Enhanced Interior Gateway Routing Protocol

EIGRP ist ein Distanzvektor-& Link-State-Routing-Protokoll, das den diffundierenden Aktualisierungsalgorithmus (DUAL) (auf der Grundlage von Arbeiten von SRI International) verwendet, um die Effizienz des Protokolls zu verbessern und Berechnungsfehler zu vermeiden, wenn versucht wird, den besten Pfad zu einem entfernten Netz zu ermitteln. EIGRP ermittelt den Wert des Pfades anhand von fünf Metriken: Bandbreite, Last, Verzögerung, Zuverlässigkeit und MTU. EIGRP verwendet fünf verschiedene Nachrichten, um mit seinen Nachbarroutern zu kommunizieren. EIGRP-Nachrichten sind Hello, Update, Query, Reply und Acknowledgement.

EIGRP-Routing-Informationen, die an einen Router von einem anderen Router innerhalb desselben autonomen Systems ausgetauscht werden, haben eine standardmäßige administrative Entfernung von 90. EIGRP-Routing-Informationen, die von einem EIGRP-fähigen Router außerhalb des autonomen Systems stammen, haben eine standardmäßige administrative Entfernung von 170.

EIGRP arbeitet nicht mit dem Transmission Control Protocol (TCP) oder dem User Datagram Protocol (UDP). Das bedeutet, dass EIGRP keine Portnummer zur Identifizierung des Datenverkehrs verwendet. Vielmehr ist EIGRP so konzipiert, dass es auf der Schicht 3 (d. h. dem IP-Protokoll) arbeitet. Da EIGRP kein TCP für die Kommunikation verwendet, implementiert es das Reliable Transport Protocol (RTP) von Cisco, um sicherzustellen, dass EIGRP-Router-Updates vollständig an alle Nachbarn zugestellt werden. Das zuverlässige Transportprotokoll enthält auch andere Mechanismen zur Maximierung der Effizienz und zur Unterstützung von Multicasting. EIGRP verwendet 224.0.0.10 als Multicast-Adresse und Protokollnummer 88.

Distanzvektor-Routing-ProtokollEdit

Cisco Systems klassifiziert EIGRP jetzt als Distanzvektor-Routing-Protokoll, aber normalerweise wird es als Hybrid-Routing-Protokoll bezeichnet. Während EIGRP ein fortschrittliches Routing-Protokoll ist, das viele der Funktionen von Link-State- und Distance-Vector-Routing-Protokollen kombiniert, enthält der DUAL-Algorithmus von EIGRP viele Funktionen, die es eher zu einem Distance-Vector-Routing-Protokoll als zu einem Link-State-Routing-Protokoll machen. Trotzdem enthält EIGRP viele Unterschiede zu den meisten anderen Distanzvektor-Routing-Protokollen, darunter:

• die Verwendung von expliziten Hallo-Paketen, um Adjazenzen zwischen Routern zu entdecken und aufrechtzuerhalten.
• die Verwendung eines zuverlässigen Protokolls, um Routing-Updates zu transportieren.
• die Verwendung einer Machbarkeitsbedingung, um einen schleifenfreien Pfad auszuwählen.
• die Verwendung von diffundierenden Berechnungen, um den betroffenen Teil des Netzes in die Berechnung eines neuen kürzesten Pfades einzubeziehen.

EIGRP zusammengesetzte und Vektor-MetrikenBearbeiten

EIGRP assoziiert sechs verschiedene Vektor-Metriken mit jeder Route und berücksichtigt nur vier der Vektor-Metriken bei der Berechnung der zusammengesetzten Metrik:

 Router1# show ip eigrp topology 10.0.0.1 255.255.255.255 IP-EIGRP topology entry for 10.0.0.1/32 State is Passive, Query origin flag is 1, 1 Successor(s), FD is 40640000 Routing Descriptor Blocks: 10.0.0.1 (Serial0/0/0), from 10.0.0.1, Send flag is 0x0 Composite metric is (40640000/128256), Route is Internal Vector metric: Minimum bandwidth is 64 Kbit Total delay is 25000 microseconds Reliability is 255/255 Load is 197/255 Minimum MTU is 576 Hop count is 2

