заканчивающихся в одном входном LSR, а, кроме того, в том, чтобы использовать метки при создании так называемых LSP- туннелей. Верхняя метка, она же последняя, всегда обрабатывается первой.

Метка в MPLS представляет собой 32-битное поле, размещённое между заголовком канального уровня пакета и его IP заголовком.

Файл:MPLS1.png

Метки используются для назначения пути для потока пакетов через MPLS сеть

На рисунке справа показан поток из двух пакетов через MPLS-сеть (схематично показано). Каждая нода MPLS общается с соседями используя свои метки. Пакет А и В представляют различные потоки. Например, А может относится к сессии FP, в то время как D - к voice. Без MPLS эти пакеты имели бы одинаковый маршрут в сети.

Маршрутизатор V - входной LSR (ingress edge - граница входа) для обоих пакетов А и В, точка входа в сеть. V исследует каждый пакет и определяет для него FEC. Пакету А присваивается метка 17 и он отправляется маршрутизатору X, а пакету В присваивается метка 18 и он отправляется W. Каждый LSR получая пакет с меткой, удаляет метку, находит метку в своей таблице, вставляет соответствующую выходную метку и перенаправляет пакет следующему LSR. Когда пакеты приходят на маршрутизатор Z (egress edge - границу выхода, LSR или точку, где пакеты покидают MPLS сеть). Маршрутизатор Z удаляет метку и перенаправляет пакет в соответствии со своей таблицей маршрутизации.

Важно обратить внимание на тот факт, что пакеты, которые передаются между двумя одинаковыми конечными точками могут принадлежать к разным MPLS FEC'ам и, следовательно, идти разными маршрутами.

Предложения поставщиков услуг

Множество ISP предлагают услуги транспорта уровня L2 своим клиентами через клиентское оборудование (CE). ISP предлагают эти услуги поверх circuit-based инфраструктуры для построения VPN L2. Изначально VPN строили используя выделенные линии с инкапсуляцией HDLC или PPP. Затем point-to-point соединения с использованием виртуальных каналов FR или ATM. И уже клиенты строили свою собственную L3 сеть поверх этих сетей. Таким образом сети для L2 и L3 трафика были раздельными, что делало их сложными и дорогими в поддержке.

MPLS VPN было создано для предоставления унифицированной сети для сервисов VPN L3. Для клиентов, всё ещё нуждающихся в соединениях L2, ISP могли разворачивать Ethernet VLAN расширения через ATM или metropolitan area. Any Transport over MPLS (AToM) позволяет передавать поверх сети IP/MPLS трафик таких протоколов второго уровня как ATM, Frame Relay, Ethernet, PPP и HDLC через MPLS Backbone. в В AToM виртуальные каналы VC представляют каналы уровеня L2 и MPLS метки идентифицируют их.

Решения MLPS L2 и L3 уровней

Файл:MPLS VPN L2 L3.png

решения MPLS VPN уровней 2 и 3

На рис. показано различие между магистральной сетью MPLS VPN L2 и L3 уровней. Маршрутизаторы клиентов (R1 и R2) подключены через магистраль MPLS VPN.

L2 MPLS VPN - предост. L2 через магистраль, R1 и R2 находятся в одной подсети. Соединение как через свич. L3 MPLS VPN - предост. L3 через магистраль, R1 и R2 подключены к граничным маршрутизаторам провайдера. На каждой стороне отдельная подсеть. Соединение как через маршрутизатор.

L3 MPLS VPNs

В разделе описывается L3 MPLS VPN и как развернуть в нём EIGRP.

Обзор L3 MPLS VPN

650px

Сеть разделена на часть, контролируемую клиентом( C-часть) и контролируемую провайдером (P-часть). Прилегающие части сети клиента называются сайтами и подключаются к P-сети через customer egde (CE) маршрутизаторы. CE маршрутизаторы подключены к provider edge (PE) маршрутизаторам, которые работают как пограничные устройства сети провайдера. Ядро устройств в сети провайдера (P-маршрутизаторы) предоставляют услугу транспорта через магистральную сеть провайдера и не переносят маршрутов клиента. На рисунке несколько клиентов подключены к провайдерской магистрали с использованием MPLS VPN.

