Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ Ενότητα 6: Περισσότερα για το EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) Νικολάου Σπύρος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ
Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2
Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3
Σκοποί ενότητας Αυτή η ενότητα πραγματεύεται ζητήματα σχετικά με το πρωτόκολλο EIGRP. 4
Περιεχόμενα ενότητας (1/2) Μορφή μηνύματος του πρωτοκόλλου EIGRP. Εξαρτώμενες μονάδες πρωτοκόλλου. Τύποι πακέτων των πρωτοκόλλων EIGRP και RTP (Real-time Transport Protocol). Το μήνυμα Hello. 5
Περιεχόμενα ενότητας (2/2) Οριοθετημένες ενημερώσεις του EIGRP. Ο αλγόριθμος DUAL. Βιβλιογραφία. 6
Περισσότερα για το EIGRP
Μορφή μηνύματος του πρωτοκόλλου EIGRP (1/2) Το τμήμα δεδομένων ενός μηνύματος του πρωτοκόλλου EIGRP εμπεριέχεται σε ένα πακέτο. Αυτό το πεδίο δεδομένων ονομάζεται Τύπος/ Μήκος/ Αξία ή TLV. Η επικεφαλίδα του πακέτου του πρωτοκόλλου EIGRP περιλαμβάνεται σε κάθε πακέτο του EIGRP, ανεξάρτητα από τον τύπο του πακέτου. Η επικεφαλίδα του πακέτου του EIGRP και ο TLV στην συνέχεια ενθυλακώνονται σε ένα πακέτο IP. 8
Μορφή μηνύματος του πρωτοκόλλου EIGRP (2/2) Στην επικεφαλίδα του πακέτου IP, το πεδίο πρωτοκόλλου ορίζεται στα 88 για να υποδηλώσει ότι είναι πρωτοκόλλου EIGRP, και η διεύθυνση προορισμού ορίζεται στο multicast 224.0.0.10. Αν το πακέτο του EIGRP ενθυλακώνεται σε ένα πλαίσιο Ethernet, η διεύθυνση προορισμού MAC είναι επίσης μια multicast διεύθυνση: 01-00-5Ε-00-00-0A. 9
Εξαρτώμενες μονάδες πρωτοκόλλου (1/2) Το EIGRP έχει την δυνατότητα να δρομολογεί πολλά διαφορετικά πρωτόκολλα, συμπεριλαμβανομένου του IP, του IPX και του AppleTalk χρησιμοποιώντας τις εξαρτώμενες μονάδες πρωτοκόλλου (PDM). Οι PDMs είναι υπεύθυνες για συγκεκριμένες αρμοδιότητες δρομολόγησης για κάθε πρωτόκολλο του στρώματος δικτύου. 10
Για παράδειγμα: Εξαρτώμενες μονάδες πρωτοκόλλου (2/2) Η μονάδα IP-EIGRP είναι υπεύθυνη για την αποστολή και την λήψη των πακέτων του πρωτοκόλλου EIGRP που είναι ενθυλακωμένα σε IP και για την χρήση του αλγορίθμου DUAL για την δημιουργία και την διατήρηση του πίνακα δρομολόγησης IP. Το EIGRP χρησιμοποιεί διαφορετικά πακέτα του EIGRP και διατηρεί ξεχωριστούς γείτονές, τοπολογίες, και πίνακες δρομολόγησης για κάθε πρωτόκολλο του στρώματος δικτύου. Η μονάδα IPX EIGRP είναι αρμόδια για την ανταλλαγή πληροφοριών δρομολόγησης σχετικά με τα δίκτυα IPX με άλλους δρομολογητές IPX EIGRP. 11
Τύποι πακέτων των πρωτοκόλλων EIGRP και RTP (1/7) Το πρωτόκολλο αξιόπιστων μεταφορών (RTP) είναι το πρωτόκολλο που χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο EIGRP για την παράδοση και την παραλαβή των EIGRP πακέτων. Το πρωτόκολλο EIGRP έχει σχεδιαστεί ως ένα ανεξάρτητο πρωτόκολλο δρομολόγησης του στρώμα δικτύου. Ως εκ τούτου, δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει τις υπηρεσίες του UDP (User Datagram Protocol) ή του TCP (Transmission Control Protocol) επειδή το IPX (Internetwork Packet Exchange) και το Appletalk δεν χρησιμοποιούν πρωτόκολλα από την σουίτα πρωτοκόλλων του TCP / IP. 12