Bandbreite Mindestbandbreite (in Kilobit pro Sekunde) entlang des Pfades vom Router zum Zielnetz. Load Zahl im Bereich 1 bis 255; 255 ist gesättigt Total Delay Verzögerung, in 10s Mikrosekunden, entlang des Pfades vom Router zum Zielnetzwerk Reliability Zahl im Bereich 1 bis 255; 255 ist die zuverlässigste MTU Minimum path Maximum Transmission Unit (MTU) (wird nie in der Metrikberechnung verwendet) Hop Count Anzahl der Router, die ein Paket beim Routing zu einem entfernten Netzwerk durchläuft, wird verwendet, um das EIGRP AS zu begrenzen. EIGRP verwaltet einen Hop Count für jede Route, der Hop Count wird jedoch nicht für die Berechnung der Metrik verwendet. Er wird nur gegen einen vordefinierten Höchstwert auf einem EIGRP-Router geprüft (standardmäßig ist er auf 100 eingestellt und kann auf einen beliebigen Wert zwischen 1 und 255 geändert werden). Routen, deren Hop Count höher ist als das Maximum, werden von einem EIGRP-Router als unerreichbar angekündigt.

Routing metricEdit

Die Berechnung der zusammengesetzten Routing-Metrik verwendet fünf Parameter, sogenannte K-Werte, K1 bis K5. Diese fungieren als Multiplikatoren oder Modifikatoren bei der Berechnung der zusammengesetzten Metrik. K1 ist nicht gleich Bandbreite usw.

Standardmäßig werden nur die Gesamtverzögerung und die Mindestbandbreite berücksichtigt, wenn EIGRP auf einem Router gestartet wird, aber ein Administrator kann alle K-Werte je nach Bedarf aktivieren oder deaktivieren, um die anderen Vektormetriken zu berücksichtigen.

Für den Vergleich von Routen werden diese in einer gewichteten Formel zu einer einzigen Gesamtmetrik kombiniert:

⋅ 256 {\displaystyle {\bigg }\cdot 256}

wobei die verschiedenen Konstanten ( K 1 {\displaystyle K_{1}}

bis K 5 {\displaystyle K_{5}}

) können vom Benutzer eingestellt werden, um unterschiedliche Verhaltensweisen zu erzeugen. Eine wichtige und unintuitive Tatsache ist, dass, wenn K 5 {\displaystyle K_{5}}

auf Null gesetzt wird, der Term K 5 K 4 + Reliability {\displaystyle {\tfrac {K_{5}}{K_{4}+{\text{Reliability}}}}}

wird nicht verwendet (d. h. als 1 angenommen).

Die Vorgabe ist für K 1 {\displaystyle K_{1}}

und K 3 {\displaystyle K_{3}}

auf 1 und der Rest auf Null gesetzt werden, was die obige Formel effektiv auf ( Bandbreite E + Verzögerung E ) ⋅ 256 {\displaystyle ({\text{Bandbreite}}_{E}+{\text{Verzögerung}}_{E})\cdot 256}

.

Es versteht sich von selbst, dass diese Konstanten auf allen Routern in einem EIGRP-System auf denselben Wert gesetzt werden müssen, da sonst permanente Routingschleifen entstehen können. Cisco-Router, auf denen EIGRP läuft, werden keine EIGRP-Adjazenz bilden und sich über eine Nichtübereinstimmung der K-Werte beschweren, bis diese Werte auf diesen Routern identisch sind.