Архитектура маршрутизатора PE в MPLS VPN похожа на архитектуру точки входа в сеть (point of presence, POP) в модели точка-точка dedicated маршрутизатора PE. Тем не менее в MPLS вся архитектура помещена в одну физическую железку. В MPLS VPN каждому клиенту присваивается независимая таблица маршрутизации - виртуальная таблица маршрутизации и перенаправления (VRF) находится в PE маршрутизаторе - что соответствует выделенному PE маршрутизатору в традиционной модели peer-to-peer. Маршрутизация в магистральной сети провайдера выполняется отдельно, используется глобальная ip таблица маршрутизации (global ip routing table). Этот процесс маршрутизации соответствует P-маршрутизаторам внутри традиционной модели peer-to-peer.

На рисунке показана MPLS VPN L3 магистраль. CE маршрутизаторы обращаются к PE маршрутизаторам также как как и другим клиентским маршрутизаторам. PE маршрутизаторы имеют отдельные таблицы маршрутизации для каждого клиента.

Архитектура MPLS VPN предоставляет архитектуру peer-to-peer VPN, комбинируя лучшие функции оверлейной сети VPN (включая поддержку перекрывающихся адресных пространств) с лучшими функциями peet-to-peer VPN сетей, включающих:

• Маршрутизаторы PE участвуют в маршрутизации клиента, предоставляя оптимальные маршруты между сайтами клиента.
• Маршрутизаторы PE содержат отдельные наборы маршрутов для каждого клиента, изолируя клиентов друг от друга.

---

• Overlay VPNs включают в себя такие технологии, как X.25, Frame Relay, ATM для второго уровня VPN Overlay, и Generic Routing Encapsulation (GRE) и IPsec для третьего уровня Overlay VPN. Используя overlay VPN (overlay – «наложение»), SP предоставляет услуги виртуального соединения "точка-точка" между сайтами клиентов

• Peer-to-peer VPNs: реализуются посредством комбинации списков доступа, протоколов маршрутизации и процессов, путем использования отдельных маршрутизаторов для каждой пользовательской VPN-сети или путем применения технологии MPLS VPN.

---

Полезность L3 MPLS VPN с точки зрения конечных потребителей

Файл:Curstomer perspective MPLS.png

Полезность L3 MPLS VPN с точки зрения конечных потребителей

Для CE маршрутизаторов MPLS VPN магистраль выглядит как обычная корпоративная магистраль. На CE запущено стандартное ПО для маршрутизации и обмена маршрутами с PE маршрутизаторами, которые для них выглядят обычными маршрутизаторами. Тем не менее клиент и провайдер должны договориться о параметрах EIGRP.

Внутренняя топология MPLS магистрали для клиента прозрачна. Внутренние P-маршрутизаторы скрыты от глаз клиента,а CE маршрутизаторы не знаю о MPLS VPN.

Для L3 MPLS VPN следующие требования должны выполняться:

• CE маршрутизаторы не должны знать о MPLS VPN. На них должно работать обычное ПО.
• P-маршрутизаторы провайдера - маршрутизаторы ядра - не должны переносить маршруты клиента (VPN), делая решение MPLS VPN масштабируемым.
• PE маршрутизаторы должны поддерживать службы MPLS VPN вместе с традиционными IP службами.

EIGRP поверх L3 MPLS VPN

450px

R1(config)# interface FastEthernet0/0
R1(config-if)# ip address 192.168.1.2 255.255.255.252
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)#

R2(config)# interface FastEthernet0/0
R2(config-if)# ip address 192.168.2.2 255.255.255.252
R2(config-if)# exit
R2(config)# router eigrp 100
R2(config-router)# network 172.17.2.0 0.0.0.255
R2(config-router)# network 192.168.2.0
R2(config-router)#

• Маршрутизаторы R1 и R2 настроены для EIGRP как если бы между ними была корпоративная сеть. Клиент для обеспечения связи должен согласовать с провайдером параметры EIGRP (AS, пароль для аутентификации и т.п.). Обычно SP определяет ТРИ параметра.
• PE маршрутизаторы получают обновления маршрутизации от CE маршрутизаторов и устанавливают их в соответствующие таблицы VRF. Это часть конфигурации и работы
• SP отвечает за эту часть конфигурации и эксплуатации.

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   192.168.1.1    Fe0/0       10    00:07:22   10   2280  0  5

R2# show ip eigrp neighbors
IP-EIGRP neighbors for process 100
H   Address        Interface   Hold  Uptime   SRTT   RTO  Q  Seq
                               (sec)          (ms)       Cnt Num
0   192.168.2.1    Fe0/0       10    00:17:02   10   1380  0  5

• Обратите внимание на результат в таблице соседей на маршрутизаторах R1 и R2;
• Заметьте, что R1 установил соседство с PE1, а R2 с PE2.
• Маршрутизаторы R1 и R2 не становятся соседями!

