EIGRP特性、功能组件、消息类型

第6章理解并实施路由技术任务6.4理解动态路由协议EIGRPEIGRP（EnhancedInteriorGatewayRoutingProtocol加强型内部网关路由协议），是IGRP（InteriorGatewayRoutingProtocol，内部网关路由协议）的高级版本，不论是IGRP还是EIGRP都是思科公司的私有路由协议,现在IGRP协议基本上被EIGRP协议所替代。EIGRP被思科公司称之为100%没有路由环路的高级距离矢量路由协议，同时它也具有链路状态路由协议的部分特点。本节将以讨论EIGRP的工作原理与演示配置为重点。任务6.4.1关于EIGRP的特性快速收敛：因为EIGRP使用了一种弥散更新算法（DUAL），在该算法中保存了一个“可行后继”，实际上它是一个备用路径，当链路发生变化，最优路径失效时，EIGRP会将备用路径（可行后继）立即放入到路由表中，以缩短收敛时间。可靠的路由更新：EIGRP使用了RTP（ReliableTransportProtocol，可靠传输协议）来确保EIGRP的可靠路由更新。关于EIGRP的RTP协议，将在6.4.2节“理解EIGRP的功能组件”做详细描述。使用复合度量值：RIP使用单一的度量值“跳数”，OSPF使用单一的度量值“成本（Cost）”，而EIGRP不使用单一的路由度量值形式，它使用了5个复合度量值，其中包括带宽（Bandwidth）、负载（Load）、延时（Delay）、可靠性（Reliability）、最大传输单元（MTU）。关于这5个复合度量值的具体意义与EIGRP复合度量值的算法，将在6.4.8节“理解关于EIGRP的路由度量值”做详细描述。支持多种网络协议：EIGRP通过使用“协议相关模块”(Protocol-DependentModule),可以支持IPX、AppleTalk、IPv4、IPv6等协议。总而言之，EIGRP绝不只是单纯支持IP协议的路由过程。支持VLSM和CIDR：EIGRP能够支持VLSM与CIDR。任务6.4.1使用组播更新：EIGRP使用众所周知的D类地址（组播地址）224.0.0.10来完成路由更新。关于更多的EIGRP使用组播更新的信息，请参看6.4.4节“理解并取证：动态路由协EIGRP的工作原理”。增量式路由更新：EIGRP不像传统的矢量路由协议那样发送整个路由表，EIGRP仅公告发送变化的路由，这是一种增量式路由更新，但是增量式路由更新是无法预测的，只能通过查询与应答消息来完成。具备部分链路状态特性：EIGRP具备部分链路状态路由协议的特性，比如保存邻居关系的状态信息表、根据弥散更新算法产生的拓扑表，在拓扑表中包含了公告某条路径的邻居信息列表、度量值信息等。所谓100%无路由环路：所谓100%无路由环路，是因为EIGRP的DUAL算法认为即便是暂时的路由环路也会对一个网络的性能造成损害，所以DUAL算法的本质在于随时准备打破路由环路。任务6.4.1减少带宽占用：EIGRP不做周期性的更新，在这一点上，EIGRP没有RIP那样唠叨。EIGRP使用触发式更新，它只在路由的路径和度量发生变化时做部分更新。当路径信息改变以后，DUAL只发送那条路由信息改变了的更新，而不是发送整个路由表，这意味着EIGRP比传统的矢量路由协议占用更少的带宽，这个特性对于运行在低速的广域网链路（低于1.544MB）上特别重要。当在低速的广域网链路上执行路由收敛时，路由协议的流量将显得很大，此时就需要考虑路由协议使用链路带宽的最大极限，在默认情况下，EIGRP使用不超过整个链路50%的带宽，而且用户可以根据实际情况在EIGRP路由器的接口模式下执行ipbandwidth-percenteigrp指令来做调整。无缝支持数据链路层协议的拓扑结构：EIGRP不要求对数据链路层协议做特别的配置。这一点与OSPF完全不同，OSPF对不同的数据链路层协议要做不同的配置，比如在帧中继网络环境中，OSPF就需要做特殊的链路情况说明。但是EIGRP能够有效地工作在LAN和WAN中，而且EIGRP保证网络不会产生环路，配置起来很简单。支持非等价负载均衡：RIP与OSPF只能支持等价负载均衡，所谓等价负载均衡就是指到同一个目标具备两条路由度量值相同的路径来做负载均衡；而EIGRP支持到同一个目标可具备两条路由度量值不相同的路径来做负载均衡，这就是非等价负载均衡。任务6.4.2理解EIGRP的功能组件网络协议组件：该组件实现了对多种网络协议（IP、IPX、AppleTalk）的路由任务，比如：使用IPXEIGRP可以负责与网络上其他运行IPX网络协议的路由器完成EIGRP路由协议公告，并将这些信息传递给DUAL算法进行最优无环路计算。