EIGRP skaliert die Konfigurationswerte der Schnittstellenbandbreite und -verzögerung mit folgenden Berechnungen:

Bandbreite E {\displaystyle {\text{Bandbreite}}_{E}}

= 107 / Wert des Bandbreiten-Schnittstellenbefehls Delay E {\displaystyle {\text{Delay}}_{E}}

= Wert des Schnittstellenbefehls Delay

Bei Cisco-Routern ist die Schnittstellenbandbreite ein konfigurierbarer statischer Parameter, der in Kilobit pro Sekunde ausgedrückt wird (die Einstellung wirkt sich nur auf die Berechnung der Metrik und nicht auf die tatsächliche Leitungsbandbreite aus). Dividiert man einen Wert von 107 kbit/s (d. h. 10 Gbit/s) durch den Anweisungswert für die Schnittstellenbandbreite, erhält man ein Ergebnis, das in der gewichteten Formel verwendet wird. Die Schnittstellenverzögerung ist ein konfigurierbarer statischer Parameter, der in zehn Mikrosekunden angegeben wird. EIGRP übernimmt diesen Wert direkt ohne Skalierung in die gewichtete Formel. Verschiedene show-Befehle zeigen jedoch die Schnittstellenverzögerung in Mikrosekunden an. Daher muss ein Verzögerungswert in Mikrosekunden zunächst durch 10 geteilt werden, bevor er in die gewichtete Formel eingesetzt werden kann.

IGRP verwendet dieselbe Grundformel zur Berechnung der Gesamtmetrik, der einzige Unterschied besteht darin, dass die Formel bei IGRP nicht den Skalierungsfaktor von 256 enthält. Dieser Skalierungsfaktor wurde eingeführt, um die Rückwärtskompatibilität zwischen EIGRP und IGRP zu erleichtern: Bei IGRP ist die Gesamtmetrik ein 24-Bit-Wert, während EIGRP einen 32-Bit-Wert verwendet, um diese Metrik auszudrücken. Durch Multiplikation eines 24-Bit-Wertes mit dem Faktor 256 (effektive Bitverschiebung um 8 Bits nach links) wird der Wert auf 32 Bits erweitert und umgekehrt. Auf diese Weise wird bei der Umverteilung von Informationen zwischen EIGRP und IGRP der Metrikwert einfach durch den Faktor 256 geteilt oder multipliziert, was automatisch geschieht.

Machbarer NachfolgerBearbeiten

Ein machbarer Nachfolger für ein bestimmtes Ziel ist ein Next-Hop-Router, der garantiert nicht Teil einer Routing-Schleife ist. Diese Bedingung wird durch die Prüfung der Machbarkeitsbedingung verifiziert.

Damit ist jeder Nachfolger auch ein machbarer Nachfolger. In den meisten Referenzen über EIGRP wird der Begriff „feasible successor“ jedoch verwendet, um nur diejenigen Routen zu bezeichnen, die einen schleifenfreien Pfad bieten, aber keine Nachfolger sind (d. h. sie bieten nicht die geringste Entfernung). So gesehen gibt es für ein erreichbares Ziel immer mindestens einen Nachfolger, es kann aber auch sein, dass es keine machbaren Nachfolger gibt.

Ein machbarer Nachfolger bietet eine funktionierende Route zum gleichen Ziel, allerdings mit einer höheren Entfernung. Ein Router kann jederzeit ein Paket an ein als „passiv“ gekennzeichnetes Ziel über einen seiner Nachfolger oder machbaren Nachfolger senden, ohne diese überhaupt zu benachrichtigen, und dieses Paket wird ordnungsgemäß zugestellt. Durchführbare Nachfolger werden auch in der Topologietabelle aufgeführt.

Der durchführbare Nachfolger bietet eine Ersatzroute für den Fall, dass die vorhandenen Nachfolger nicht mehr verfügbar sind. Außerdem werden bei der Durchführung eines ungleichen Lastausgleichs (Ausgleich des Netzwerkverkehrs im umgekehrten Verhältnis zu den Kosten der Routen) die realisierbaren Nachfolger als nächste Hops in der Routing-Tabelle für das Ziel mit dem Lastausgleich verwendet.

Standardmäßig ist die Gesamtzahl der in der Routing-Tabelle gespeicherten Nachfolger und realisierbaren Nachfolger für ein Ziel auf vier begrenzt. Dieser Grenzwert kann im Bereich von 1 bis 6 geändert werden. In neueren Versionen von Cisco IOS (z. B. 12.4) liegt dieser Bereich zwischen 1 und 16.

