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EIGRP協(xié)議理論詳解
EIGRP是由距離矢量和鏈路狀態(tài)兩種路由協(xié)議混合，因此可以像距離矢量協(xié)議那樣，從它的相鄰路由器那里得到更新信息;也像鏈路狀態(tài)協(xié)議那樣，保存著一個(gè)拓?fù)浔�，然后通過自己的DUAL算法選擇一個(gè)最優(yōu)的無環(huán)路徑。
不同于傳統(tǒng)的距離矢量協(xié)議，EIGRP有著很快的收斂時(shí)間，而且不用發(fā)送定期的路由更新;也不像鏈路狀態(tài)協(xié)議，EIGRP并不知道整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是什么樣的，它只能靠鄰居公布的信息。EIGRP使用與IGRP相同的路由算法DUAL(擴(kuò)散更新算法)，DUAL機(jī)制是EIGRP的核心，通過它來實(shí)現(xiàn)無環(huán)路徑。內(nèi)部EIGRP管理距離為90，外部EIGRP管理距離為170，支持等價(jià)和非等價(jià)負(fù)載均衡。IP數(shù)據(jù)包中，EIGRP的協(xié)議字段為88。
EIGRP的優(yōu)點(diǎn)：
100%無環(huán)：如果整個(gè)網(wǎng)絡(luò)包含在一個(gè)自制系統(tǒng)中，EIGRP使用DUAL能保證一張100%無環(huán)路由轉(zhuǎn)發(fā)表;
快速收斂：EIGRP使用DUAL()，通過備份路由而實(shí)現(xiàn)，當(dāng)S不可用時(shí)，快速切換到FS上從而達(dá)到快速收斂的目的;
使用多播、單播：使用組播(224.0.0.10)或單播進(jìn)行路由更新，節(jié)省鏈路帶寬;
增大了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模：RIP最大只能是15跳;而EIGRP最大可支持255跳,IGRP為224跳，他們兩個(gè)默認(rèn)都為100跳;
支持三種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議：EIGRP支持IP、IPX、Apple Talk三種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，這也就增大了EIGRP的使用范圍;
支持VLSM和非連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)：RIP和IGRP則不支持;
減少了帶寬的消耗、更好地利用帶寬：EIGRP不像RIP和IGRP那樣，每隔一段時(shí)間就交換一次路由信息，它使用 觸發(fā)式更新和增量更新，僅當(dāng)某個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的路由狀態(tài)改變或路由的度量發(fā)生變化時(shí)，才向鄰居發(fā)送路由 更新，因此其更新路由所需要的帶寬比RIP和EIGRP小得多。EIGRP從EIGRP分組即將發(fā)出的接口上獲得帶寬 參數(shù)，這個(gè)參數(shù)值是基于接口指定的。例如：默認(rèn)情況下，所有串行接口都有1544kb/s的帶寬，不過這個(gè) 帶寬值是可以配置的，EIGRP最多可以使用50%的接口帶寬來承載EIGRP分組(可以使用ip bandwidth- percent eigrp來修改)，這就保證了EIGRP分組不會(huì)在主要的網(wǎng)絡(luò)收斂過程中“餓死”常規(guī)的數(shù)據(jù)分組。
RIP和IGRP沒有這種特性，所以大量的RIP和IGRP更新分組可能會(huì)阻止常規(guī)的分組通過。
名詞解釋：
度量值：EIGRP使用帶寬(bandwidth)、延遲(delay)、可靠性(reliability)、負(fù)載(loading)、最大傳輸單元(MTU)這五個(gè)值來計(jì)算度量，默認(rèn)情況下只有帶寬和延遲起作用。計(jì)算公式為——EIGRP度量=[(10^7/路徑上的較低帶寬)+(所有延遲之和)]×256;EIGRP度量=IGRP度量×256。
可行距離(Feasible Distance)：到達(dá)一個(gè)目的地的最小度量值。
通告距離(Advertise Distance)：相鄰路由器所通告的它自己到達(dá)某個(gè)目的地的最小度量值。
可行條件(Feasible Condition)：通告距離(AD)小于可行距離的條件即AD
