Chương 2: Giáo thực định tuyến EIGRP

Nếu không có đường đi dự phòng feasible successor, router sẽ gửi ra các gói tin truy vấn query để hỏi về đường đi dự phòng.. Nếu router không có thông tin nào trong gói reply, router sẽ

21

2.1 Tổng quan

- EIGRP là giao thức định tuyến distance vector nâng cao

- EIGRP là một phát triển riêng của Cisco nhằm khắc phục các nhược điểm của RIP/IGRP và có những ưu điểm như dễ cấu hình, độ hội tụ nhanh, tiết kiệm tài nguyên mạng khi trao đổi thông tin, sử dụng địa chỉ multicast để liên lạc, khả năng sử dụng hiệu quả băng thông, hỗ trợ VLSM và vấn đề mạng không liên tục (discontiguous network)

- Các giao thức định tuyến nhóm classless được thiết kế để khắc phục các hạn chế của định tuyến classful, trong đó bao gồm các đặc điểm sau:

o Không gian địa chỉ được sử dụng hiệu quả

o Hỗ trợ VLSM Các cổng của router trong cùng một network có thể có các giá trị subnet mask khác nhau

o Hỗ trợ cho việc sử dụng CIDR

o Các route có thể được summary

- Để sử dụng các ưu điểm của quá trình định tuyến classless, Cisco tạo ra lệnh ip

classless Lệnh này hiện được cấu hình mặc định trong các phiên bản IOS hiện hành

Bảng 2.1 - Các thuật ngữ EIGRP

Neighbor Một router đang chạy EIGRP và kết nối trực tiếp với router

hiện hành cũng đang chạy EIGRP

Neighbor table Một danh sách của các router, bao gồm địa chỉ IP, các

interface đi ra ngoài, hold-time, SRTT và thời gian uptime

Bảng này cũng chứa các thông tin chỉ ra router láng giềng đã thêm vào bảng được bao lâu Bảng này được xây dựng từ các thông tin nhận được từ các gói hello

Routing table Bảng định tuyến Bảng này chứa danh sách các mạng hiện có

và đường đi tốt nhất về các mạng này Một route EIGRP sẽ được đưa vào bảng định tuyến khi route loại feasible successor được chỉ ra

22

Topology table Một bảng chứa tất cả các đường đi được quảng bá bởi các

router láng giềng Đây là danh sách tất cả các route dự phòng, route tốt nhất, giá trị AD và các interface Giải thuật DUAL sẽ tính toán trên bảng topology này để xác định successor và feasible successor để xây dựng một bảng định tuyến

Hello Một thông điệp được dùng để duy trì bảng các router láng

giềng Các gói hello này được gửi định kỳ và được gửi theo kiểu không tin cậy

Update Một gói EIGRP chứa các thông tin thay đổi về mạng Các gói

này được gửi theo cơ chế tin cậy Nó được gửi chỉ khi có một thay đổi ảnh hưởng đến router:

- Khi một router láng giềng xuất hiện;

- Khi một router láng giềng đi từ trạng thái active sang trạng thái passive;

- Khi có một sự thay đổi trong tính toán metric cho một địa chỉ mạng đích

Query Được gửi từ router khi router mất một đường đi về một mạng

nào đó Nếu không có đường đi dự phòng (feasible successor), router sẽ gửi ra các gói tin truy vấn (query) để hỏi

về đường đi dự phòng Khi này router sẽ chuyển sang trạng thái active Các gói tin truy vấn của EIGRP được gửi ra theo kiểu tin cậy

Reply Là một trả lời cho gói tin query Nếu router không có thông

tin nào trong gói reply, router sẽ gửi gói query đến tất cả các router láng giềng Một unicast sẽ được gửi lại

ACK Bản chất là một gói tin Hello nhưng không có dữ liệu bên

trong

Hold time Giá trị được thiết lập trong gói hello Thời gian hold time này

sẽ xác định router sẽ đợi một khoảng thời gian bao lâu trước khi công bố là mạng bị down Thông tin này được để trong bảng neighbor

Successor Router kế tiếp truyền giá trị FC Successor được chọn lựa từ

các giá trị FS vì nó có giá trị thấp nhất đến mạng ở xa

Stuck in Active

(SIA)

Trạng thái đạt được khi router gửi ra các gói tin và chờ ACK

Router vẫn ở trạng thái active cho đến khi nào tất cả các ACK được nhận về Nếu các ACK không trở về sau một khoảng thời gian nào đó, router sẽ duy trì trạng thái SIA cho route đó

Query scoping Thiết kế mạng để giới hạn phạm vi truy cập của các gói query

Phạm vi này sẽ chỉ ra gói tin query có thể đi đến đâu Điều này là cần thiết để ngăn ngừa SIA

