Tìm hiểu về giao thức định tuyến EIGRP

Như chúng ta đã biết, cuộc sống ngày càng hiện đại thì nhu cầu trao đổi thông tin, tìm kiếm thông tin, giải trí…của con người ngày căng tăng cao. Bởi vậy để đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng thì các hệ thống mạng cũng phải thiết kế sao cho phù hợp. Khi thiết kế hệ thống mạng, việc lựa chọn giao thức định tuyến cho mạng là hết sức quan trọng. Chọn giao thức định tuyến như thế nào để mạng có thể hoạt động tối ưu như là: Tốc độ hội tụ nhanh, tốn ít băng thông, dễ cấu hình, dễ quản trị, không bị lặp vòng… nhằm phục vụ ho các mạng lớn, đa giao thức thì đó là một bài toán khó.Giao thức là một kiểu cách thức giao tiếp. Cũng như con người, máy móc muốn làm việc với nhau cũng cần có những giao tiếp riêng. Trong việc truyền tải tin cũng vậy các Router muốn giao tiếp với nhau cũng cần có những giao thức riêng để làm việc vơi nhau. Các giao thức đó thường là RIP, EIGRP, OSPF…EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) là giao thức riêng của Cisco, được đưa ra vào năm 1994 với IOS 9.2.1, được phát triển từ giao thức IGRP. EIGRP là giao thức định tuyến nâng cao theo vectơ khoảng cách (distance vector). Nó kết hợp các ưu điểm của cả giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách và giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết.Đề tài “Tìm hiểu về giao thức định tuyến EIGRP” nhằm tìm hiểu một cách chi tiết hơn các đặc điểm, tính năng và phương thức hoạt động của giao thức định tuyến EIGRP.

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết, cuộc sống ngày càng hiện đại thì nhu cầu trao đổi thông tin, tìm kiếm thông tin, giải trí…của con người ngày căng tăng cao Bởi vậy để đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng thì các hệ thống mạng cũng phải thiết kế sao cho phù hợp Khi thiết kế hệ thống mạng, việc lựa chọn giao thức định tuyến cho mạng là hết sức quan trọng Chọn giao thức định tuyến như thế nào để mạng có thể hoạt động tối ưu như là: Tốc độ hội tụ nhanh, tốn ít băng thông, dễ cấu hình, dễ quản trị, không bị lặp vòng… nhằm phục vụ ho các mạng lớn, đa giao thức thì đó là một bài toán khó

Giao thức là một kiểu cách thức giao tiếp Cũng như con người, máy móc muốn làm việc với nhau cũng cần có những giao tiếp riêng Trong việc truyền tải tin cũng vậy các Router muốn giao tiếp với nhau cũng cần có những giao thức riêng để làm việc vơi nhau Các giao thức đó thường là RIP, EIGRP, OSPF…

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) là giao thức riêng của Cisco, được đưa ra vào năm 1994 với IOS 9.2.1, được phát triển từ giao thức IGRP EIGRP là giao thức định tuyến nâng cao theo vectơ khoảng cách (distance vector) Nó kết hợp các ưu điểm của cả giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách và giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết

Đề tài “Tìm hiểu về giao thức định tuyến EIGRP” nhằm tìm hiểu một cách chi

tiết hơn các đặc điểm, tính năng và phương thức hoạt động của giao thức định tuyến EIGRP

Nội dung chính của báo cáo gồm:

- Chương 1: Tổng quan về giao thức định tuyến EIGRP

- Chương 2: Tìm hiểu giao thức định tuyến EIGRP

- Chương 3: Mô phỏng hoạt động của giao thức EIGRP trên phần mềm Packet Tracer

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC ĐỊNH TUYỀN EIGRP

1.1 Giao thức định tuyến

1.1.1 Khái niệm giao thức định tuyến

Trong mạng máy tính thì thuật ngữ định tuyến (routing) là chỉ sự chọn lựa đường đi trên một mạng máy tính để gửi dữ liệu

Định tuyến chỉ ra hướng, sự di chuyển của các gói dữ liệu được đánh địa chỉ từ nguồn của chúng, hướng đến đích cuối thông qua nút trung gian, thiết bị phần cứng chuyên dụng được gọi là router Tiến trình định tuyến thường chỉ hướng đi dựa vào bảng định tuyến, đó là bảng chứa những lộ trình tốt nhất đến các đích khác nhau trên mạng Vì vậy việc xây dựng bảng định tuyến, được tổ chức trong bộ nhớ của router trở nên vô cùng quan trọng cho việc định tuyến hiệu quả

Định tuyến khác với bắc cầu (bridging) ở chỗ trong nhiệm vụ của nó thì các cấu hình địa chỉ gợi lên sự gần gũi của các địa chỉ trong tương tự trong mạng, qua đó cho phép nhập liệu một bảng định tuyến đơn để mô tả lộ trình đến một nhóm các địa chỉ Vì thế, định tuyến làm việc tốt hơn bắc cầu trong những mạng lớn, và nó trở thành dạng chiếm ưu thế của việc tìm đường đi trên mạng internet

Các mạng nhỏ có thể có các bảng định tuyến được cấu hình thủ công, còn những mạng lớn hơn có cấu trúc mạng phức tạp và thay đổi liên tục thì xây dựng thủ công các bảng định tuyến là vô cùng khó khăn Tuy nhiên, hầu hết các mạng điện thoại chuyển mạch chung (PSTN) sử dụng bảng định tuyến được tính toán trước, với những tuyến dự trữ nếu các lộ trình trực tiếp đều bị ngẽn Định tuyến động cố gắng giải quyết vẫn đề tắc ngẽn bằng việc xây dựng bảng định tuyến một cách tự động, dựa vào những thông tin được giao thức định tuyến cung cấp, và cho phép mạng hành động gần như tự trị trong việc ngăn chặn mạng bị lỗi và ngẽn