EIGRP 后繼(Successor)：一個(gè)直接連接的鄰居路由器，它滿足FC，通過它具有到達(dá)目的地的最小度量值的路 由器。后繼路由器被用作下一跳來將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。
可行后繼(Feasible Successor)：一個(gè)鄰居路由器，它滿足FC，具有到目的地第二低度量值的路由器。當(dāng)主 路由S不可用時(shí)，F(xiàn)S被用來替代主路由，因而被保存在拓?fù)浔碇�，�?dāng)做備用路由。
活躍狀態(tài)/主動(dòng)路由(active state)：是一種正在搜索FS的狀態(tài)，當(dāng)路由器丟失了S，并且沒有FS可用時(shí)，該路由進(jìn)入活躍狀態(tài)，是一條不可用的路由。當(dāng)一條路由處于活躍狀態(tài)時(shí)，路由器向所有鄰居發(fā)送查詢來尋 找另外一條到達(dá)該目的地的路由。
被動(dòng)狀態(tài)/被動(dòng)路由(passive state)：是一種目前有正確的路由到達(dá)目的地的狀態(tài)，當(dāng)路由器失去了S而有一個(gè)FS時(shí)，或者再找到一個(gè)S時(shí)，該路由進(jìn)入被動(dòng)狀態(tài)，是一條可用路由。
鄰居關(guān)系：EIGRP通過hello包來建立鄰居關(guān)系，在低速鏈路上hello包的發(fā)送間隔為60秒、高速鏈路上為5秒。 在一段時(shí)間內(nèi)如果沒有收到hello包則重置鄰居關(guān)系，這個(gè)時(shí)間為保持時(shí)間(hold time)，默認(rèn)的保持時(shí)間是hello時(shí)間的三倍。這兩種時(shí)間均可以手動(dòng)修改，在建立鄰居關(guān)系時(shí)，K值和自制系統(tǒng)號(hào)必須一樣�？梢� 通過show ip eigrp neighbor查看鄰居關(guān)系。
EIGRP形成鄰居的條件：
1.AS號(hào)相同;
2.度量計(jì)算的K值相同;
3.認(rèn)證相同(EIGRP只支持密文認(rèn)證);
4.對(duì)端通告的Neighbor ID必須在本端的直連網(wǎng)段中存在。
注意：路由協(xié)議都是通過端口的Primary IP傳輸數(shù)據(jù)流并形成Neighbor ID(代表一個(gè)接口)。EIGRP路由器在接收到Hello后會(huì)用自己的Primary IP的子網(wǎng)掩碼與Hello中的Neighbor ID進(jìn)行與運(yùn)算，得出網(wǎng)絡(luò)地址后與自己路由表中的直連網(wǎng)段進(jìn)行匹配，有則認(rèn)為對(duì)方是鄰居，并將其放入鄰居表中，沒有就會(huì)以不在同一子網(wǎng)為由來拒絕形成鄰居。
說明：IGRP和EIGRP在相同的自制系統(tǒng)中可以自動(dòng)再發(fā)布路由信息，但是也可以關(guān)閉自動(dòng)再發(fā)布路由信息。
EIGRP涉及的4種重要技術(shù)：
1.鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議：使用hello分組來發(fā)現(xiàn)鄰居，維護(hù)鄰居，檢查鄰居狀態(tài)等等。
2.可靠傳輸協(xié)議RTP：確保EIGRP分組能順序的傳遞到所有鄰居。
3.DUAL算法：有限狀態(tài)機(jī)，決算進(jìn)程根據(jù)所有鄰居通告的所有路由，依據(jù)距離信息來選擇前往目的地的無環(huán)路路徑。
4.協(xié)議無關(guān)模塊：EIGRP的協(xié)議無關(guān)模塊負(fù)責(zé)處理隨網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議而異的需求。如IP-EIGRP是兼容IP網(wǎng)絡(luò)
EIGRP協(xié)議之理論詳解
EIGRP增強(qiáng)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議，也是Cisco公司的私有協(xié)議，我們整理了有關(guān)EIGRP的詳細(xì)理論知識(shí)。
作者：心不在焉來源：博客|2013-06-07 10:04 移動(dòng)端 收藏 分享EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)增強(qiáng)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議，也是Cisco公司的私有協(xié)議(當(dāng)Cisco設(shè)備和其他廠商的設(shè)備互連時(shí)，不能使用EIGRP協(xié)議)，它結(jié)合了鏈路狀態(tài)和距離矢量型路由選擇協(xié)議的Cisco專用協(xié)議，具有快速收斂，減少帶寬占用等特點(diǎn)。下面，我們整理了有關(guān)EIGRP的詳細(xì)理論知識(shí)，