L2 MPLS VPNs

В данной секции объясняется L2 MPLS VPN и как EIGRP развёртывается в нём.

Ethernet Port-to-Port Connectivity over a L2 MPLS VPN

Файл:MPLS VPN L2.png

Схематично подключение между R1 и R2 показано на рисунке. R1 и R2 обмениваются фреймами Ethernet. PE1 инкапсулирует в MPLS пакет фрейм, пришедший от подключённого напрямую R1, пересылает через магистраль PE2, который декапсулирует MPLS пакет и передаёт R2 исходный фрейм. Этот процесс называется EoMPLS и относится к типам AToM.

AToM и EoMPLS никак не используют адресацию MAC уровня (ни learning, ни filtring). PE-маршрутизаторы не фильтруют фреймы на основании их мак-адресов, не используют STP (пакеты BPDU передаются через сеть прозрачно и не обрабатываются), так что задача определения петель в LAN возложена на другие устройства или исключена при проектировании. SP может использовать коммутаторы LAN в связке с AToM и EoMPLS для предоставления таких функций.

450px

R1(config)# interface FastEthernet0/0
R1(config-if)# ip address 192.168.1.101 255.255.255.224
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)#

R2(config)# interface FastEthernet0/0
R2(config-if)# ip address 192.168.1.102 255.255.255.224
R2(config-if)# exit
R2(config)# router eigrp 100
R2(config-router)# network 172.17.2.0 0.0.0.255
R2(config-router)# network 192.168.1.0
R2(config-router)#

• EIGRP должен быть запущен с корректным номером AS (должен совпадать на R1 и R2)
• Команда network должна включать все интерфейсы на которых будет работать EIGRP, включая канал к PE-маршрутизаторам (PE1 и P2), через который маршрутизаторы R1 и R2 формируют соседство.
• С точки зрения EIGRP, магистраль MPLS и маршрутизаторы PE1 и P2 не видны (отсуствуют).
• Соседство устанавливается через магистраль MPLS напрямую между R1 и R2.

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  Fe0/0       10    00:07:22   10   2280  0  5

R2# 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  Fe0/0       10    00:17:02   10   1380  0  5

Вывод таблиц соседей для R1 и R2

Ethernet VLAN Connectivity

Файл:EIGRP over EoMPLS.png

EIGRP over EoMPLS

На рисунке показан альтернативный сценарий в котором два клиентских маршрутизатора R1 и R2 подключены к граничным маршрутизаторам MPLS PE1 и PE2 через VLAN подынтерфейсы (subinterfaces). Для подключения к разным VLAN на PE используются разные подынтерфейсы. Подынтерфейс PE1 во VLAN куда подключён маршрутизатор R1 используется для перенаправления AToM . Ethernet фрейм, приходящий от R1 на определённый подынтерфейс VLAN инкапсулируется в MLPS и передаётся чрез мегистраль. На другом конце PE2 декапсулирует пакет и передаёт фрейм через исходящий VLAN подынтерфейс маршрутизатору R2.

ЗНАКОМЬТЕСЬ: ETHERNET VIRTUAL PRIVATE LAN

Балансировка нагрузки в EIGRP

В данном разделе описывается балансировка нагрузки EIGRP

• Routes with a metric equal to the minimum metric are installed in the routing table.
  • Referred to as “equal-cost load balancing”.
  • All IP routing protocols on Cisco routers can perform equal-cost load balancing.
• The maximum-paths maximum-path command can be used to allow up to 6 equal-cost paths.
  • Default is 4.
  • Setting the maximum-path option to 1 disables load balancing

Балансировка нагрузки с равной стоимостью маршрутов

Балансировка нагрузки с равной стоимостью (equal-cost load balancing) - это способность маршрутизатора распределять трафик между интерфейсами, маршруты через которые имеют одинаковую метрику к сети назначения. Все протоколы маршрутизации ip в маршрутизаторах Cisco могут выполнять такую балансировку. Балансировка нагрузки с равной стоимостью включена в EIGRP по умолчанию. Балансировка увеличивает эффективность использования сегментов сети и полосы пропускания каналов.

По умолчанию EIGRP выполняет балансировку нагрузки между 4 маршрутами с одинаковой метрикой. Для старых версий IOS это число настраивается в диапазоне от 1 до 6. В поздних версиях количество одновременно используемых маршрутов увеличено до 16.