1.1.2 Phân loại giao thức định tuyến

* Định tuyến tĩnh:

Đối với định tuyến tĩnh, các thông tin về đường đi phải do người quản trị mạng nhập router Khi cấu trúc mạng có bất kỳ thay đổi nào thì chính người quản trị mạng phải xóa hoặc thêm các thông tin về đường đi cho router Những loại đường đi như vậy gọi là đường đi cố định

Đối với hệ thống mạng lớn thì công việc bảo trì bảng định tuyến cho router như trên tốn rất nhiều thời gian Còn đối với hệ thống mạng nhỏ, ít có thay đổi thì công việc này

đỡ mất thời gian hơn Chính vì định tuyến tĩnh đòi hỏi người quản trị mạng phải cấu hình mọi thông tin về đường đi cho router nên nó không có được tính linh hoạt như định tuyến động Trong những hệ thống mạng lớn, định tuyến tĩnh thường được sử dụng kết hợp với giao thức định tuyến động cho một số mục đích đặc biệt

Đối với hệ thống mạng LAN không có những thiết bị định tuyến chuyên dụng thì việc định tuyến tĩnh là bắt buộc Những mạng này thường là những mạng cố định, không

có thay đổi vè mặt vật lý Khi thêm một thiết bị như máy tính vào mạng thì người quản trị trực tiếp cấu hình trên máy tính đó sao cho phù hợp với các thiết bị khác.

* Định tuyến động:

Đối với định tuyến động thì Router sẽ tự động cập nhật bảng định tuyến từ các Router khác, chúng chia sẻ dữ liệu định tuyến với nhau và từ đó router sẽ tự động thay đổi thông tin của bảng định tuyến với việc lựa chọn ra đường đi tốt nhất tới một mạng Ưu điểm của định tuyến động là đơn giản trong việc cấu hình và tự động tìm ra những tuyến đường thay thế nếu như mạng có sự thay đổi

Định tuyến động chiếm ưu thế trên Internet Tuy nhiên, việc cấu hình các giao thức định tuyến thường đòi hỏi nhiều kinh nghiệm, chúng ta không nên nghĩ rằng kỹ thuật nối mạng đã phát triển đến mức hoàn toàn tự động cho việc định tuyến

Định tuyến được chia làm hai loại chính:

- Giao thức định tuyến cổng nội: Được sử dụng để định tuyến trong phạm vi một hệ thống tự trị Giao thức này được chia làm hai loại:

+ Định tuyến theo vector khoảng cách, bao gồm: RIP, RIPv2, IGRP

+ Định tuyến theo trạng thái đường liên kết, bao gồm: OSPF IS-IS

- Giao thức định tuyến cổng ngoại, bao gồm: BGP

Ngoài ra các giao thức định tuyến còn chia theo các loại hỗ trợ định tuyến IP: Classfull, Classless, IPv6

1.2 Giao thức định tuyến EIGRP

1.2.1 Giới thiệu chung

Giao thức định tuyến EIGRP được viết tắt bởi cụm từ tiếng anh Enhanced Interior Gateway Routing Protocol, là một giao thức định tuyến độc quyền của Cisco, được đưa ra vào năm 1994 với IOS 9.2.1, phát triển từ giao thức định tuyến IGRP

Không giống IGRP là một giao thức định tuyến theo lớp địa chỉ, EIGRP có hỗ trợ định tuyến liên miền không theo lớp địa chỉ (CIDR- Classless Interdomain Routing) và cho phép người thiết kế mạng tối ưu không gian địa chỉ bằng VLSM S o v ới IGRP, EIGRP có thời gian hội tụ nhanh hơn, có khả năng mở rộng tốt hơn và khả năng chống vòng lặp cao hơn

Và đặc biệt hơn, EIGRP thay thế cho giao thức Novell Routing Information Protocol (Novell RIP) và Apple talk Routing Table Maintenance Protocol (RTMP) để phục vụ tốt cho cả 2 mạng IPX và Apple Talk

EIGRP là giao thức định tuyến nâng cao theo vectơ khoảng cách (distance vector)

Nó kết hợp các ưu điểm của cả giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách và giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Ví dụ như những ưu điểm tốt nhất của OSPF như thông tin cập nhật một phần, phát hiện router láng giềng…được đưa vào EIGRP Tuy nhiên, cấu hình EIGRP dễ hơn cấu hình OSPF Cho nên EIGRP còn được xem là

giao thức định tuyến lai (hybrid routing protocol).

EIGRP là một lựa chọn lý tưởng cho các mạng lớn, đa giao thức được xây dựng dựa trên các Cisco router.