EIGRP簡介
EIGRP是由距離矢量和鏈路狀態(tài)兩種路由協(xié)議混合，因此可以像距離矢量協(xié)議那樣，從它的相鄰路由器那里得到更新信息;也像鏈路狀態(tài)協(xié)議那樣，保存著一個(gè)拓?fù)浔恚缓笸ㄟ^自己的DUAL算法選擇一個(gè)最優(yōu)的無環(huán)路徑。
不同于傳統(tǒng)的距離矢量協(xié)議，EIGRP有著很快的收斂時(shí)間，而且不用發(fā)送定期的路由更新;也不像鏈路狀態(tài)協(xié)議，EIGRP并不知道整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是什么樣的，它只能靠鄰居公布的信息。EIGRP使用與IGRP相同的路由算法DUAL(擴(kuò)散更新算法)，DUAL機(jī)制是EIGRP的核心，通過它來實(shí)現(xiàn)無環(huán)路徑。內(nèi)部EIGRP管理距離為90，外部EIGRP管理距離為170，支持等價(jià)和非等價(jià)負(fù)載均衡。IP數(shù)據(jù)包中，EIGRP的協(xié)議字段為88。
EIGRP的優(yōu)點(diǎn)：
100%無環(huán)：如果整個(gè)網(wǎng)絡(luò)包含在一個(gè)自制系統(tǒng)中，EIGRP使用DUAL能保證一張100%無環(huán)路由轉(zhuǎn)發(fā)表;
快速收斂：EIGRP使用DUAL()，通過備份路由而實(shí)現(xiàn)，當(dāng)S不可用時(shí)，快速切換到FS上從而達(dá)到快速收斂的目的;
使用多播、單播：使用組播(224.0.0.10)或單播進(jìn)行路由更新，節(jié)省鏈路帶寬;
增大了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模：RIP最大只能是15跳;而EIGRP最大可支持255跳,IGRP為224跳，他們兩個(gè)默認(rèn)都為100跳;
支持三種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議：EIGRP支持IP、IPX、Apple Talk三種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，這也就增大了EIGRP的使用范圍;
支持VLSM和非連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)：RIP和IGRP則不支持;
減少了帶寬的消耗、更好地利用帶寬：EIGRP不像RIP和IGRP那樣，每隔一段時(shí)間就交換一次路由信息，它使用 觸發(fā)式更新和增量更新，僅當(dāng)某個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的路由狀態(tài)改變或路由的度量發(fā)生變化時(shí)，才向鄰居發(fā)送路由 更新，因此其更新路由所需要的帶寬比RIP和EIGRP小得多。EIGRP從EIGRP分組即將發(fā)出的接口上獲得帶寬 參數(shù)，這個(gè)參數(shù)值是基于接口指定的。例如：默認(rèn)情況下，所有串行接口都有1544kb/s的帶寬，不過這個(gè) 帶寬值是可以配置的，EIGRP最多可以使用50%的接口帶寬來承載EIGRP分組(可以使用ip bandwidth- percent eigrp來修改)，這就保證了EIGRP分組不會(huì)在主要的網(wǎng)絡(luò)收斂過程中“餓死”常規(guī)的數(shù)據(jù)分組。
RIP和IGRP沒有這種特性，所以大量的RIP和IGRP更新分組可能會(huì)阻止常規(guī)的分組通過。
名詞解釋：
度量值：EIGRP使用帶寬(bandwidth)、延遲(delay)、可靠性(reliability)、負(fù)載(loading)、最大傳輸單元(MTU)這五個(gè)值來計(jì)算度量，默認(rèn)情況下只有帶寬和延遲起作用。計(jì)算公式為——EIGRP度量=[(10^7/路徑上的較低帶寬)+(所有延遲之和)]×256;EIGRP度量=IGRP度量×256。
可行距離(Feasible Distance)：到達(dá)一個(gè)目的地的最小度量值。
通告距離(Advertise Distance)：相鄰路由器所通告的它自己到達(dá)某個(gè)目的地的最小度量值。