Τύποι πακέτων των πρωτοκόλλων EIGRP και RTP (2/7) Παρά το γεγονός ότι η λέξη "Αξιόπιστο" είναι μέρος του ονόματός του πρωτοκόλλου RTP το RTP περιλαμβάνει τόσο αξιόπιστη όσο και αναξιόπιστη παράδοση των πακέτων του EIGRP, παρόμοια με του TCP και του UDP, αντίστοιχα. Η Αξιόπιστη RTP παράδοση απαιτεί να επιστραφεί μια επιβεβαίωση από τον δέκτη στον αποστολέα. Ένα αναξιόπιστο πακέτο RTP δεν απαιτεί επιβεβαίωση. 13
Τύποι πακέτων των πρωτοκόλλων EIGRP και RTP (3/7) Το RTP μπορεί να στείλει πακέτα είτε ως unicast ή multicast. Τα multicast EIGRP πακέτα χρησιμοποιούν τη νόμιμη multicast διεύθυνση 224.0.0.10. Οι τύποι πακέτου του πρωτοκόλλου EIGRP types. Το EIGRP χρησιμοποιεί πέντε διαφορετικούς τύπους πακέτων, κάποια μπορεί να χρησιμοποιούνται και σε ζεύγη. 14
Τύποι πακέτων των πρωτοκόλλων EIGRP και RTP (4/7) Πακέτα Hello: Ο τύπος πακέτων Hello χρησιμοποιούνται από το πρωτόκολλο EIGRP να την ανακάλυψη γειτόνων και να τον σχηματισμό adjacencies με τους γείτονες. Τα πακέτα hello του EIGRP είναι multicasts και χρησιμοποιούν αναξιόπιστη παράδοση. Πακέτα ενημέρωσης: Τα πακέτα τύπου ενημέρωσης χρησιμοποιούνται από το EIGRP για την διάδοση των πληροφοριών δρομολόγησης. Σε αντίθεση με το RIP, το EIGRP δεν αποστέλλει περιοδικές ενημερώσεις. Τα πακέτα ενημερώσεων αποστέλλονται μόνο όταν είναι απαραίτητο. 15
Τύποι πακέτων των πρωτοκόλλων EIGRP και RTP (5/7) Πακέτα ενημέρωσης - Συνέχεια: Οι ενημερώσεις του πρωτοκόλλου EIGRP περιέχουν μόνο τις πληροφορίες δρομολόγησης που απαιτούνται και αποστέλλονται μόνο στους δρομολογητές που είναι απαραίτητο. Τα πακέτα ενημέρωσης του πρωτοκόλλου EIGRP χρησιμοποιούν αξιόπιστη παράδοση. Τα πακέτα ενημέρωσης αποστέλλονται ως multicast όταν απαιτούνται από πολλούς δρομολογητές ή ως unicast όταν απαιτείται από ένα και μόνο δρομολογητή. 16
Τύποι πακέτων των πρωτοκόλλων Πακέτα επιβεβαίωσης: EIGRP και RTP (6/7) Τα πακέτα επιβεβαίωσης αποστέλλονται από το EIGRP όταν χρησιμοποιείται αξιόπιστη παράδοση. Το RTP χρησιμοποιεί αξιόπιστη παράδοση για τα πακέτα ενημέρωσης και τα πακέτα ερωτήματος και απάντησης του EIGRP. Τα πακέτα επιβεβαίωσης του EIGRP περιέχουν έναν μη μηδενικό αριθμό αναγνώρισης και πάντα στέλνονται χρησιμοποιώντας μια διεύθυνση unicast. 17
Τύποι πακέτων των πρωτοκόλλων EIGRP και RTP (7/7) Πακέτα ερωτήματος και απάντησης: Τα πακέτα ερωτήματος και απάντησης χρησιμοποιούνται από τον αλγόριθμο DUAL όταν ψάχνουμε για δίκτυα και άλλες εργασίες. Τα πακέτα ερωτήματος και απάντησης χρησιμοποιούν αξιόπιστη παράδοση. Τα πακέτα ερωτήματος χρησιμοποιούν multicast, ενώ τα πακέτα απάντησης στέλνονται πάντα ως unicast. 18
Το μήνυμα Hello (1/4) Πριν ανταλλαχτεί οποιοδήποτε πακέτο EIGRP μεταξύ των δρομολογητών θα πρέπει πρώτα το πρωτόκολλο EIGRP να ανακαλύψει τους γείτονές του. Οι γείτονες του EIGRP είναι άλλοι δρομολογητές που τρέχουν το πρωτόκολλο EIGRP σε κοινά, απευθείας συνδεδεμένα δίκτυα. 19