1.2.2 So sánh EIGRP với IGRP

* Tính tương thích:

Vì EIGRP được xem như phiên bản nâng cấp của IGRP cho nên chúng hoàn toàn tương thích với nhau Router EIGRP không có ranh giới khi hoạt động chung với router IGRP

Thông thường khi muốn sử dụng các router có sử dụng các router có sử dụng các giao thức định tuyến khác nhau thì cần phải thống nhất một số các đặc điểm nào đó để chúng có thể thực hiện định tuyến được cho nhau nhưng khi sử dụng router EIGRP và IGRP trên cùng một mạng thì chúng ta không cần phải quan tâm tới những điều đó Do

đó, đặc điểm này rất quan trọng khi người sử dụng muốn tận dụng ưu điểm của cả hai giao thức

Tuy nhiên, router EIGRP có thể hỗ trợ nhiều loại giao thức khác nhau còn IGRP thì không, do vậy khi thiết kế các mạng với các giao thức khác nhau cần chú ý tới vấn đề router IGRP có hỗ trợ giao thức đó không khi dùng cả hai router này trong cùng một mạng

* Cách tính thông só định tuyến:

EIGRP và IGRP có cách tính thông số định tuyến khác nhau EIGRP tăng thông số định tuyến của IGRP lên 256 lần vì EIGRP sử dụng thông số 32 bit, còn IGRP sử dụng thông số 24 bit Bằng cách nhân lên hoặc chia đi 256 lần, EIGRP có thể dễ dàng chuyển đổi thông số định tuyến của IGRP

cả vector khoảng cách lẫn trạng thái đường liên kết Do vậy, khả năng định tuyến của EIGRP như vậy sẽ tốt hơn nhưng lại bị hạn chế số lượng hop cho hệ thống Mặc dù vậy với số lượng 224 hop cũng là rất lớn cho bất kỳ mạng nào được thiết kế hợp lý

* Hoạt động phân phối thông tin tự động:

Các giao thức định tuyến khác như OSPF và RIP để có thể thực hiện chia sẻ thông tin định tuyến với nhau cần phải cấu hình nâng cao hơn Trong khi đó IGRP và EIGRP có cùng só AS của hệ tự trị se tự động phân phồi và chia sẻ các thông tin về đường đi mà EIGRP học được từ IGRP AS và ngược lại

Điều này cũng lý giải vì sao khi router sử dụng giao thức định tuyến IGRP và EIGRP lại có thể hoạt động trong cùng một hệ tự trị mà không cần phải can thiệp vào

phần cứng cũng như phần mềm của chúng Hay nói cách khác là chúng tương thích nhau

và hỗ trợ nhau

* Đánh dấu đường đi:

EIGRP đánh dấu những đường mà nó học được từ IGRP hay từ bất kỳ nguồn nào khác là đường ngoại vi vì những đường này không xuất phát tử IGRP router IGRP thì không phân biệt đường ngoại vi và nội vi

1.2.3 Định dạng bản tin EIGRP

Định dạng của tiêu đề bản tin EIGRP được minh họa như sau:

Hình 1.1 Cấu trúc tiêu đề bảng tin EIGRP

- Checksum: Kiểm tra cổng

- Opcode: Mã tác vụ

- Sequence number: Số trình tự

- Flag: Số trình tự

- Acknowledge number: số tin ghi nhận

- Autonomous system number: Số của hệ thống tự trị

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN EIGRP

2.1 Các đặc điểm, kỹ thuật của giao thức EIGRP

2.1.1 Các đặc điểm của giao thức EIGRP

EIGRP hoạt động khác với IGRP Về bản chất EIGRP là một giao thức định tuyến theo vector khoảng cách nâng cao nhưng khi cập nhật và bảo trì thông tin láng giềng

và thông tin định tuyến thì nó làm việc giống như một giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Những ưu điểm của EIGRP so với giao thức định tuyến theo vector khoảng cách thông thường:

- Tốc độ hội tụ nhanh (Fast convergence):

Một router đang chạy EIGRP lưu trữ tất cả bảng định tuyến của các router láng giềng để nó có thể nhanh chóng thích ứng với các tuyến đường thay thế nếu một tuyến đường ưa thích bị lỗi Khi đó giao thức EIGRP sẽ truy vấn các router láng giềng để khám phá một con đường thay thế Quá trình truy vấn này chỉ dừng lại khi tìm thấy một tuyến đường thay thế Ngoài ra chúng sử dụng DUAL DUAL đảm bảo hoạt động không bị lặp (loop) khi tính toán đường đi, cho phép mọi router trong hệ thống mạng thực hiện đồng bộ cùng lúc khi có sự thay đổi xảy ra

- Hỗ trợ VLSM (Variable Length Subnet Mask) và CIDR (Classless Interdomain Routing):

Không giống như IGRP, EIGRP là một giao thức không phân lớp nên nó quảng bá

vả subnetmask cho từng mạng đích, cấu trúc này cho phép EIGRP hỗ trợ các mạng con không liên tục mà VLSM

Ngoài ra các route sử dụng giao thưc EIGRP còn được giám gánh nặng nhờ sử dụng phương pháp CIDR, CIDR cho phép một địa chỉ IP có thể đại diện cho hàng ngàn địa chỉ khác có nhu cầu được phục bởi các nhà cung cấp đường trực Internet Tất cả các gói tin gửi cho các địa chỉ chỉ đó sẽ được chuyển đến cho nhà cung cấp dịch vụ ISP (Internet Service Provider)

- Hỗ trợ cho nhiều giao thức mạng khác nhau:

EIGRP hỗ trợ cấc giao thức IP, IPX, Apple Talk thông qua việc sử dụng các module phụ thuộc giao thức Mỗi module đáp ứng các yêu cầu riêng cho từng giao thức lớp mạng.Việc sử dụng các modules khác nhau cho từng giao thức mạng nâng cao hiệu quả làm việc độc lập cho từng giao thức lớp mạng, không những thế ta còn có thể can thiệp vào các modules này mà không làm ảnh hưởng tới các modules khác

