Einführung in EIGRP

Einleitung

In diesem Dokument wird die IGRP-Suite (Interior Gateway Routing Protocol) der Routing-Protokolle beschrieben, die von Cisco Systems entwickelt wurde. Dieses Dokument darf nicht als Protokoll- oder Produktbeschreibung verwendet werden, da es nur zu Informationszwecken und zur Technologieeinführung bestimmt ist.

Voraussetzungen

Anforderungen

Es gibt keine spezifischen Anforderungen für dieses Dokument.

Verwendete Komponenten

Dieses Dokument ist nicht auf bestimmte Software- und Hardware-Versionen beschränkt.

Die Informationen in diesem Dokument beziehen sich auf Geräte in einer speziell eingerichteten Testumgebung. Alle Geräte, die in diesem Dokument benutzt wurden, begannen mit einer gelöschten (Nichterfüllungs) Konfiguration. Wenn Ihr Netzwerk in Betrieb ist, stellen Sie sicher, dass Sie die möglichen Auswirkungen aller Befehle kennen.

Konventionen

Weitere Informationen zu Dokumentkonventionen finden Sie unter Cisco Technical Tips Conventions (Technische Tipps von Cisco zu Konventionen).

Was ist IGRP?

IGRP wird im TCP/IP- und OSI-Internet (Open System Interconnection) verwendet. Die ursprüngliche IP-Version wurde 1986 entwickelt und erfolgreich bereitgestellt. Es wird als IGP angesehen, wird aber auch häufig als Exterior Gateway Protocol (EGP) für domänenübergreifendes Routing verwendet. IGRP verwendet die Distanzvektor-Routing-Technologie. Das Konzept ist, dass jeder Router nicht alle Router-/Link-Beziehungen für das gesamte Netzwerk kennen muss. Jeder Router kündigt Ziele mit einer entsprechenden Entfernung an. Jeder Router, der die Informationen empfängt, passt die Entfernung an und gibt sie an benachbarte Router weiter.

Die Distanzinformationen im IGRP werden als eine Kombination aus verfügbarer Bandbreite, Verzögerung, Lastnutzung und Verbindungszuverlässigkeit dargestellt. Dies ermöglicht eine Feinabstimmung der Verbindungseigenschaften, um optimale Pfade zu erreichen.

Was ist EIGRP?

EIGRP ist eine erweiterte Version von IGRP. Die gleiche Distanzvektortechnologie wie beim IGRP wird auch beim EIGRP verwendet, und die zugrunde liegenden Distanzinformationen bleiben unverändert. Die Konvergenzeigenschaften und die Betriebseffizienz dieses Protokolls haben sich deutlich verbessert. Dadurch wird eine verbesserte Architektur ermöglicht, während die bestehenden IGRP-Investitionen erhalten bleiben.

Die Konvergenztechnologie basiert auf Forschungsergebnissen von SRI International. Der Diffusing Update Algorithm (DUAL) ist der Algorithmus, der verwendet wird, um die Schleifenfreiheit zu jedem Zeitpunkt während der Routenberechnung zu erhalten. Dadurch können alle Router, die an einer Topologieänderung beteiligt sind, gleichzeitig synchronisiert werden. Router, die nicht von Topologieänderungen betroffen sind, werden nicht in die Neuberechnung einbezogen. Die Konvergenzzeit mit DUAL entspricht derjenigen jedes anderen vorhandenen Routing-Protokolls.

EIGRP wurde erweitert und ist nun von Netzwerkschichtprotokollen unabhängig. So kann DUAL auch andere Protokoll-Suites unterstützen.

Wie funktioniert EIGRP?

Das EIGRP besteht aus vier Grundkomponenten:

• Erkennung/Wiederherstellung von Nachbarn

• Zuverlässiges Transportprotokoll

• DUAL Finite-State-Maschine

• Protokollabhängige Module

Neighbor Discovery/Recovery ist der Prozess, den Router verwenden, um dynamisch von anderen Routern in ihren direkt verbundenen Netzwerken zu lernen. Router müssen außerdem erkennen, wenn ihre Nachbarn nicht erreichbar oder nicht mehr funktionsfähig sind. Dieser Prozess wird mit geringem Overhead durch das periodische Senden kleiner Hello-Pakete erreicht. Solange Hello-Pakete empfangen werden, kann ein Router feststellen, dass ein Nachbar am Leben ist und funktioniert. Sobald dies bestimmt ist, können die benachbarten Router Routing-Informationen austauschen.