Router(config-router)#maximum-paths <1...16> ///до 16 маршрутов

Данная команда используется для изменения максимального количества маршрутов, используемых для балансировки. maximum-paths 1 выключает балансировку нагрузки.

• Если пакет process-switched, то балансировка нагрузки выполняется per-packet. (кажется, рассматривались в ICND1)
• Если пакет fast-switched, то балансировка нагрузки выполняется per-destination.

Если вы тестируете балансировку нагрузки, то не следует пинговать маршрутизатор или с маршрутизатора работающего с 
fast-switching intefaces, т.к. собственный трафик маршрутизатора будет process-switching, что внесёт некоторую
неразбериху. Балансировка выполняется ТОЛЬКО для трафика ПРОХОДЯЩЕГО через маршрутизатор, а не для его трафика.

Балансировка нагрузки с неравной стоимостью маршрутов

• EIGRP can also balance traffic across multiple routes that have different metrics.
  • Referred to as unequal-cost load balancing.
• The degree to which EIGRP performs load balancing is controlled with the variance multiplier command.
  • The multiplier is a value, between 1 and 128, used for load balancing.
  • The default is 1, which means equal-cost load balancing.
  • Setting a variance value greater than 1 allows EIGRP to install multiple loop-free routes with unequal cost in the routing table.
  • EIGRP will always install successors (the best routes) in the routing table.
    • The variance allows feasible successors (and only feasible successor routes) as candidate routes to potentially be installed in the routing table.

EIGRP позволяет также балансировать нагрузку через маршуты с разными метриками к сети назначения (unequal-cost load balancing). Степень различия метрик маршрутов настраивается командой:

Router(config-router)#variance <множитель>

<множитель> - число от 1 (по умолчанию) до 128. Позволяет использовать маршруты с метрикой <множитель>*(минимальная метрика маршрута). Значение 1 включает equal-cost load balancing. Установка параметра >1 позволяет помещать в таблицу маршрутизации EGIRP несколько маршрутов без петель с неравными стоимостями. EIGRP всегда помещает в таблицу successor маршруты (лучшие маршруты до получателя). Variance позволяет помещать в таблицу также и FS маршруты. Только feasible пути могут быть использованы для балансировки, таблица маршрутизации содержит только такие пути. Должны удовлетворяться два feasible условия:

• Маршрут должен быть без петель. Т.е. AD от соседа < FD нашего маршрута. Другими словами следующий маршрутизатор в пути должен быть ближе к получателю чем текущий.
• Метрика полного пути (FD альтернативного маршрута) должна быть меньше, чем множитель x метрику локального наилучшего пути (текущей FD). Другими словами полная метрика альтернативного маршрута должна быть укладываться в диапазон.

Если оба условия выполняются, то маршрут, называемый feasible, попадёт в таблицу маршрутизации. Не лимитирует максимальное колличество путей (лимитирует их команда maximum-path).

Самостоятельно EIGRP никакую балансировку не выполняет, а лишь помещает в таблицу маршруты. Балансировку выполняет ПО.

Для управления тем, как трафик распределяется между маршрутами к одной и той же подсети, имеющими разные метрики, используется команда

traffic-share [balanced | min accross-interfaces]

где, balanced (стандартное значение) - маршрутизатор распределяет трафик обратно пропорционально метрикам (по принципу, чем меньше метрика маршрута, тем больше передается по нему трафика). min accross-interfaces - Используется маршрут с наименьшей метрикой. Т.е. несмотря на то, что есть несколько маршрутов в таблице маршрутизации, отправлять трафик только по маршрутам с наименьшей метрикой. Данная опция позволяет всегда держать запасные feasible маршруты в таблице маршрутизации, но использовать только при отказе основного.

450px

R1(config)# router eigrp 100
R1(config-router)# variance 2
R1(config-router)#

Файл:EIGRP load bal notequal.png

• R1 использует R3 как приёмника (successor), т.к. метрика наименьшая (20).
• Применение команды variance 2 делает маршрут через R2 удовлетворяющим критериям (FD=30 чрез него < 2xFD=40 через successor).
• Через R4 не пойдёт, т.к. маршрут через него не был FS, а только они могут участвовать в балансировке.
  • Также FD через R4 (45) больше удвоенного FD через successor (R3 2*20=40).
• R5 не участвует в балансировке т.к. FD через R5=50, что больше, чем 2*20=40 через R3
• Балансировка осуществляется пропорционально метрикам.
  • FD маршрута через R2 30 и FD маршрута через R3 20; соотношение трафика между двумя маршрутами (через R2 : через R3) будет 3/5 : 2/5.