- Không phụ thuộc vào giao thức được định tuyến:

Nhờ cấu trúc từng phần riêng biệt tương ứng với từng giao thức mà EIGRP không cần phải chỉnh sửa lâu Ví dụ như khi phát triển để hỗ trợ giao thức mới như IP chẳng hạn, EIGRP cần phải có thêm phần mới tương ứng cho IP nhưng hoàn toàn không cần phải viết lại EIGRP

- EIGRP sử dụng băng thông hiệu quả (Efficient Use of Bandwidth):

EIGRP chỉ gởi thông tin cập nhật một phần và giới hạn chứ không gởi toàn bộ bảng định tuyến Nhờ vậy nó chỉ gởi một lượng băng thông tối thiểu khi hệ thống mạng đã

ổn định Điều này tương đương hoạt động cập nhật của OSPF, nhưng không giống như router OSPF, router EIGRP chỉ gửi thông tin cập nhật một phần cho router nào cần thông tin đó mà thôi, chứ không gởi cho mọi router khác trong vùng như OSPF Chính vì vậy mà hoạt động cập nhật của EIGRP gọi là cập nhật giới hạn Thay vì hoạt động cập nhật theo chu kỳ, các router EIGRP giữ liên lạc với nhau bằng các gói hello rất nhỏ Việc trao đổi các gói hello theo định kỳ không chiếm nhiều băng thông đường truyền

2.1.2 Các kỹ thuật của EIGRP

EIGRP có rất nhiều kỹ thuật mới để cải tiến hiệu quả hoạt động, tốc độ hội tụ và các chức năng so với IGRP và các giao thức định tuyến khác Các kỹ thuật này được tập trung thành 4 loại như sau:

* Sự phát hiện và tái hiện các router láng giềng:

Router định tuyến theo vector khoảng cách dạng đơn giản không thiết lập mối quan hệ với các router láng giềng của nó RIP và IGRP router chỉ đơn giản là phát quảng bá hay multicast các thông tin cập nhật của nó ra mọi cổng đã được cấu hình Ngược lại, EIGRP router chủ động thiết lập mối quan hệ với các láng giềng của chúng Tương tự như cách làm của OSPF router

EIGRP router sử dụng các gói hello rất nhỏ để thực hiện việc thiết lập mối quan

hệ thân mật với các router láng giềng Mặc định, gói hello được gởi đi theo chu kỳ là

5 giây Nếu router vẫn nhận được gói hello từ láng giềng thì nó xem như láng giềng này và các đường đi của nó vẫn còn hoạt động Bằng thiết lập mối quan hệ này, EIGRP có thể thực hiện được những việc sau:

- Tự động học được đường mới khi chúng kết nối vào hệ thống mạng

- Xác định một router không còn kết nối hoặc không còn hoạt động nữa

- Phát hiện sự trở lại của các router

* Giao thức truyền tải tin cậy (RTP – Reliable Transport Protocol):

Giao thức truyền tải tin cậy (RTP – Reliable Transport Protocol) là giao thức ở lớp vận chuyển (trong mô hình OSI), thực hiện việc chuyển gói EIGRP một cách tin cậy

và có thứ tự đến các router láng giềng Trong mạng IP, host sử dụng TCP để vận chuyển các gói một cách tuần tự và tin cậy Tuy nhiên, EIGRP là một giao thức độc lập với giao thức mạng, do đó nó không dựa vào TCP/IP để thực hiện trao đổi thông tin định tuyến giống như RIP, IGRP và OSPF đã làm Để không phụ thuộc vào IP, EIGRP sử dụng RTP làm giao thức vận chuyển riêng độc quyền của nó để đảm bảo thông tin định tuyến Việc phân phát các gói EIGRP một cách có trật tự và được đảm bảo tới tất cả các láng giềng Nó hỗ trợ truyền unicast và multicast trực tiếp cho các đối tác khác nhau cùng một lúc, giúp tối ưu quả hoạt động

EIGRP có thể yêu cầu RTP cung cấp dịch vụ truyền tin cậy hoặc không tin cậy tùy theo yêu cầu của từng trường hợp Ví dụ: các gói hello được truyền theo định kỳ và cần

phải càng nhỏ càng tốt nên chúng không cần phải dùng chế độ truyền tin cậy Ngược lại, việc truyền tin cậy các thông tin định tuyến sẽ có thể làm tăng tốc độ hội tụ vì EIGRP router không cần chờ hết hạn mới truyền lại

* Thuật toán DUAL:

EIGRP thường được xem là giao thức lai vì nó kết hợp các ưu điểm của cả giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách và giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Và thành phần trung tâm của EIGRP là thuật toán cập nhật nhiều mức DUAL (Diffusing Update Algorithm), là bộ máy tính toán đường đi của EIGRP Tên đầy đủ của kỹ thuật này là DUAL FSM (Finite-State Machine - máy trạng thái giới hạn) FSM là một bộ máy thuật toán nhưng không phải là một thiết bị cơ khí có các thành phần di chuyển được FSM định nghĩa một tập hợp các trạng thái có thể trải qua, sự kiện nào gây ra trạng thái nào và sẽ có kết quả là gì FSMs cũng mô tả một thiết bị, một chương trình máy tính, hoặc một thuật toán định tuyến sẽ xử lý một tập hợp các sự kiện đầu vào như thế nào DUAL FSM đảm bảo rằng mỗi đường là một vòng tự do và những đường có chi phí thấp nhất được DUAL đặt trong bảng định tuyến DUAL FSM chứa tất cả các logic được sử dụng để tính toán và so sánh đường đi trong mạng EIGRP EIGRP sẽ giữ những tuyến đường quan trọng này và cấu trúc sẵn có ở tất cả thời gian, để thông tin có thể truy nhập ngay lập tức