Der zuverlässige Transport sorgt für die garantierte, geordnete Zustellung von EIGRP-Paketen an alle Nachbarn. Er unterstützt die gemischte Übertragung von Multicast- oder Unicast-Paketen. Einige EIGRP-Pakete müssen zuverlässig übertragen werden, andere nicht. Aus Effizienzgründen wird die Zuverlässigkeit nur dann gewährleistet, wenn dies erforderlich ist. Beispielsweise ist es bei einem Multi-Access-Netzwerk mit Multicast-Funktionen wie Ethernet nicht erforderlich, Hellos zuverlässig und individuell an alle Nachbarn zu senden. So sendet EIGRP ein einzelnes Multicast-Hello mit einer Angabe im Paket, die die Empfänger darüber informiert, dass das Paket nicht bestätigt werden muss. Andere Pakettypen, wie z. B. Updates, erfordern eine Bestätigung, und dies ist im Paket angegeben. Die zuverlässige Übertragung verfügt über eine Funktion zum schnellen Senden von Multicast-Paketen, wenn noch nicht bestätigte Pakete ausstehen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Konvergenzzeit gering bleibt, wenn Verbindungen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit vorhanden sind.

Die DUAL Finite State Machine verkörpert den Entscheidungsprozess für alle Routenberechnungen. Es verfolgt alle von allen Nachbarn angekündigten Routen. Die Abstandsinformationen, die als Metrik bezeichnet werden, werden von DUAL verwendet, um effiziente schleifenfreie Pfade auszuwählen. DUAL wählt Routen aus, die in eine Routing-Tabelle eingefügt werden sollen, basierend auf möglichen Nachfolgern. Ein Nachfolger ist ein Nachbar-Router, der für die Paketweiterleitung verwendet wird und über einen Pfad mit den niedrigsten Kosten zu einem Ziel verfügt, das garantiert nicht Teil einer Routing-Schleife ist. Wenn es keine praktikablen Nachfolger gibt, aber Nachbarn das Ziel ankündigen, muss eine Neuberechnung erfolgen. Hier wird ein neuer Nachfolger bestimmt. Die Zeit, die zur Neuberechnung der Route benötigt wird, wirkt sich auf die Konvergenzzeit aus. Obwohl die Neuberechnung nicht prozessorintensiv ist, ist es vorteilhaft, eine Neuberechnung zu vermeiden, wenn sie nicht erforderlich ist. Bei einer Topologieänderung wird DUAL auf mögliche Nachfolger getestet. Wenn es machbare Nachfolger gibt, verwendet es alle gefundenen, um unnötige Neuberechnungen zu vermeiden. Mögliche Nachfolger werden später in diesem Dokument genauer definiert.

Die protokollabhängigen Module sind für die protokollspezifischen Anforderungen der Netzwerkschicht verantwortlich. Das IP-EIGRP-Modul ist beispielsweise für das Senden und Empfangen von EIGRP-Paketen zuständig, die in IP gekapselt sind. IP-EIGRP ist für das Parsen von EIGRP-Paketen und das Informieren von DUAL über die neu empfangenen Informationen verantwortlich. IP-EIGRP fordert DUAL auf, Routing-Entscheidungen zu treffen, deren Ergebnisse in der IP-Routing-Tabelle gespeichert werden. IP-EIGRP ist für die Neuverteilung von Routen verantwortlich, die von anderen IP-Routing-Protokollen empfangen wurden.

EIGRP-Konzepte

In diesem Abschnitt werden einige Details zur EIGRP-Implementierung beschrieben. Es werden sowohl Datenstrukturen als auch die DUAL-Konzepte diskutiert.