24

Active Trạng thái của route khi mà có một thay đổi về mạng nhưng

sau khi kiểm tra bảng topology, không có FS nào được tìm thấy Route sẽ được gán giá trị active và router sẽ truy vấn các router láng giềng cho những route dự phòng

Passive Một đường đi đang trong trạng thái passive Nếu đường đi bị

mất, router sẽ kiểm tra bảng topology để tìm ra FS Nếu có một FS, route này sẽ được đặt trong bảng định tuyến Nếu không, router sẽ truy vấn các router láng giềng và đưa route vào trạng thái active

R1# show ip eigrp neighbors

IP-EIGRP neighbors for process 1

H Address Interface Hold Uptime SRTT RTO Q Seq

(sec) (ms) Cnt Num

2 10.1.200.2 Se0/0/0 10 00:03:03 24 200 0 53

1 10.1.100.3 Fa0/0 14 09:22:42 269 1614 0 54

0 10.1.100.2 Fa0/0 11 09:22:42 212 1272 0 59

Address Địa chỉ IP của router EIGRP láng giềng

Interface Cổng nhận thông tin của router EIGRP láng giềng

Hold Thời gian holddown-timer, nếu mang giá trị 0 sẽ xoá

bỏ quan hệ láng giềng

Uptime Thời gian đã thiết lập quan hệ láng giềng

SRTT (Smooth

Round Trip Time)

Thời gian trung bình để đảm bảo gửi và nhận gói tin EIGRP

RTO (Round Trip

Sequence Number Số tuần tự của gói tin EIGRP cuối cùng nhận được từ

router EIGRP láng giềng

2.4 Tạo ra bảng topology

Sau khi các router đã biết các router láng giềng, nó có thể tạo ra một cơ sở dữ liệu của các feasible successor Các router láng giềng và các đường đi tốt nhất được giữ trong bảng topology này Điều cần chú ý là bảng topology chứa đường đi của tất cả các routes trong một

hệ thống mạng chứ không chỉ là các router có đường đi tốt nhất và các routes dự phòng Các tuyến đường khác được gọi là các khả năng Bảng topology trong EIGRP sẽ quản lý việc chọn lựa route để thêm vào bảng định tuyến của router Bảng topology bao gồm các thông tin như sau:

- Một route nào đó là ở trạng thái active hay passive

- Cập nhật có gửi đến các router láng giềng hay không

- Một gói tin truy vấn đã gửi về router láng giềng Nếu có thông tin trong cột này của bảng, đã có ít nhất một route đang được đánh dấu như active

26

- Nếu một gói tin đã được gửi đi, một cột khác trong bảng sẽ theo dõi là có bất cứ một trả lời nào từ router láng giềng

- Các mạng ở xa

- Địa chỉ mạng và giá trị subnet của các mạng

- Giá trị metric của các mạng ở xa, gọi là FD

- Giá trị metric của các mạng ở xa được quảng bá bởi router kết nối trực tiếp, giá trị này còn gọi là AD

- Giá trị next-hop

- Cổng đi ra của các router được dùng để đến router next-hop

- Tuyến đường tốt nhất được chỉ ra ở dạng hop-count

Bảng topology được xây dựng từ các gói tin update giữa các router láng giềng và được trả lời bởi các truy vấn từ router Các gói tin trả lời được gửi ra nhằm đáp ứng với các gói tin truy vấn Các gói tin truy vấn và gói trả lời được dùng giải thuật DUAL sẽ được gửi đi một cách tin cậy dùng module RTP của Cisco Nếu một router không nghe một ACK trong một khoảng thời gian cho trước, nó sẽ truyền lại gói như một dạng unicast

Nếu không nhận được một gói tin trả lời sau 16 lần cố gắng, router sẽ đánh dấu router láng giềng là đã chết Mỗi lần một router gửi ra một gói tin, RTP sẽ tăng chỉ số thứ tụ lên 1 Router phải nghe trả lời từ tất cả các router trước khi nó có thể gửi các gói tin kế tiếp Thời gian xây dựng bảng topology càng ngắn nếu router không phải truyền các gói tin unicast

2.5 Duy trì bảng topology

Có ba nguyên nhân làm cho một bảng topology phải được tính toán lại

- Router nhận được một thay đổi khi có một mạng mới Mạng mới này có thể là một mạng ở xa hoặc một cổng kết nối trực tiếp của router được up lên

- Router thay đổi giá trị successor trong bảng topology và bảng định tuyến trong các tình huống như bảng topology nhận được một trả lời hoặc một truy vấn từ các router láng giềng Hoặc trong một tình huống khác là có một cấu hình đã làm thay đổi cost của kết nối