DUAL chạy hai thuật toán song song là định tuyến theo trạng thái đường liên kết (LSP) và định tuyến theo vectơ khoảng cách (DVP)

Thuật toán trạng thái liên kết (LSA): Trong thuật toán trạng thái liên kết, các node mạng quảng bá giá trị liên kết của nó với các node xung quanh tới các node khác Sau khi quảng bá tất cả các node đều biết rõ topo mạng và thuật toán sử dụng để tính toán con đường ngắn nhất tới node đích

Thuật toán Vector khoảng cách (DVA): Là một thuật toán định tuyến tương thích nhằm tính toán con đường ngắn nhất giữa các cặp node trong mạng, dựa trên phương pháp tập trung được biết đến như là thuật toán Bellman-Ford Các node mạng thực hiện quá trình trao đổi thông tin trên cơ sở của địa chỉ đích, node kế tiếp, và con đường ngắn nhất tới đích

Đầu tiên mỗi router sẽ gửi thông tin cho biết nó có bao nhiêu kết nối và trạng thái của mỗi đường kết nối như thế nào, và nó gửi cho mọi router khác trong mạng bằng địa chỉ multicast Do đó mỗi router đều nhận được từ tất cả các router khác thông tin về các kết nối của chúng Kết quả là mỗi router sẽ có đầy đủ thông tin để xây dựng cơ sở

dữ liệu về trạng thái các đường liên kết Như vậy mỗi router đều có một cái nhìn đầy đủ

và cụ thể về cấu trúc của hệ thống mạng

Router sẽ lưu tất cả các đường mà router láng giềng thông báo qua Dựa trên thông

số định tuyến tổng hợp của mổi đường, DUAL sẽ so sánh và chọn ra đường có chi phí thấp nhất đến đích DUAL đảm bảo mỗi một đường này là không có lặp vòng Đường được chọn gọi là đường thành công (successor) và nó sẽ được lưu trong bảng định tuyến, đồng thời cũng được lưu trong bảng cấu trúc mạng Khi mạng bị đứt thì DUAL

sẽ tìm đường dự phòng (feasible successor) trong bảng cấu trúc mạng

Gói tin hello được gửi theo chu kỳ và EIGRP có thể cấu hình được Khoảng thời gian hello mặc định phụ thuộc vào băng thông tuy nhiên do gói tin hello rất nhỏ nên nó ít tốn băng thông và thời gian hội tụ nhanh.

Đối với DUAL hoạt động cập nhật được diễn ra liên tục để cập nhật sự thay đổi trạng thái của một đường liên kết và thông tin được phát ra cho tất cả các router trên mạng

* Cấu trúc từng phần theo giao thức (PDMs - Protocol-Dependent Modules):

Một trong nhưng điểm nổi bật của EIGRP là nó được thiết kế thành từng phần riêng biệt theo giao thức Nhờ cấu trúc này, nó có khả năng mở rộng và tương thích tốt

nhất Các giao thức được định tuyến như IP, IPX và Apple Talk được đưa vào EIGRP

thông qua các PDM EIGRP có thể dễ dàng tương thích với các giao thức được định tuyến mới hoặc các phiên bản mới của chúng như IPv6 chẳng hạn bằng cách thêm PDM vào

Mỗi PDM chịu trách nhiệm thực hiện mọi chức năng liên quan đến một giao thức được định tuyến Ví dụ, phần IP-EIGRP chịu trách nhiệm các việc sau:

- Gửi và nhận ác gói tin EIGRP chứa dữ liệu IP

- Thông báo cho DUAL khi nhận được thông tin định tuyến IP mới

- Duy trì kết quả chọn đường đi DUAL trong bảng định tuyến IP

- Phân phối thông tin định tuyến mafnos học được từ các giao thứ định tuyến IP khác

2.2 Thành phần và các phép toán của EIGRP

2.2.1 Các bảng của EIGRP (EIGRP Tables)

EIGRP router lưu giữ các thông tin về đường đi và cấu trúc mạng trên RAM, nhờ

đó chúng đáp ứng nhanh chóng theo sự thay đổi Giống như OSPF, EIGRP cũng lưu giữ những thông tin này thành từng bảng và từng cơ sở dữ liệu khác nhau EIGRP lưu các con đường mà nó học được theo một cách đặc biệt Mỗi con đường có một trạng thái riêng và có đánh dấu để cung cấp thêm nhiều thông tin hữu dụng khác.EIGRP có 3 loại bảng sau:

* Bảng láng giềng (Neighbor table):

Bảng láng giềng là bảng quan trọng nhất trong EIGRP Mỗi router EIGRP lưu giữ một bảng láng giềng, trong đó là danh sách các router kết nối trực tiếp với nó Bảng này tương tự như cơ sở dữ liệu về các láng giềng của OSPF Đối với mỗi giao thức mà EIGRP hỗ trợ, EIGRP có một bảng láng giềng riêng tương ứng

Khi phát hiện ra một láng giềng mới, router sẽ ghi lại địa chỉ và cổng kết nối của láng giềng đó vào bảng láng giềng Khi láng giềng gởi gói hello, trong đó có thông

số về khoảng thời gian lưu giữ Nếu router không nhận được gói hello khi đến định kỳ thì khoảng thời gian lưu giữ là khoảng thời gian mà router chờ và vẫn xem là router láng giềng còn kết nối được và còn hoạt động Khi khoảng thời gian lưu giữ đã hết

mà vẫn không nhận được gói hello từ router láng giềng đó, thì xem như router láng

giềng đã không còn kết nối được hoặc không còn hoạt động, thuật toán DUAL (Diffusing Update Algorithm) sẽ thông báo sự thay đổi này và thực hiện tính toán lại theo mạng mới.