Nachbartabelle

Jeder Router speichert Statusinformationen zu benachbarten Nachbarn. Wenn neu erkannte Nachbarn abgefragt werden, werden Adresse und Schnittstelle des Nachbarn aufgezeichnet. Diese Informationen werden in der benachbarten Datenstruktur gespeichert. Die Nachbartabelle enthält diese Einträge. Für jedes protokollabhängige Modul gibt es eine Nachbartabelle. Wenn ein Nachbar ein Hello sendet, kündigt er eine Haltezeit an. Die Haltezeit ist die Zeit, die ein Router einen Nachbarn als erreichbar und betriebsbereit behandelt. Mit anderen Worten: Wenn ein Hello-Paket nicht innerhalb der HoldTime gehört wird, läuft die HoldTime ab. Wenn die Haltezeit abläuft, wird DUAL über die Topologieänderung informiert.

Der Eintrag in der Nachbartabelle enthält auch Informationen, die für den zuverlässigen Transportmechanismus erforderlich sind. Sequenznummern werden verwendet, um Bestätigungen mit Datenpaketen abzugleichen. Die letzte vom Nachbarn empfangene Sequenznummer wird aufgezeichnet, damit fehlerhafte Pakete erkannt werden können. Eine Übertragungsliste wird verwendet, um Pakete für eine mögliche erneute Übertragung pro Nachbar in eine Warteschlange zu stellen. Round-Trip-Timer werden in der benachbarten Datenstruktur gespeichert, um ein optimales Intervall für die erneute Übertragung zu schätzen.

Topologietabelle

Die Topologietabelle wird von den protokollabhängigen Modulen aufgefüllt und vom DUAL Finite-State-System verarbeitet. Er enthält alle Ziele, die von benachbarten Routern angekündigt wurden. Jedem Eintrag sind die Zieladresse und eine Liste von Nachbarn zugeordnet, die das Ziel angekündigt haben. Für jeden Nachbarn wird die angegebene Metrik aufgezeichnet. Dies ist die Metrik, die der Nachbar in seiner Routing-Tabelle speichert. Wenn der Nachbar dieses Ziel ankündigt, muss er die Route zum Weiterleiten von Paketen verwenden. Dies ist eine wichtige Regel, der sich Entfernungsvektorprotokolle anschließen müssen.

Außerdem ist dem Ziel die vom Router verwendete Metrik zugeordnet, um das Ziel zu erreichen. Dies ist die Summe der am besten beworbenen Metrik aller Nachbarn plus der Verbindungskosten zum besten Nachbarn. Dies ist die Metrik, die der Router in der Routing-Tabelle verwendet, um sie anderen Routern mitzuteilen.

Machbare Nachfolger

Ein Zieleintrag wird aus der Topologietabelle in die Routing-Tabelle verschoben, wenn ein möglicher Nachfolger vorhanden ist. Alle Mindestkostenpfade zum Ziel bilden einen Satz. Von diesem Satz werden Nachbarn, deren angekündigte Metrik kleiner ist als die aktuelle Routing-Tabellen-Metrik, als mögliche Nachfolger betrachtet.

Machbare Nachfolger werden von einem Router als Nachbarn betrachtet, die in Bezug auf das Ziel nachgelagert sind. Diese Nachbarn und die zugehörigen Metriken werden in die Weiterleitungstabelle eingefügt.

Wenn ein Nachbar die von ihm angekündigte Metrik ändert oder eine Topologieänderung im Netzwerk auftritt, müssen die möglichen Nachfolger neu bewertet werden. Dies wird jedoch nicht als Routen-Neuberechnung kategorisiert.

Routenstatus

Ein Topologietabelleneintrag für ein Ziel kann einen von zwei Zuständen haben. Eine Route wird als passiv angesehen, wenn ein Router keine Routenneuberechnung durchführt. Die Route befindet sich im aktiven Zustand, wenn ein Router neu berechnet wird. Wenn es immer realisierbare Nachfolger gibt, muss diese Route niemals in den aktiven Zustand übergehen und vermeidet eine Neuberechnung der Route.

Wenn es keine praktikablen Nachfolger gibt, wechselt eine Route in den Status "Aktiv", und es erfolgt eine Neuberechnung der Route. Eine Routen-Neuberechnung beginnt, bei der ein Router ein Abfragepaket an alle Nachbarn sendet. Benachbarte Router können entweder antworten, wenn sie mögliche Nachfolger für das Ziel haben, oder optional eine Abfrage zurückgeben, die angibt, dass sie eine Routenneuberechnung durchführen. Im aktiven Zustand kann ein Router den Next-Hop-Nachbarn, den er für die Paketweiterleitung verwendet, nicht ändern. Sobald alle Antworten für eine bestimmte Abfrage empfangen wurden, kann das Ziel in den Status "Passiv" geändert und ein neuer Nachfolger ausgewählt werden.