可行條件(Feasible Condition)：通告距離(AD)小于可行距離的條件即AD
EIGRP 后繼(Successor)：一個(gè)直接連接的鄰居路由器，它滿足FC，通過它具有到達(dá)目的地的最小度量值的路 由器。后繼路由器被用作下一跳來將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。
可行后繼(Feasible Successor)：一個(gè)鄰居路由器，它滿足FC，具有到目的地第二低度量值的路由器。當(dāng)主 路由S不可用時(shí)，F(xiàn)S被用來替代主路由，因而被保存在拓?fù)浔碇校?dāng)做備用路由。
活躍狀態(tài)/主動(dòng)路由(active state)：是一種正在搜索FS的狀態(tài)，當(dāng)路由器丟失了S，并且沒有FS可用時(shí)，該路由進(jìn)入活躍狀態(tài)，是一條不可用的路由。當(dāng)一條路由處于活躍狀態(tài)時(shí)，路由器向所有鄰居發(fā)送查詢來尋 找另外一條到達(dá)該目的地的路由。
被動(dòng)狀態(tài)/被動(dòng)路由(passive state)：是一種目前有正確的路由到達(dá)目的地的狀態(tài)，當(dāng)路由器失去了S而有一個(gè)FS時(shí)，或者再找到一個(gè)S時(shí)，該路由進(jìn)入被動(dòng)狀態(tài)，是一條可用路由。
鄰居關(guān)系：EIGRP通過hello包來建立鄰居關(guān)系，在低速鏈路上hello包的發(fā)送間隔為60秒、高速鏈路上為5秒。 在一段時(shí)間內(nèi)如果沒有收到hello包則重置鄰居關(guān)系，這個(gè)時(shí)間為保持時(shí)間(hold time)，默認(rèn)的保持時(shí)間是hello時(shí)間的三倍。這兩種時(shí)間均可以手動(dòng)修改，在建立鄰居關(guān)系時(shí)，K值和自制系統(tǒng)號(hào)必須一樣。可以 通過show ip eigrp neighbor查看鄰居關(guān)系。
EIGRP形成鄰居的條件：
1.AS號(hào)相同;
2.度量計(jì)算的K值相同;
3.認(rèn)證相同(EIGRP只支持密文認(rèn)證);
4.對(duì)端通告的Neighbor ID必須在本端的直連網(wǎng)段中存在。
注意：路由協(xié)議都是通過端口的Primary IP傳輸數(shù)據(jù)流并形成Neighbor ID(代表一個(gè)接口)。EIGRP路由器在接收到Hello后會(huì)用自己的Primary IP的子網(wǎng)掩碼與Hello中的Neighbor ID進(jìn)行與運(yùn)算，得出網(wǎng)絡(luò)地址后與自己路由表中的直連網(wǎng)段進(jìn)行匹配，有則認(rèn)為對(duì)方是鄰居，并將其放入鄰居表中，沒有就會(huì)以不在同一子網(wǎng)為由來拒絕形成鄰居。
說明：IGRP和EIGRP在相同的自制系統(tǒng)中可以自動(dòng)再發(fā)布路由信息，但是也可以關(guān)閉自動(dòng)再發(fā)布路由信息。
EIGRP涉及的4種重要技術(shù)：
1.鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議：使用hello分組來發(fā)現(xiàn)鄰居，維護(hù)鄰居，檢查鄰居狀態(tài)等等。
2.可靠傳輸協(xié)議RTP：確保EIGRP分組能順序的傳遞到所有鄰居。
3.DUAL算法：有限狀態(tài)機(jī)，決算進(jìn)程根據(jù)所有鄰居通告的所有路由，依據(jù)距離信息來選擇前往目的地的無環(huán)路路徑。
4.協(xié)議無關(guān)模塊：EIGRP的協(xié)議無關(guān)模塊負(fù)責(zé)處理隨網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議而異的需求。如IP-EIGRP是兼容IP網(wǎng)絡(luò)
EIGRP的報(bào)文類型：
EIGRP使用可靠傳輸協(xié)議RTP(Reliable Transport Protocl),RTP確保每一個(gè)EIGRP分組都必須得到確認(rèn)，只有前一個(gè)分組得到確認(rèn)之后才會(huì)發(fā)送下一個(gè)分組，RTP的重傳機(jī)制使得發(fā)送給鄰居可靠的報(bào)文在RTO(Retransmit Time Out)超出以后，還沒得到確認(rèn)的話，RTP會(huì)將分組重傳(重傳為單播，目的是為了不影響那些已經(jīng)正常確認(rèn)的路由)，最多重傳16次，如果16次之后還沒有確認(rèn)則重置鄰居關(guān)系，直到鄰居關(guān)系保持時(shí)間(hold time)超出，宣布鄰居不可達(dá)。接收者需要對(duì)update、reply和query這些有序號(hào)的報(bào)文進(jìn)行確認(rèn)，不需要可靠性的報(bào)文(如Hello和ACK)則沒有必要確認(rèn)。