Aktiver und passiver ZustandBearbeiten

Ein Ziel in der Topologietabelle kann entweder als passiv oder aktiv gekennzeichnet sein. Ein passiver Zustand ist ein Zustand, in dem der Router den/die Nachfolger für das Ziel identifiziert hat. Das Ziel wechselt in den aktiven Zustand, wenn der aktuelle Nachfolger die Machbarkeitsbedingung nicht mehr erfüllt und keine machbaren Nachfolger für dieses Ziel identifiziert wurden (d. h. es sind keine Ersatzrouten verfügbar). Das Ziel wechselt wieder von aktiv zu passiv, wenn der Router Antworten auf alle Anfragen erhalten hat, die er an seine Nachbarn gesendet hat. Wenn ein Nachfolger die Machbarkeitsbedingung nicht mehr erfüllt, aber mindestens ein machbarer Nachfolger verfügbar ist, wird der Router einen machbaren Nachfolger mit der geringsten Gesamtdistanz (die vom machbaren Nachfolger gemeldete Distanz plus die Kosten der Verbindung zu diesem Nachbarn) zu einem neuen Nachfolger befördern, und das Ziel bleibt im passiven Zustand.

MachbarkeitsbedingungBearbeiten

Die Machbarkeitsbedingung ist eine hinreichende Bedingung für die Schleifenfreiheit in einem EIGRP-gerouteten Netzwerk. Sie wird verwendet, um die Nachfolger und machbaren Nachfolger auszuwählen, die garantiert auf einer schleifenfreien Route zu einem Ziel liegen. Ihre vereinfachte Formulierung ist verblüffend einfach:

Wenn für ein Ziel ein Nachbarrouter eine Entfernung ankündigt, die strikt niedriger ist als unsere machbare Entfernung, dann liegt dieser Nachbar auf einer schleifenfreien Route zu diesem Ziel.

oder anders ausgedrückt:

Wenn uns ein Nachbar-Router für ein Ziel mitteilt, dass er dem Ziel näher ist als wir es je waren, dann liegt dieser Nachbar auf einer schleifenfreien Route zu diesem Ziel.

Es ist wichtig zu wissen, dass diese Bedingung eine hinreichende, nicht eine notwendige Bedingung ist. Das bedeutet, dass Nachbarn, die diese Bedingung erfüllen, garantiert auf einem schleifenfreien Weg zu einem Ziel liegen, dass es aber auch andere Nachbarn auf einem schleifenfreien Weg geben kann, die diese Bedingung nicht erfüllen. Solche Nachbarn stellen jedoch nicht den kürzesten Weg zu einem Ziel dar, so dass ihre Nichtnutzung keine wesentliche Beeinträchtigung der Netzfunktionalität darstellt. Diese Nachbarn werden für eine mögliche Nutzung neu bewertet, wenn der Router für dieses Ziel in den Zustand Aktiv übergeht.

Ungleicher Pfadkosten-LastausgleichEdit

EIGRP bietet einen Lastausgleich für Pfade mit unterschiedlichen Kosten. Ein Multiplikator, Varianz genannt, wird verwendet, um zu bestimmen, welche Pfade in den Lastausgleich einbezogen werden sollen. Die Varianz ist standardmäßig auf 1 eingestellt, was einen Lastausgleich auf Pfaden mit gleichen Kosten bedeutet. Die maximale Abweichung beträgt 128. Die Mindestmetrik einer Route wird mit dem Varianzwert multipliziert. Jeder Pfad mit einer Metrik, die kleiner als das Ergebnis ist, wird für den Lastausgleich verwendet.

Mit der Funktionalität des Unequal Path Cost Load Balancing auf EIGRP ist das OSPF-Protokoll nicht in der Lage, das Netzwerk durch Unequal Path Cost Load Balancing zu gestalten. In Bezug auf die Unequal Path Cost Load Balancing-Funktion auf die industrielle Nutzung, kann das Netzwerk-Design flexibel mit dem Verkehrsmanagement sein.