Wenn eine Verbindung zu einem Nachbarn, der der einzig mögliche Nachfolger ist, ausfällt, beginnen alle Routen durch diesen Nachbarn eine Routen-Neuberechnung und wechseln in den Status Aktiv.

Paketformate

EIGRP verwendet fünf Pakettypen:

• Hallo/Acks

• Updates

• Abfragen

• Antworten

• Anfragen

Wie bereits erwähnt, sind Hellos Multicast-fähig, um die Erkennung/Wiederherstellung von Nachbarn zu ermöglichen. Sie erfordern keine Bestätigung. Als Quittung (ack) wird auch ein hello ohne Daten verwendet. Acks werden immer mit einer Unicast-Adresse gesendet und enthalten eine Bestätigungsnummer ungleich 0.

Updates werden verwendet, um die Erreichbarkeit von Zielen zu vermitteln. Wenn ein neuer Nachbar erkannt wird, werden Aktualisierungspakete gesendet, damit der Nachbar seine Topologietabelle aufbauen kann. In diesem Fall handelt es sich bei Aktualisierungspaketen um Unicast. In anderen Fällen, z. B. bei einer Änderung der Verbindungskosten, erfolgen Updates über Multicast. Updates werden immer zuverlässig übertragen.

Abfragen und Antworten werden gesendet, wenn Ziele in den Status "Aktiv" wechseln. Abfragen sind immer Multicast, es sei denn, sie werden als Antwort auf eine empfangene Abfrage gesendet. In diesem Fall wird die Abfrage per Unicast an den Nachfolger zurückgesendet, von dem die Abfrage stammt. Antworten werden immer als Antwort auf Abfragen gesendet, um dem Ausgangspunkt zu signalisieren, dass er nicht in den aktiven Zustand wechseln muss, da er über mögliche Nachfolger verfügt. Antworten werden per Unicast an den Ausgangspunkt der Abfrage gesendet. Sowohl Abfragen als auch Antworten werden zuverlässig übertragen.

Anforderungspakete werden verwendet, um bestimmte Informationen von einem oder mehreren Nachbarn abzurufen. Anforderungspakete werden in Routing-Server-Anwendungen verwendet. Dabei kann es sich um Multicast oder Unicast handeln. Anfragen werden unzuverlässig übermittelt.

Routen-Tagging

EIGRP basiert auf internen und externen Routen. Interne Routen stammen von einem EIGRP-AS (Autonomous System). Daher wird ein direkt verbundenes Netzwerk, das für die Ausführung von EIGRP konfiguriert ist, als interne Route betrachtet und mit diesen Informationen im gesamten EIGRP-AS propagiert. Externe Routen sind solche, die von einem anderen Routing-Protokoll empfangen wurden oder in der Routing-Tabelle als statische Routen gespeichert sind. Diese Routen werden einzeln mit der Identität ihres Ursprungs gekennzeichnet.

Externe Routen werden mit diesen Informationen markiert:

• Die Router-ID des EIGRP-Routers, der die Route neu verteilt hat.

• Die AS-Nummer, unter der sich das Ziel befindet.

• Ein konfigurierbares Administrator-Tag.

• Protokoll-ID des externen Protokolls.

• Die Metrik aus dem externen Protokoll.

• Bit-Flags für das Standard-Routing.

Angenommen, es gibt ein AS mit drei Grenzroutern. Ein Border Router ist ein Router, der mehr als ein Routing-Protokoll ausführt. Der AS verwendet EIGRP als Routing-Protokoll. Nehmen wir an, zwei der Grenzrouter, BR1 und BR2, verwenden Open Shortest Path First (OSPF), der andere, BR3, verwendet das Routing Information Protocol (RIP).