Το μήνυμα Hello (2/4) Οι δρομολογητές EIGRP ανακαλύπτουν γειτονικούς δρομολογητές και δημιουργούν adjacencies με τους γειτονικούς δρομολογητές χρησιμοποιώντας το πακέτο Hello. Στα περισσότερα δίκτυα EIGRP στέλνονται hello πακέτα κάθε 5 δευτερόλεπτα. Στα δίκτυα NBMA όπως το Χ.25, οι διεπαφές Frame Relay και ATM με πρόσβαση στις συνδέσεις Τ1 (1,544 Mbps) ή και σε πιο αργές, στέλνονται πακέτα Hello κάθε 60 δευτερόλεπτα. 20
Το μήνυμα Hello (3/4) Ένας δρομολογητής EIGRP υποθέτει ότι εφ 'όσον λαμβάνει πακέτα hello από έναν γειτονικό δρομολογητή αυτό σημαίνει ότι ο γειτονικός δρομολογητής και οι διαδρομές του παραμείνουν ενεργές. Ο χρόνος αναμονής (holtime) ενημερώνει τον δρομολογητή για τον μέγιστο χρόνο που θα πρέπει να περιμένει ο δρομολογητής για να λάβει το επόμενο πακέτο Hello πριν να κηρυχτεί ο γειτονικός δρομολογητής ως απρόσιτος. 21
Το μήνυμα Hello (4/4) Από προεπιλογή, ο χρόνος αναμονής είναι 15 δευτερόλεπτα στα περισσότερα δίκτυα και 180 δευτερόλεπτα στα δίκτυα NBMA (non-broadcast multiple access network) χαμηλής ταχύτητας. Εάν λήξει ο χρόνος αναμονής, το EIGRP θα κηρύξει την διαδρομή ως κλειστή και ο αλγόριθμος DUAL θα ψάξει για μια νέα διαδρομή στέλνοντας πακέτο ερωτήματος. 22
Οριοθετημένες ενημερώσεις του EIGRP (1/2) Το EIGRP χρησιμοποιεί τον όρο μερική ή οριοθετημένη όταν αναφέρεται στα πακέτα ενημέρωσης του. Σε αντίθεση με το RIP, το EIGRP δεν αποστέλλει περιοδικές ενημερώσεις. Αντ αυτού, το EIGRP στέλνει τις ενημερώσεις του μόνο όταν αλλάξει η μετρική για μια διαδρομή. Ο όρος μερική σημαίνει ότι η ενημέρωση περιλαμβάνει μόνο πληροφορίες σχετικά με τις αλλαγές της διαδρομής. Το EIGRP στέλνει αυτές τις στοιχειώδης ενημερώσεις όταν αλλάζει η κατάσταση κάποιου προορισμού, αντί να στέλνει ολόκληρο τον πίνακα δρομολόγησης. 23
Οριοθετημένες ενημερώσεις του EIGRP (2/2) Ο όρος οριοθετημένα αναφέρεται στη διάδοση των μερικών ενημερώσεων που στέλνονται μόνο σε εκείνους τους δρομολογητές που επηρεάζονται από την αλλαγή. Η μερική ενημέρωση οριοθετείται αυτόματα έτσι ώστε να ενημερωθούν μόνο οι δρομολογητές που χρειάζονται τις πληροφορίες. Στέλνοντας μόνο την πληροφορία δρομολόγησης που χρειάζεται και μόνο εκεί στους δρομολογητές που χρειάζεται, το EIGRP ελαχιστοποιεί το εύρος ζώνης που απαιτείται για να στείλει τα πακέτα του EIGRP. 24
Ο αλγόριθμος DUAL (1/6) Ο αλγόριθμος DUAL είναι ο αλγόριθμος σύγκλισης που χρησιμοποιείται από το πρωτόκολλο EIGRP αντί των αλγορίθμων Bellman-Ford ή Ford-Fulkerson που χρησιμοποιούνται από άλλα πρωτόκολλα δρομολόγησης διανυσματικής απόστασης, όπως το RIP. Ο αλγόριθμος DUAL βασίζεται στην έρευνα που διεξάχθηκε στο SRI International, χρησιμοποιώντας υπολογισμούς που προτάθηκαν για πρώτη φορά από τον EW Dijkstra και τον Scholten CS. Το πιο σημαντικό έργο στον αλγόριθμο DUAL έχει γίνει από τον JJ Garcia-Luna-Aceves. 25
Ο αλγόριθμος DUAL (2/6) Οι βρόχοι δρομολόγησης, ακόμα και αυτοί που είναι ορισμένου χρόνου, μπορεί να είναι εξαιρετικά επιζήμιοι για την απόδοση του δικτύου. Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης διανυσματικής απόστασης όπως το RIP αποτρέπουν την δημιουργία βρόχων δρομολόγησης με τα hold-down χρονόμετρα και το split horizon. Παρά το γεγονός ότι το EIGRP χρησιμοποιεί και τις δύο αυτές τεχνικές, τις χρησιμοποιεί κάπως διαφορετικά, ο πρωταρχικός τρόπος που χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο EIGRP για να αποτρέπει την δημιουργία βρόχων δρομολόγησης είναι με τον αλγόριθμο DUAL. 26