* Bảng cấu trúc mạng (Topology table):

Bảng cấu trúc mạng là bảng cung cấp dữ liệu để xây dựng nên bảng định tuyến của EIGRP DUAL lấy thông tin từ bảng láng giềng và bảng cấu trúc mạng để tính toán chọn đường có chi phí thấp nhất đến từng mạng đích

Mỗi EIGRP router lưu một bảng cấu trúc mạng riêng tương ứng với từng loại giao thức mạng khác nhau Bảng cấu trúc mạng chứa thông tin về tất cả các con đường

mà router học được Nhờ những thông tin này mà router có thể xác định đường đi khác

để thay thế nhanh chóng khi cần thiết Thuật toán DUAL chọn ra đường tốt nhất đến mạng đích gọi là đường chính (successor route)

Sau đây là những thông tin chứa trong bảng cấu trúc mạng:

- Feasible Distance (FD): là thông số định tuyến nhỏ nhất mà EIGRP tính được cho từng mạng đích

- Route Source: là nguồn khởi phát thông tin về một con đường nào đó Phần thông tin này chỉ có đối với những đường được học từ ngoài mạng EIGRP

- Reported Distance (RD): là thông số định tuyến đến một mạng đích do router láng giềng thân mật thông báo qua

- Thông tin về cổng giao tiếp mà router sử dụng để đi đến mạng đích

- Trạng thái đường đi: Trạng thái không tác động (P - passive) là trạng thái ổn định, sẵn sàng sử dụng được Trạng thái tác động (A - Active) là trạng thái đang trong quá trình tính toán lại của DUAL

Bảng cấu trúc mạng còn lưu nhiều thông tin khác của đường đi EIGRP phân loại ra đường nội vi và đường ngoại vi Đường nội vi là đường xuất phát từ bên trong

hệ tự quản (AS–Autonomous System) của EIGRP EIGRP có gán nhãn (Adminitrator tag) với giá trị từ 0 đến 255 để phân biệt đường thuộc loại nào Đường ngoại vi là đường xuất phát từ bên ngoài của EIGRP Các đường ngoại vi là những đường học được

từ các giao thức định tuyến khác như RIP, OSPF, IGRP Đường cố định cũng xem là đường ngoại vi

* Bảng định tuyến (Routing Table):

Bảng định tuyến EIGRP lưu giữ danh sách các đường tốt nhất đến các mạng đích Những thông tin trong bảng định tuyến được rút ra từ bảng cấu trúc mạng Router EIGRP có bảng định tuyến riêng cho từng giao thức mạng khác nhau Con đường được chọn làm đường chính đến mạng đích gọi là đường successor Từ thông tin trong bảng láng giềng và bảng cấu trúc mạng DUAL chọn ra một đường chính và đưa lên bảng định tuyến Đến một mạng đích có thể có đến 4 successor Những đường này

có chi phí bằng nhau hoặc không bằng nhau Thông tin về successor cũng được đặt trong bảng cấu trúc mạng Đường Feasible Successor (FS) là đường dự phòng cho đường

successor Đường này cũng được chọn ra cùng với đường successor nhưng chúng chỉ được lưu trong bảng cấu trúc mạng Đến một mạng đích có thể có nhiều feasible successor được lưu trong bảng cấu trúc mạng nhưng điều này không bắt buộc Router xem hop kế tiếp của đường feasible successor là hop dưới nó, gần mạng đích hơn nó Do đó, chi phí của feasible successor được tính bằng chi phí của chính nó cộng với chi phí mà router láng giềng thông báo qua Trong trường hợp successor bị sự

cố thì router sẽ tìm feasible successor thay thế Một đường feasible successor bắt buộc phải có chi phí mà router láng giềng thông báo qua thấp hơn chi phí của đường successor hiện tại Nếu trong bảng cấu trúc mạng không có sẵn đường feasible successor thì con đường đến mạng đích tương ứng được đưa vào trạng thái Active và router bắt đầu gởi các gói yêu cấu đến tất cả các láng giềng để tính toán lại cấu trúc mạng Sau đó với các thông tin mới nhận được, router có thể sẽ chọn ra được successor mới hoặc feasible successor mới Đường mới được chọn xong sẽ có trạng thái là pasive

2.2.2 Các dạng gói tin của EIGRP (EIGRP Packet Formats)

Giống như OSPF, EIGRP dựa vào nhiều loại gói dữ liệu khác nhau để duy trì các loại bảng của nó và thiết lập mối quan hệ phức tạp với router láng giềng

EIGRP sử dụng 5 dạng gói tin sau: Hello (Hello), báo nhận (Acknowledgment Packets), cập nhật (Update Packets), yêu cầu (Query packets), đáp ứng (Reply Packets)