- Router nhận được một thay đổi từ router láng giềng khi một mạng không còn tồn tại Các thay đổi này có thể là bảng topology nhận được một truy vấn, một gói tin trả lời hoặc một cập nhật chỉ ra rằng mạng ở xa đang bị down Một tình huống khác là bảng router láng giềng không nhận được gói hello trong khoảng thời gian hold-time Hoặc một mạng là kết nối trực tiếp nhưng bị down

27

Hình 2.1 - Duy trì bảng topology

2.6 Thêm một network vào bảng topology của EIGRP

Giả sử một router nằm ở lớp access kết nối vào một hệ thống mạng mới Người quản trị mạng đã kết nối và cấu hình một cổng Ethernet khác vào phòng dịch vụ mà phòng dịch vụ này di dời sang một toà nhà khác

Hình 2.2 - Cập nhật bảng với một router mới

28

Một mạng mới sẽ được truyền đến tất cả các router như sau:

- Ngay khi router nhận biết được có một mạng mới, Router A bắt đầu gửi gói tin hello

ra các cổng giao tiếp mới Sẽ không có router nào trả lời vì đây là một router cho phép kết nối đến các thiết bị đầu cuối khác Sẽ không có entry nào trong bảng neighbor vì không có router láng giềng nào trả lời gói tin hello Sẽ có một entry xuất hiện trong bảng topology vì đây là một mạng mới

- EIGRP sau khi nhận ra có một thay đổi, bắt buộc phải gửi một cập nhật đến tất cả các router láng giềng của nó về mạng mới xuất hiện Giá trị bit ban đầu chỉ ra rằng cập nhật sẽ bao gồm các entry đầu tiên trong quá trình thiết lập một láng giềng mới Các cập nhật này được theo dõi trong bảng topology và bảng neighnor bởi vì các cập nhật này là hướng kết nối Các gói tin ACK từ các router láng giềng phải nhận được trong một khoảng thời gian cho phép

- Router A, sau khi đã thêm mạng mới vào bảng topology, sẽ cập nhật luôn mạng mới này vào bảng định tuyến Mạng mới sẽ bị đánh dấu như là passive bởi vì nó đang hoạt động Khi công việc của Router A hoàn tất, Router D sẽ bắt đầu Do Router D hoạt động như một thiết bị ở lớp Distribution, Router A là router kết nối Router A, Router

B và Router C vào phần còn lại của mạng Các router láng giềng của nó sẽ là các router trên mỗi tầng và các router khác trong toà nhà

- Sau khi nghe cập nhật từ Router A, Router D bắt đầu cập nhật chỉ số thứ tự trong bảng neighbor và thêm mạng mới vào bảng topology Router sẽ tính giá trị FD và các được

đi tốt nhất (successor) sẽ được đặt vào bảng định tuyến Sau đó router sẽ gửi một cập nhật đến tất cả các router láng giềng của nó, ngoại trừ các Router A, Router B và Router C Luật split horizon vẫn được tuân thủ Router B và Router C được cập nhật trong cùng một cách và cùng một thờI điểm như Router D

2.7 Xóa một đường đi ra khỏi bảng topology

Quá trình xóa một đường đi ra khỏi một router EIGRP thì phức tạp hơn Trong qui trình này, chú ý đến Router D:

- Nếu một mạng kết nối đến Router A là bị down, Router A sẽ cập nhật bảng topology, bảng định tuyến và gửi một cập nhật đến các router láng giềng

- Khi Router D nhận được cập nhận, nó sẽ cập nhật bảng neighbor và bảng topology của

nó

- Router D sẽ tìm một đường đi dự phòng Vì chỉ có một đường đi duy nhất đến mạng ở

xa, sẽ không có đường đi dự phòng nào được tìm thấy

- Vì không có đừơng đi dự phòng nào đang tồn tại, các router láng giềng sẽ trả lời rằng

nó không có đường đi

- Trước khi các router láng giềng trả lời, các router này sẽ tiếp tục truy vấn các router láng giềng của nó Bằng cách này, quá trình tìm kiếm một đường đi dự phòng sẽ mở rộng ra toàn mạng

- Khi không có router nào có khả năng cung cấp đường đi đến một mạng nào đó, tất cả các router sẽ xóa route đó ra khỏi bảng topology của nó

2.8 Tìm một đường đi dự phòng về một mạng ở xa

Khi đường đi về một mạng nào đó bị mất, EIGRP sẽ tìm các tuyến đường dự phòng Quá trình này là một trong những ưu điểm chính của EIGRP Phương thức mà EIGRP dùng để tìm đường đi dự phòng thì rất nhanh và rất tin cậy

Hình 2.3 - Tìm các đường đi dự phòng

30

Các sự kiện sau đây sẽ xảy ra khi Router G bị down:

- Router D gửi traffic về Router G

- Router D sẽ tìm trong bảng topology Bảng này có tất cả các mạng và đường đi về mạng này để xác định xem có một đường đi dự phòng nào không Nghĩa là Router D đang tìm kiếm một FS