Ο αλγόριθμος DUAL (3/6) Ο αλγόριθμος DUAL καταφέρνει καθ όλη την διάρκεια του υπολογισμού μιας διαδρομής να μην έχει βρόχους. Αυτό επιτρέπει σε όλους τους δρομολογητές που εμπλέκονται στην αλλαγή της τοπολογία να για συγχρονίζονται ταυτόχρονα. Οι δρομολογητές που δεν επηρεάζονται από τις αλλαγές στην τοπολογία δεν εμπλέκονται στον εκ νέου υπολογισμό. Αυτή η μέθοδος παρέχει στο EIGRP ταχύτερους χρόνους σύγκλισης σε σχέση με άλλα πρωτόκολλα δρομολόγησης διανυσματικής απόστασης. 27
Ο αλγόριθμος DUAL (4/6) Η διαδικασία λήψης αποφάσεων για τους υπολογισμούς όλων των διαδρομών γίνεται από την DUAL μηχανή πεπερασμένων καταστάσεων. Σε γενικές γραμμές, μια μηχανή πεπερασμένων καταστάσεων (FSM) είναι ένα πρότυπο συμπεριφοράς που αποτελείται από έναν πεπερασμένο αριθμό καταστάσεων, μεταβάσεων μεταξύ αυτών των καταστάσεων, και γεγονότων ή ενεργειών που δημιουργούν αυτές τις μεταβάσεις. 28
Ο αλγόριθμος DUAL (5/6) Η DUAL FSM παρακολουθεί όλες τις διαδρομές, χρησιμοποιεί την μετρική της για την επιλογή αποτελεσματικών, χωρίς-βρόχους μονοπατιών, και επιλέγει την διαδρομή με το ελάχιστο κόστος για να την εισάγει στον πίνακα δρομολόγησης. Επειδή ο εκ νέου υπολογισμός του αλγορίθμου DUAL μπορεί να είναι έντονος για τον επεξεργαστή, είναι προτιμότερη η αποφυγή του εκ νέου υπολογισμού όποτε είναι δυνατόν. 29
Ο αλγόριθμος DUAL (6/6) Ως εκ τούτου, ο DUAL διατηρεί μια λίστα από εφεδρικές διαδρομές που έχουν ήδη καθοριστεί ως διαδρομές χωρίς βρόχους. Εάν η κύρια διαδρομή στον πίνακα δρομολόγησης αποτύχει, η καλύτερη εφεδρική διαδρομή προστίθεται αμέσως στον πίνακα δρομολόγησης. 30
Βιβλιογραφία 1. Doherty, J., Anderson, N., & Maggiora, D. P. (2010). Ο οδηγός της Cisco για τη δικτύωση. Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα. 2. Comer, E. D. (2007).Δίκτυα και διαδίκτυα υπολογιστών. Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα. 3. Peterson, L. L. & Davie, S. B. (2009). Δίκτυα υπολογιστών: Μία προσέγγιση απο τη σκοπιά των συστημάτων. Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα. 4. Comer, E. D. (2001). Διαδίκτυα με TCP/IP: Αρχές, πρωτόκολλα και αρχιτεκτονικές. Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα. 5. Ράπτης, Β. (2004). Δίκτυα δεδομένων - Θεωρία και εφαρμογές. Εκδότης Ράπτης Βασίλειος. 31
Τέλος Ενότητας
Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Νικολάου Σπύρος. «Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 33
Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 34
Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς. το Σημείωμα Αδειοδότησης. τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων. το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει). μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 35
Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Εικόνες/Σχήματα/Διαγράμματα/Φωτογραφίες. Βιβλιογραφικές Πηγές. 36