Die von einem der OSPF-Border Router, BR1, empfangenen Routen können bedingt auf EIGRP umverteilt werden. Das bedeutet, dass das in BR1 ausgeführte EIGRP die OSPF-Routen innerhalb seines eigenen AS ankündigt. In diesem Fall wird die Route angekündigt und als OSPF-bezogene Route mit einer Metrik gekennzeichnet, die der Metrik der Routing-Tabelle der OSPF-Route entspricht. Die Router-ID ist auf BR1 festgelegt. Die EIGRP-Route wird an die anderen Grenzrouter propagiert. Angenommen, BR3, der Grenzrouter für RIP, kündigt dieselben Ziele wie BR1 an. Daher verteilt BR3 die RIP-Routen in das EIGRP-AS um. BR2 verfügt dann über genügend Informationen, um den AS-Eintrittspunkt für die Route, das verwendete ursprüngliche Routing-Protokoll und die Metrik zu bestimmen. Außerdem kann der Netzwerkadministrator bestimmten Zielen Tagwerte zuweisen, wenn die Route neu verteilt wird. BR2 kann diese Informationen zur Verwendung der Route verwenden oder sie erneut an OSPF melden.

Die Verwendung von EIGRP-Routen-Tagging bietet Netzwerkadministratoren flexible Richtlinienkontrollen und erleichtert die Anpassung des Routings. Routen-Tagging ist besonders bei ASs für die Übertragung nützlich, bei denen EIGRP in der Regel mit einem domänenübergreifenden Routing-Protokoll interagieren würde, das globalere Richtlinien implementiert. Kombiniert ermöglichen sie skalierbares, richtlinienbasiertes Routing.

Kompatibilitätsmodus

EIGRP bietet Kompatibilität und nahtlosen Betrieb mit IGRP-Routern. Dies ist wichtig, damit Benutzer die Vorteile beider Protokolle nutzen können. Für die Kompatibilitätsfunktionen ist kein Tag für die Markierung erforderlich, um EIGRP zu aktivieren. Das EIGRP kann an strategischen Standorten mit Bedacht und ohne Unterbrechung der IGRP-Leistung aktiviert werden.

Es gibt einen automatischen Umverteilungsmechanismus, über den IGRP-Routen in EIGRP importiert werden und umgekehrt. Da die Metriken für beide Protokolle direkt übersetzbar sind, lassen sie sich leicht so vergleichen, als wären sie Routen, die ihren Ursprung in ihrem eigenen AS hätten. Darüber hinaus werden IGRP-Routen im EIGRP als externe Routen behandelt, sodass die Tagging-Funktionen für eine benutzerdefinierte Anpassung zur Verfügung stehen.

IGRP-Routen haben standardmäßig Vorrang vor EIGRP-Routen. Dies kann mithilfe eines Konfigurationsbefehls geändert werden, der keinen Neustart der Routing-Prozesse erfordert.

DUAL-Beispiel

Dieses Netzwerkdiagramm veranschaulicht die Konvergenz von DUAL. Das Beispiel konzentriert sich nur auf das Ziel N. Jeder Knoten zeigt seine Kosten auf N (in Hops) an. C verwendet A, um N zu erreichen, und die Kosten betragen 2.

Wenn die Verbindung zwischen A und B ausfällt, sendet B eine Abfrage, die seine Nachbarn darüber informiert, dass er seinen realisierbaren Nachfolger verloren hat. D empfängt die Abfrage und bestimmt, ob es andere mögliche Nachfolger gibt. Ist dies nicht der Fall, muss eine Routenberechnung gestartet und der aktive Status eingegeben werden. In diesem Fall ist C jedoch ein praktikabler Nachfolger, da seine Kosten (2) geringer sind als die aktuellen Kosten (3) für das Ziel N. D kann auf C als seinen Nachfolger umschalten. Hinweis A und C nahmen nicht teil, da sie von der Änderung nicht betroffen waren.