- Một FS sẽ được xác định Bảng topology sẽ có một AD và một FD cho tất cả các route hoặc các successor Thông tin này bao gồm giá trị metric qua đó route sẽ được chọn lựa

- Router D sẽ thêm các đường đi dự phòng về Router X thông qua Router H Các đường

đi dự phòng này sẽ tìm thấy trong bảng topology mà không bị chuyển sang chế độ active bởi vì giá trị AD vẫn nhỏ hơn giá trị FD Giá trị AD là 5 Giá trị FD là 15 Router cần phải gửi các cập nhật đến các router láng giềng của bó bởi vì giá trị AD đã thay đổi

- Nếu router không có một giá trị FS, nó sẽ đặt route đó vào trạng thái active khi nó đang truy vấn các router khác về các đường đi dự phòng

- Sau khi tìm kiếm trong bảng topology, nó có một đường đi FS là tìm thấy, router sẽ trả lời lại bằng đường đi dự phòng Đường đi dự phòng sẽ được thêm vào bảng topology

- Bảng định tuyến sẽ được cập nhật

- Route đó sẽ được đặt vào trạng thái passive khi router chuyển về trạng thái forwarding bình thường cho đến khi có một thay đổi kế tiếp trong mạng

- Nếu một router láng giềng đã được truy vấn và không có đường đi dự phòng hoặc FS,

nó sẽ đặt route đó vào trạng thái active và truy vấn những router láng giềng của nó

- Nếu không có bất cứ một trả lời nào tìm thấy, các gói tin sẽ tiếp tục truyền cho đến khi nào nó đến ranh giới của mạng hoặc của AS

Khi router gửi ra một gói tin truy vấn, nó sẽ lưu trong bảng topology Cơ chế này đảm bảo các gói tin trả lời nhận được trong khoảng thời gian cho phép Nếu một router không nhận được một gói trả lời, router láng giềng sẽ bị xóa ra khỏi bảng láng giềng Tất cả các network hiện được chứa trong bảng topology cho láng giềng đó sẽ được gửi truy vấn Thỉng thoảng, do các kết nối là chậm do băng thông thấp, các vấn đề mới có thể xảy ra Đặc biệt là khi một router không nhận được các trả lời từ tất cả các truy vấn đang được gửi ra Trạng thái này gọi

là SIA Các router láng giềng không có trả lời sẽ bị xóa ra khỏi bảng neighbor và giải thuật DUAL sẽ giả sử rằng có một gói reply nhận được với giá trị là vô hạn

31

2.9 The Diffusing Update Algorithm

EIGRP sử dụng giải thuật DUAL để quảng cáo các route đến các láng giềng và chọn đường đi đến đích Một số khái niệm dùng trong giải thuật này như sau:

Feasible distance (FD) – FD là metric nhỏ nhất để đi đến đích theo một tuyến xác định

Hình 2.4 - Giải thuật DUAL

Reported distance (RD) – RD là metric đi đến đích được quảng cáo bởi upstream router

EIGRP láng giềng

Hình 2.5 - Tính toán giải thuật DUAL

Feasibility condition (FC) – FC là điều kiện yêu cầu để RD < FD nhằm đảm bảo hình

thành các loop-free đường đi khi xây dựng bảng topology

32

EIGRP successor – Successor là router EIGRP láng giềng thoả mãn điều kiện FC và có

metric nhỏ nhất đi đến đích Successor được dùng như là next hop để chuyển tiếp gói tin đi đến mạng đích

Feasible successor – Feasible successor là router EIGRP láng giềng thoả mãn điều kiện

FC nhưng không được chọn là Successor nên thường dùng như các tuyến dự phòng

Hình 2.6 - Tính toán bảng định tuyến

Router B được chọn là successor vì Router B có FD nhỏ nhất (metric =121) để đến network 7 khi xuất phát từ A Để chọn feasible successor, Router A kiểm tra RD của các router EIGRP láng giềng (RD(H) = 30, RD(D) = 140) xem có nhỏ hơn FD của successor hay không (FD = 121)

Router H sẽ được chọn làm feasible successor vì có RD = 30 nhỏ hơn FD =121 của successor Router D không là successor hay feasible successor vì có RD = 140 > 121 và do đó không thoả mãn điều kiện FC

Passive route – Passive route là router có một successor đúng đi đến đích

Active route – Active route là router mất quyền làm successor và không có feasible

successor thay thế, khi đó router phải tìm các route khác để đi đến đích

2.10 EIGRP Reliable Transport Protocol

Có 5 loại gói tin EIGRP chia làm 2 loại: reliable EIGRP packet (Update, Query, Reply) và unreliable EIGRP packet (Hello, Acknowledgment)

Hello – Gói tin Hello được dùng để thiết lập quan hệ láng giềng trên đường truyền