Router xem hop kế tiếp của đường kế tiếp khả thi dưới nó gần mạng đích hơn nó. Do đó, chi phí của đường kế tiếp khả thi được tính bằng chi phí của chính nó cộng với chi phí vào router láng giềng thơng báo qua. Trong trường hợp đường kế tiếp bị sự cố thì router sẽ tìm đường kế tiếp khả thi để thay thế. Một đường kế tiếp khả thi bắt buộc phải có chi phí mà router láng giềng thơng báo qua thấp hơn chi phí của đường kế tiếp hiện tại. Nếu trong bảng cấu trúc mạng khơng có sẵn đường kế tiếp khả thi thì con đường đến mạng đích tương ứng được đưa vào trạng thái hoạt động và router bắt đầu gửi các gói yêu cầu đến tất cả các láng giềng để tính tốn lại cấu trúc mạng. Sau đó với các thơng tin mới nhận được, router có thể sẽ chọn ra được đường kế tiếp mới hoặc đường kế tiếp khả thi mới. Đường mới được chọn xong sẽ có trạng thái là khơng tác động.
Bảng cấu trúc mạng cịn lưu nhiều thơng tin khác về các 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 của EIGRP. EIGRP có dán nhãn quản lý với giá trị từ 0 đến 255 để phân biệt đường thuộc loại nào.
RTB RTA Network Z Tơi có 1đường đi tới mạng Z với metric là 5 RTB trực tiếp nối tới mạng Z
Các đường ngoại vi là đường xuất phát từ bên ngoài hệ thống tự quản của EIGRP. Các đường ngoại vi là những đường học từ các giao thức định tuyến khác như RIP, OSPF và IGRP. Đường cố định cũng được xem là đường ngoại vi.
Hình 2.3 Quá trình kết nối giữa các router
2.1.3. Các đặc điểm của EIGRP
EIGRP hoạt động khác với IGRP. Về bản chất EIGRP là một giao thức định tuyến theo vecto khoảng cách nâng cao nhưng khi cập nhật và bảo trì thơng tin láng giềng và thơng tin định tuyến thì nó làm việc giống như một giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Sau đây là các ưu điểm của EIGRP so với giao thức định tuyến theo vecto khoảng cách thơng thường:
• Tốc độ hội tụ nhanh.
• Sử dung băng thơng hiệu quả.
• Có hỗ trợ VLSM và CIDR. Khơng giống như IGRP,EIGRP có trao đổi thơng tin về mặt nạ mạng con nên nó hỗ trợ được cho hệ thống IP khơng theo lớp.
• Hỗ trợ nhiều giao thức mạng khác nhau
• Khơng phụ thuộc vào giao thức định tuyến. Nhờ cấu trúc từng phần riêng biệt tương ứng với từng giao thức mà EIGRP không cần phải chỉnh sửa lâu.
EIGRP router hội tụ nhanh vì chúng sử dụng DUAL. DUAL bảo đảm hoạt động khơng bị lặp vịng khi tính tốn đường đi, cho phép mọi router trong hệ thống mạng thực hiện đồng bộ cùng lúc khi có sự thay đổi xảy ra.
EIGRP sử dụng băng thơng hiệu quả vì nó chỉ gửi thơng tin cập nhật một phần và giới hạn chứ khơng gửi tồn bộ bảng định tuyến. Nhờ vậy nó chỉ tốn một lượng băng thơng tối thiểu khi hệ thống mạng đã ổn định. Điều này tương tự như 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 thơng tin đó mà thơi, chứ khơng gửi 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 khơng chiếm nhiều băng thơng đường truyền.
RTA
RTC
EIGRP có thể hỗ trợ cho IP,IPX và Apple Talk nhờ có cấu trúc từng phần theo giao thức. EIGRP có thể phân phối thơng tin của IPX RIP và SAP để cải tiến hoạt động tồn diện. Trên thực tế, EIGRP có thể điều khiển hai giao thức này.
EIGRP cịn có thể điều khiển giao thức bảo trì bảng định tuyến Apple Talk. RTMP sử dụng số lượng hop để chọn đường nên khả năng chọn đường không được tốt lắm. Do đó, EIGRP sử dụng thơng số định tuyến tổng hợp cấu hình được để chọn đường tốt nhất cho mạng Apple Talk. Là một giao thức định tuyến theo vecto khoảng cách, RTMP thực hiện trao đổi tồn bộ thơng tin định tuyến theo chu kỳ. Để giảm bớt sự quá tải này, EIGRP thực hiện phân phối thơng tin định tuyến Apple Talk khi có sự kiện thay đổi mà thơi. Tuy nhiên, Apple Talk client cũng muốn nhận thông tin RTMP từ các router nội bộ, do đó EIGRP dùng cho Apple Talk chỉ nên chạy trong mạng khơng có client, ví dụ như các liên kết WAN chẳng hạn.
2.1.4. Các kỹ thuật sử dụng trong 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:
• Cấu trúc từng phần theo giao thức.
• Giao thức truyền tải tin cậy.
• Sự phát hiện và tái phát hiện các router láng giềng
• Thuật tốn DUAL.