Hello Packets giềng Các gói hello này được gửi định kỳ và được gửi theo kiểu Một thông điệp được dùng để duy trì bảng các router láng

không tin cậy

Update Packets

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

Reply Packets nào trong gói reply, router sẽ gửi gói query đến tất cả các router Là một trả lời cho gói tin query Nếu router không có thông tin

láng giềng Một unicast sẽ được gửi lại

ACK Packets Bản chất là một gói tin Hello nhưng n ó không có dữ liệu

bên trong

2.2.2.1 Gói Hello

Phát hiện các láng giềng, được gửi như gói multicast, không yêu cầu xác nhận

EIGRP dựa vào các gói hello để phát hiện, kiểm tra và tái phát hiện các router láng giềng Tái phát hiện có nghĩa là router EIGRP không nhận được hello từ một router láng giềng trong suốt khoảng thời gian lưu giữ nhưng sau đó router láng giềng này lại lặp thông tin liên lạc

Chu kỳ gửi hello của EIGRP router có thể cấu hình được Khoảng thời gian hello mặc định phụ thuộc vào băng thông trên từng cổng của router Trong mạng IP, EIGRP router gửi hello theo địa chỉ multicast 224.0.0.10

EIGRP router lưu trữ thông tin về các láng giềng trong bảng láng giềng Bảng láng giềng này có lưu số thứ tự và thời gian lưu trữ của gói EIGRP cuối cùng nhận được từ mỗi router láng giềng Theo định kỳ và trong giới hạn của khoảng thời gian lưu giữ, router phải nhận được gói EIGRP thì những đường tương ứng mới có trạng thái Passive Trạng thái Passive có nghĩa là trạng thái hoạt động ổn định

Nếu router không nghe ngóng được gì về router láng giềng trong suốt khoảng thời gian lưu giữ thì EIGRP sẽ xem như router láng giềng đó đã bị sự cố và DUAL sẽ phải tính toán lại bảng định tuyến Mặc định, khoảng thời gian lưu giữ gấp 3 lầnchu kỳ hello Người quản trị mạng có thể cấu hình giá trị cho 2 khoảng thời gian này phù hợp với hệ thống của mình

OSPF bắt buộc các router láng giềng với nhau phải có cùng khoảng thời gian hello

và khoảng thời gian bất động thì mới có thể thông tin liên lạc với nhau được EIGRP thì không yêu cầu như vậy Router sẽ học các khoảng thời gian của router láng giềng thông qua việc trao đổi gói hello Chúng sẽ dùng thông tin trong đó để thiết lập mối quan hệ ổn định mà không cần các khoảng thời gian này phải giống nhau giữa chúng

Gói hello thường được gửi theo chế độ không bảo đảm tin cậy Điều này có nghĩa là không có báo nhận cho các gói hello

Gói cập nhật còn được sử dụng khi router phát hiện sự thay đổi trong cấu trúc mạng Trong trường hợp này, EIGRP router sẽ gửi multicast gói cập nhật cho mọi router láng giềng của nó để thông báo về sự thay đổi Mọi gói cập nhật đều được gửi bảo đảm.

2.2.2.3 Gói yêu cầu

Query (yêu cầu): Khi router thực hiện tính toán định tuyến không có feasible successor (đường dự phòng) nó gửi gói query tới các láng giềng để xác định xem các láng giềng có feasible successor tới đích hay không Các gói này gửi theo kiểu multicast, nhưng đôi khi có thể theo kiểu unicast

EIGRP router sử dụng gói yêu cầu khi nó cần một thông tin đặc biệt nào đó từ một hay nhiều router láng giềng của nó

2.2.2.4 Gói đáp ứng

Reply (đáp ứng): Trả lời lại gói query ở trên, gửi theo yêu cầu unicast

Nếu một EIGRP router mất successor và nó không tìm được feasible successor

để thay thế thì DUAL sẽ đặt con đường đến mạng đích đó vào trạng thái hoạt động (Active) Sau đó router gửi multicast gói yêu cầu đến tất cả các router láng giềng để

cố gắng tìm successor mới cho mạng đích này Router láng giềng phải trả lời bằng gói đáp ứng để cung cấp thông tin hoặc cho biết là không có thông tin nào khác có thể khả thi Gói yêu cầu có thể được gửi multicast hoặc chỉ gửi cho một máy, còn gói đáp ứng thì chỉ gửi cho máy nào gửi yêu cầu mà thôi Cả hai loại gói này đều được gửi bảo đảm.Gói đáp ứng được sử dụng để trả lời cho các gói yêu cầu

2.3 Các tính năng nâng cao của giao thức EIGRP

2.3.1 Tổng hợp tuyến đường

Hình 2.1 Tính năng tổng hợp tuyến đường trong EIGRP

Chế độ tự động tổng hợp các tuyến đường về dạng classful là đặc trưng của hoạt động định tuyến theo vectơ khoảng cách Ở các giao thức vectơ khoảng cách truyền thông như RIPv1 đều là giao thức định tuyến dạng classful và không thể xác định lớp mặt nạ (mask) cho các mạng không kết nối trực tiếp, bởi vì nó không trao đổi lớp mặt

nạ trong bản cập nhật định tuyến

Chế độ tổng hợp tuyến đường nhằm mục đích là làm cho dung lượng gói cập nhật định tuyến và bảng định tuyến nhỏ hơn nhằm tiết kiệm băng thông đường truyền và tăng tốc độ truyền tin Tuy nhiên chúng ta có thể tắt chế độ này và tạo ra một hay nhiều tuyến đường tổng hợp trong mạng tại bất kỳ ranh giới của bit nào đó miễn là có một tuyến đường cụ thể tồn tại trong bảng định tuyến Khi một tuyến đường cụ thể không còn tồn tại thì tuyến đường tổng hợp sẽ bị gỡ ra khỏi bảng định tuyến.