Hello：以多播的方式發(fā)送，用于發(fā)現(xiàn)鄰居路由器，并維持鄰居關(guān)系。
更新(update)：當(dāng)路由器收到某個(gè)鄰居路由器的第一個(gè)Hello報(bào)文時(shí)，以單點(diǎn)傳送方式回送一個(gè)包含它所知道的路由信息的更新報(bào)文。當(dāng)路由信息發(fā)生變化時(shí)，以多播的方式發(fā)送一個(gè)只包含變化信息的更新報(bào)文。注意，兩個(gè)更新報(bào)文的內(nèi)容不一樣。
查詢(query)：當(dāng)一條鏈路失效，路由器重新進(jìn)行路由計(jì)算。但在拓?fù)浔碇袥]有可行的后繼路由時(shí)，路由器就以多播的方式向它的鄰居發(fā)送一個(gè)查詢報(bào)文，以詢問它們是否有一條到目的地的可行后繼路由。
答復(fù)(reply)：以單點(diǎn)的方式回傳給查詢方，對(duì)查詢數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行應(yīng)答。
確認(rèn)(ACK)：以單點(diǎn)的方式傳送，用來確認(rèn)update、query、reply數(shù)據(jù)報(bào)文，以確保傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
說明：OSPF要求鄰居必須具有相同的Hello和Down的判定間隔才能進(jìn)行通信,而EIGRP沒有這種限制。在實(shí)際應(yīng)用中，將EIGRP的保持時(shí)間設(shè)為Hello間隔的3倍，而在OSPF中將保持時(shí)間設(shè)為Hello間隔的4倍。
EIGRP路由維護(hù)過程：
1.建立相鄰關(guān)系：運(yùn)行EIGRP的路由器自開始運(yùn)行起，就不斷地用多播地址224.0.0.10從參與EIGRP的各個(gè)接口向外發(fā)送Hello報(bào)文。當(dāng)路由器之間彼此都收到Hello報(bào)文后，這時(shí)雙方建立起鄰居關(guān)系。
2.發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌x擇最短路由：當(dāng)路由器通過Hello報(bào)文動(dòng)態(tài)地發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新鄰居時(shí)，也獲得了來自這個(gè)新鄰居update通告的路由信息。路由器將獲得的路由更新信息首先與拓?fù)浔碇兴涗浀男畔⑦M(jìn)行比較，F(xiàn)D最小的為S，如果有相同的FD的話，路由表可以存在多個(gè)S，默認(rèn)可以存在4個(gè)。符合FC的路由被放入拓?fù)浔�，作為FS備選路由器，如果S因故無效，而有效的FS存在的話，F(xiàn)S將代替S并無需進(jìn)行重新計(jì)算。EIGRP的TopologyTable一次可以存在多個(gè)有效地FS。
3.路由查詢、更新：當(dāng)路由信息沒有變化時(shí)，EIGRP鄰居間只是通過發(fā)送Hello報(bào)文，來維持鄰居關(guān)系，以減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用。在發(fā)現(xiàn)一個(gè)鄰居丟失、一條鏈路不可用時(shí)，EIGRP立即會(huì)從拓?fù)浔碇袑ふ褾S，啟用備選路由器。如果拓?fù)浔碇袥]有FS，將該路由設(shè)置為活躍狀態(tài)，向所有鄰居發(fā)送查詢數(shù)據(jù)報(bào)文，除了失效鄰居。如果某個(gè)鄰居有一條到達(dá)目的地的路由，那么它將對(duì)這個(gè)查詢進(jìn)行答復(fù)，并且不再擴(kuò)散這個(gè)查詢。否則，相鄰路由器將進(jìn)一步向它自己的每個(gè)鄰居查詢，只有所有查詢都得到答復(fù)后，EIGRP才重新計(jì)算路由，重置FD，選擇新的后繼路由器。如果相鄰路由器沒有可替換的路由，也沒有相鄰的鄰居路由器，那么它就向請(qǐng)求路由器發(fā)回一個(gè)度量為無窮大的回復(fù)報(bào)文。
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