Использование полосы пропускания WAN

EIGRP эффективно работает в WAN-окружении как на point-to-point, так и на multipoint NBMA (nonbradcast multiaccess - нешироковещательные с множественным доступом) соединениях. Конфигурация по умолчанию может стать не лучшим вариантом для WAN-соединений из-за их разнородности.

• EIGRP operates efficiently in WAN environments and is scalable on both point-to-point links and NBMA multipoint and point-to-point links.
• However, default configuration of WAN connections may not be optimal therefore a solid understanding of EIGRP operation coupled with knowledge of link speeds can yield an efficient, reliable, scalable router configuration.
• There are two commands which could be configured to improve EIGRP operation:
  • bandwidth
  • ip percent-bandwidth

В данном разделе впервые объясняется как EIGRP использует на интерфейсах bandwidth. Так же представлены несколько примеров EIGRP в различных WAN.

EIGRP Link Utilization

• EIGRP assumes the default bandwidth on the link instead of the true bandwidth, therefore suboptimal path selection may result.
  • For example, Serial links commonly default to 1.5 Mbps however the actual CIR may be 128 Kbps.
  • DUAL would use the 1.5 Mbps value instead of the actual slower 128 Kbps value in its metric calculation.
• It is recommended to configure the bandwidth setting using the bandwidth kilobits on serial interfaces.
• An important WAN consideration is the fact that multipoint interfaces physical bandwidth setting is shared equally by all neighbors.
  • EIGRP uses the bandwidth setting of the physical interface divided by the number of Frame Relay neighbors connected on that physical interface to get the bandwidth attributed to each neighbor.
  • The EIGRP configuration should reflect the correct percentage of the actual available bandwidth on the line.

По умолчанию EIGRP может использовать до 50% полосы пропускания интерфейса или подынтерфейса. Для определения полосы пропускания EIGRP использует значение команды bandwidth, или значение полосы пропускания канала по умолчанию. Использование полосы интерфейса настраивается командой:

R(config-if)#ip bandwidth-percent eigrp <AS> <процент>

<AS> - номер автономной системы. <процент> - используемая часть полосы пропускания в процентах. Значение <процент> может быть и выше 100, что может быть полезно если bandwidth былa специально занижена.

Например, предположим, что реальная полоса последовательного соединения составляет 64 кбит/c, но командой bandwidth установлено значение 32 кбит/с.

R(config)#interface s1/0
R(config-if)# bandwidth 32
R(config-if)# ip bandwidth-percent eigrp 1 100

Конфиг показывает как ограничить использование канала трафиком EIGRP. В примере использование полосы установлено в 100%, т.е. 32кбит/с * 100% = 32 кбит/с. В этом случае EIGRP использует половину реальной полосы пропускания канала 64 кбит/с.

Cisco IOS предполагает что point-to-point подынтерфейсы Frame Relay (подобно всем последовательным интерфейсам) работают на полной скорости T1 (1544 кбит/с). Однако, во многих случаях доступны лишь дробные T1 скорости. Поэтому для таких интерфейсов следует устанавливать bandwidth равной CIR (committed information rate - гарантированная скорость информации) данного PVC (permanent virtual circuit - постоянный виртуальный канал).

При настройке multipont-интерфейсов, особенно для Frame Relay, но также для ATM и ISDN PRI, важно понимать, что все соседи одинаково делят одну полосу пропускания. Это значит что EIGRP использует команду bandwidth на физическом интерфейсе поделенную на количество Frame Relay соседей, соединенных с этим интерфейсом, для вычисления полосы каждого соседа. Конфигурация EIGRP должна отражать правильный процент использования доступной полосы канала.

Любое развертывание имеет уникальные топологии и требования. Различие значений CIR часто приводит к необходимости применения гибридной конфигурации - смеси характеристик point-to-point и multipoint каналов.

Настраивая multipoint-интерфейсы, установите bandwidth равным минимальной CIR умноженной на количество каналов. При этом возможно неполное использование скорости, но появляется гарантия, что каналы с наименьшей CIR не будут перегружены. Если топология содержит малое число очень медленных каналов, этот интерфейс обычно является point-to-point, поэтому его bandwidth может быть установлена равной его CIR.