Giá trị metric nhỏ nhất của tuyến đường cụ thể sẽ được sử dụng làm metric của tuyến đường tổng hợp

Giao diện (cổng) Null 0: Khi thực hiện tổng hợp đường tự động hoặc cấu hình thủ công, thì router chạy EIGRP tự động sinh ra một tuyến đường trỏ đến Null0 Đây

là cổng ảo, tác dụng của cổng Null0 chính là để ngăn định tuyến lặp Trong trường hợp chúng ta tổng hợp đường một cách không tối ưu thì sẽ có tuyến Null0 để hỗ trợ.Các gói tin mà không trỏ đến mạng đó được thì sẽ có khả năng bị lặp quay ngược trở lại

Và ở đây tuyến Null0 đóng vai trò: Nếu tuyến gói tin đó đến không tồn tại thì gói tin sẽ

bị đưa đến tuyến Null 0 và bị triệt tiêu

Có hai chế độ tổng hợp đường là chế độ tổng hợp tự động (Automatic summarization) và chế độ tổng hợp thủ công (Manual summarization)

- Mặc định chế độ tự động tổng hợp tuyến đường được bật cho EIGRP Để tắt chế

độ này ta sử dụng câu lệnh no auto-summary:

RouterA(config-router)#no auto-summary

Hình 2.2 Chế độ tổng hợp tuyến đường trong EIGRP

Trong hình II.5.1 – 2 sau khi chế độ tự động tổng hợp tuyến đường được tắt router RTD bây giờ đã chập nhận các tuyến đường được quảng bá từ router RTC

- Để cấu hình thủ công chế độ tổng hợp tuyến đường ta sử dụng lệnh sau:

Router(config-if)#ip summary-address eigrp autonomous-system-number address mask [AD]

ip-Giá trị của tham số AD trong lệnh sẽ được gán cho tuyến đường tổng hợp này Giá trị này không bắt buộc phải cấu hình

Hình 2.3 Cấu hình thủ công chế độ tổng hợp tuyến đường trong EIGRP

Trong hình 5.1.-3 ta thấy mạng 2.1.1.0/24 khi được router RTC quảng bá đến router RTD đã được định tuyến bởi tuyến đường tổng hợp 2.1.0.0/16

Mặc định tuyến đường tổng hợp trên ở router RTC sẽ có giá trị là 5, trên router RTD sẽ có giá trị là 90

2.3.2 Cân bằng tải

* Cân bằng tải trên những tuyến đường có cùng giá trị:

Cân bằng tải cùng giá trị là khả năng của một bộ định tuyến để phân phối lưu lượng

dữ liệu trên tất cả các cổng mạng của mình khi có cùng thông số định tuyến (metric) từ địa chỉ đích EIGRP sẽ tự động cân bằng tải trên tuyến đường có giá trị bằng nhau.Cân bằng tải làm tăng việc sử dụng các phân đoạn mạng và tăng hiệu quả sử dụng băng thông mạng

Đối với IP, phần mềm Cisco IOS theo mặc định sẽ cài đặt tối đa bốn tuyến đường cùng giá trị trong bảng định tuyến cho hầu hết các giao thức định tuyến Dòng lệnh

maximum-paths có thể được sử dụng để tăng số tuyến đường cùng giá trị lên sáu

(Thiết lập maximum-path là 1 đường sẽ vô hiệu hóa chế độ cân bằng tải).

* Cân bằng tải trên những tuyến đường không cùng giá trị:

EIGRP cũng có thể cân bằng lưu lượng dữ liệu trên nhiều tuyến đường khác thông

số định tuyến Cấp độ mà EIGRP thực hiện cân bằng tải được điều khiển bằng câu lệnh:

Route (Config-router)# variance multipler

Câu lệnh cho phép router thêm những tuyến đường có metric nhỏ hơn multiplier lần

giá trị metric nhỏ nhất của tuyến đường tới đích

Tham số multiplier có giá trị từ 1 đến 128, giá trị mặc định là 1 đồng nghĩa với việc router chạy chế độ cân bằng tải cùng giá trị

Tham số multipier xác định phạm vi của giá trị metric được tiến trình EIGRP cho phép tham gia cân bằng tải

2.3.3 Băng thông của EIGRP trong liên kết mạng WAN

EIGRP hoạt động hiệu quả trong môi trường WAN Đó là khả năng mở rộng về cả hai liên kết: điểm-điểm (point-to-point) và đa điểm (multipoint) multiaccess nonbroadcast (NBMA)

Hình 2.4 Các liên kết trong WAN

Do các liên kết trong mạng WAN vốn có những đặc điểm khác nhau trong hoạt động, đôi khi các thông số cấu hình mặc định không phải là lựa chọn tốt nhất cho tất cả các liên kết WAN Một sự hiểu biết vững chắc về hoạt động của EIGRP, kết hợp với kiến thức về tốc độ của liên kết có sẵn, sẽ mang lại một cấu hình hiệu quả, đáng tin cậy,

và khả năng mở rộng cấu hình của router

Theo mặc định, EIGRP chỉ có thể sử dụng 50 phần trăm băng thông của một giao diện hay tập hợp các giao diện cho định tuyến lưu lượng Băng thông mà EIGRP sử dụng được quy định bởi lệnh bandwidth, hoặc băng thông mặc định của liên kết nếu không được cấu hình

Tỷ lệ sử dụng băng thông trên mỗi giao diện cơ sở có thể được thay đổi bằng câu

lệnh sau: ip bandwidth-percent eigrp as-number percent.

- As-number: là giá trị Autonomous System