如果要将这个网络协议组件讲得更明白一些，那就是：EIGRP可以支持多种网络协议的路由公告，并且这些EIGRP的通信会被封装到各自的不同协议中，基于IP协议的EIGRP将被IP协议所封装，基于IPX的EIGRP将被IPX协议所封装。可靠传输：指示使用RTP（ReliableTransportProtocol，可靠传输协议）来确保EIGRP的可靠路由更新。为什么需要使用RTP协议来保障EIGRP的可靠传输呢？原因很简单，以基于IP协议的EIGRP为例，因为EIGRP是被直接封装到IP报文中的，而不是基于TCP的封装，TCP可以使用三次握手来确保通信的可靠性，而IP报文属于不可靠传输，它没有TCP三次握手的过程，所以需要RTP来确保可靠性。但是请注意：不是所有的EIGRP消息报文都需要可靠传输，只是在需要可靠传输时才使用可靠传输。关于更多的EIGRP可靠传输的信息，将在6.4.4节“理解并取证：动态路由协议EIGRP的工作原理”中描述。任务6.4.2邻居发现和恢复：邻居是指网络上直接连接并公告EIGRP消息的路由器，网络上的每台EIGRP路由器将通过一个周期性的Hello消息来维护一个独立的邻居表。这是一种很科学的方式，因为在前面“关于EIGRP的特性”部分曾说明EIGRP没有RIP那样唠叨，EIGRP使用触发式更新。也就是说，EIGRP不会周期性地公告它的路由表，但是需要随时和它的邻居维护一个活跃的状态，当网络环境发生改变时，快速地使用触发式更新路由表，而这个邻居的维护状态则是邻居发现和恢复。一般情况下，EIGRP以5秒为一个周期发送邻居维护消息，如果是在低于T1（1.544MB）的链路上，那么将以60秒为一个周期发送邻居维护消息。注意：该消息不包含任何路由更新，只是一个单纯的Hello消息，所以数据报文的负重很小，基本上可以忽略不计，对整个网络性能不会造成影响。关于邻居维护消息，如图6.128所示。用户还可以根据实际情况，通过在相应EIGRP路由器的接口模式下执行iphello-intervaleigrp指令来对周期间隔做调整。任务6.4.2图6.128

EIGRP维护邻居关系的Hello周期报文任务6.4.2弥散更新算法（DUAL）：可以这样讲，EIGRP最大的魅力就在于它执行了弥散更新算法（DUAL），这种弥散更新算法的目标在于，即使网络上出现了暂时的路由环路，也会对一个网络的整体性能造成影响，而DUAL将随时准备打破这个路由环路。EIGRP放弃了传统矢量路由协议的算法，从宏观的角度讲，弥散更新算法随时准备了已存在最佳路径的替代路由，当最佳路径发生变化或者失效时，替代路由会立即成为最佳路径，从某种程度上讲，这加速了网络的收敛过程。如果某台EIGRP路由器的本地没有可用的替代路由，那么EIGRP将询问它的邻居来获得相关信息。弥散更新算法（DUAL）是理解EIGRP的一个核心重任，所以将在6.4.6节“理解弥散更新算法（DUAL）”中做更多的描述。任务6.4.3理解EIGRP的消息类型Hello消息：EIGRP使用Hello消息完成邻居的发现与维护，该消息类型使用组播的形式发送，并且不需要进行可靠发送。在“理解EIGRP的功能组件”中的邻居发现和恢复就是使用该消息，该消息是周期性发送。确认（Acknowledgments，ACK）消息：它是一个不包含任何数据的Hello消息，ACK消息的目的是用于确认某一个需要可靠传输的EIGRP消息已经成功地到达。估计这样定义不太好让用户理解，所以使用图6.129来说明这个ACK消息的作用。路由器R2给路由器R1发了EIGRP的路由更新消息，然后路由器R1将使用ACK消息向路由器R2确认它已收到路由更新消息，这里的路由更新（Update）消息就是一个需要被可靠传输的消息，而ACK正是确认其可靠性的一个体现，如果路由器R1向路由器R2发送路由更新（Update）消息，那么路由器R2也同样需要发送ACK消息对其进行确认。除此之外，ACK还需要确认后面所描述的查询（Query）和应答（Reply）消息，而这类信息也是需要可靠传输的消息。在整个EIGRP所使用的消息报文中，Hello消息与ACK消息不需要可靠传输，所以这两类消息不需要确认其可靠性。任务6.4.3图6.129关于EIGRP的确认消息任务6.4.3更新（Update）消息：该消息用于传送路由更新信息，EIGRP的路由更新消息与RIP不同，它只在需要时发送，不是周期性更新。如果只是某一台路由器需要路由更新，那么该消息将以单播的形式进行发送；如果是多台路由器需要路由更新，那么该消息将以组播的形式进行发送。注意：EIGRP的更新消息总是以可靠的方式进行发送，所以每发送一个更新消息就需要对方使用ACK消息进行确认。查询（Query）消息：该消息只在EIGRP的链路发生变化时使用，比如：当某台EIGR