Lassen Sie uns nun eine Routenberechnung durchführen. In diesem Szenario schlägt die Verbindung zwischen A und C fehl. C stellt fest, dass es seinen Nachfolger verloren hat und keinen anderen realisierbaren Nachfolger hat. D wird nicht als praktikabler Nachfolger betrachtet, da seine angekündigte Metrik (3) größer ist als die aktuellen Kosten (2), um das Ziel N zu erreichen. C muss eine Routenberechnung für das Ziel N durchführen. C sendet eine Abfrage an seinen einzigen Nachbarn D. D antwortet, weil sich sein Nachfolger nicht geändert hat. D muss keine Routenberechnung durchführen. Wenn C die Antwort erhält, weiß es, dass alle Nachbarn die Nachricht über das Versagen zu N verarbeitet haben. An diesem Punkt kann C seinen neuen möglichen Nachfolger D mit einem Preis von (4) wählen, um das Ziel N zu erreichen. Beachten Sie, dass A und B von der Topologieänderung nicht betroffen waren und D einfach auf C antworten musste.

Häufig gestellte Fragen

Ist die Konfiguration von EIGRP so einfach wie die Konfiguration von IGRP?

Ja, Sie konfigurieren EIGRP genauso wie IGRP. Sie konfigurieren einen Routing-Prozess und legen fest, über welche Netzwerke das Protokoll ausgeführt wird. Vorhandene Konfigurationsdateien können verwendet werden.

Verfüge ich über Debugging-Funktionen wie IGRP?

Ja, es gibt sowohl protokollunabhängige als auch abhängige Debug-Befehle, die Sie darüber informieren, was das Protokoll tut. Es gibt eine Reihe von show-Befehlen, die Sie über den Status der Nachbartabelle, der Topologietabelle und die EIGRP-Verkehrsstatistik informieren.

Sind für IP-EIGRP dieselben Funktionen verfügbar wie für IP-IGRP?

Alle Funktionen, die Sie im IGRP verwendet haben, sind im EIGRP verfügbar. Zu betonen sind u. a. mehrere Routing-Prozesse. Sie können einen einzigen Prozess verwenden, der IGRP und EIGRP ausführt. Sie können mehrere Prozesse verwenden, die beide ausführen. Sie können einen Prozess, der IGRP ausführt, und einen anderen Prozess zum Ausführen von EIGRP verwenden. Man kann mischen und zusammenpassen. So können Sie das Routing an ein bestimmtes Protokoll anpassen, wenn sich Ihre Anforderungen ändern.

Wie viel Bandbreite und Prozessorressourcen benötigt EIGRP?

Das Problem der Bandbreitennutzung wurde durch die Implementierung partieller und inkrementeller Updates behoben. Daher werden Routing-Informationen nur bei einer Topologieänderung gesendet. Im Hinblick auf die Prozessorauslastung verringert die mögliche Nachfolgetechnologie die Gesamtprozessorauslastung eines AS erheblich, da nur die Router, die von einer Topologieänderung betroffen waren, für die Routenneuberechnung benötigt werden. Außerdem erfolgt die Routen-Neuberechnung nur für betroffene Routen. Nur diese Datenstrukturen werden aufgerufen und verwendet. Dadurch wird die Suchzeit in komplexen Datenstrukturen erheblich verkürzt.

Unterstützt IP-EIGRP Aggregation und Subnetzmasken mit variabler Länge?

Ja, das stimmt. IP-EIGRP führt die Routenaggregation auf die gleiche Weise durch wie IGRP. Das bedeutet, dass Subnetze eines IP-Netzwerks nicht über ein anderes IP-Netzwerk angekündigt werden. Die Subnetzrouten werden in einem einzigen Netzwerknummernaggregat zusammengefasst. Darüber hinaus ermöglicht IP-EIGRP die Aggregation an jeder Bitgrenze einer IP-Adresse und kann mit der Genauigkeit der Netzwerkschnittstelle konfiguriert werden.

Unterstützt das EIGRP Gebiete?

Nein, ein einzelner EIGRP-Prozess entspricht einem Bereich eines Link-State-Protokolls. Dabei können die Informationen jedoch an jeder Schnittstellengrenze gefiltert und aggregiert werden. Will man die Propagierung von Routing-Informationen begrenzen, können mehrere Routing-Prozesse so konfiguriert werden, dass eine Hierarchie erreicht wird. Da DUAL selbst die Weiterleitung von Routen einschränkt, werden in der Regel mehrere Routing-Prozesse verwendet, um organisatorische Grenzen zu definieren.

Zugehörige Informationen

• EIGRP-Support-Seite
• Technischer Support und Dokumentation für Cisco Systeme
• Konfigurieren von EIGRP