Hình 2.4. Q trình trao đổi thơng tin
Router định tuyến theo vecto khoảng cách dạng đơn giản không thiết lập mối quan hệ với các láng giềng của nó. RIP và IGRP router chỉ đơn giản là phát quảng bá hay multicast các thơng 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 cách làm của OSPF router. Quá trình thiết lập mối quan hệ láng giềng đó được trình
A B A B Cập nhật Báo nhận Cập nhật hello Báo nhận
Tơi là route A. Ai đang ở trên đường truyền
Đây là thông tin định tuyến của tôi Cám ơn về thông tin định tuyến Đây là thông tin định tuyến của tôi
Cám ơn về thông tin định tuyến
Cấu trúc từng phần theo giao thức.
EIGRP thi hành module cho IP, IPX và AppleTalk bằng cách mỗi module được giao một nhiệm vụ xác định riêng biệt. Ví dụ module IPX EIGRP được giao trách nhiệm trao đổi thông tin định tuyến về mạng IPX EIGRP router và đưa thông tin vào module DUAL.
EIGRP tự động phân bố lại với các giao thức khác trong các trường hợp sau:
• IPX EIGRP tự động phân bố lại với IPX RIP và NLSP.
• AppleTalk EIGRP tự động phân bố lại với AppleTalk RTMP.
• IP EIGRP tự động phân bố lại IGRP nếu tiến trình IGRP có cùng hệ thống tự trị.
Giao thức truyền tải tin cậy.
Giao thức truyền tải tin cậy quản lý việc phân phối gói EIGRP. Tin cậy có nghĩa là sự phân phát được đảm bảo và gói được phân phát một cách trình tự.
Sự phân phối trình tự được đảm bảo bởi 2 số thứ tự trong gói. Một gán cho router gửi và giá trị này tăng lên một giá trị mỗi khi router gửi một gói mới.
Và một số thứ tự là của gói cuối cùng nhận được từ router đích.
Tuy nhiên trong vài trường hợp RTP vẫn sử dụng sự phân phối khơng trình tự, khơng có Ack và khơng có số thứ tự.
Các gói tin trong EIGRP bao gồm.
Gói hello: được sử dụng khám phá láng giềng duy trì láng giêng, gói hello sử dụng truyền đa điểm để trao đổi và là sự phân phối khơng trình tự.
Sự báo nhận: là gói hello nhưng khơng có dữ liệu, ACK ln ln là unicast và là sự phân phối khơng trình tự.
Gói cập nhật: chun trở thơng tin định tuyến khơng giống như RIP và IGRP những gói này chỉ được gửi khi cần thiết và chỉ bao gồm thông tin cần thiết và chỉ gửi tới router yêu cầu. Khi cập nhật được gửi bởi một router xác định thì nó là unicast. Cịn khi u cầu cập nhật được gửi bởi nhiều router khi topo mạng thay đổi thì nó là multicast. Gói cập nhật ln ln là sự phân phối khơng trình tự.
Gói “hỏi” và “trả lời”: được sử dụng bởi DUAL để quản lý tính tốn lan truyền. Gói “hỏi” có thể là multicast hay unicast và gói “trả lời” ln ln là unicast. Cả hai gói này đều là sự phân phối khơng trình tự.
Bất cứ gói nào là phân phát có trình tự và khơng nhận được ACK từ láng giềng thì gói sẽ được gửi lại bằng unicast tới láng giềng mà khơng gửi lại ACK đó. Nếu khơng nhận được ACK sau 16 lần gửi lại bằng unicast thì láng giềng cũng khai “chết”.
Sự phát hiện và tái phát hiện các router láng giềng.
Bằng cách trao đổi bản tin hello, EIGRP thiết lập và trao đổi quan hệ với router láng giềng. Trong hầu hết các mạng gói hello là multicast với chu kỳ 5 giây trừ đi thời gian mặc định để ngăn chặn việc đồng bộ.
Khi router nhận gói hello từ láng giềng, trong gói đó có chứa thơng số thời gian giữ. Thời gian giữ báo cho router biết thời gian chờ tối đa cho gói hello liền sau đó.
Nếu hết thời gian giữ mà router khơng nhận được gói hello từ láng giềng, thì láng giềng cũng khai là “không thể tới” và DUAL thông báo là mất láng giềng.
Thuật tốn cập nhật lan truyền.
Trước khi tìm hiểu hoạt động của DUAL ta hãy làm quen với các khái niệm sau:
Sự liền kề có nghĩa là khi khởi động router sử dụng hello để khám phá hoạt động láng giềng. Sau khi đó thiết lập được quan hệ với láng giềng, router sẽ nhận được cập nhật từ láng giềng. Thông tin cập nhật bao gồm tất cả tuyến đường mà láng giềng biết được và metric của tất cả các tuyến đó. Đối với mỗi tuyến, router sẽ tính được khoảng cách dựa trên những thơng số mà láng giềng đó quảng cáo.
Khoảng cách khả thi: là metric nhỏ nhất để tới đích.
Điều kiện khả thi: là điều kiện mà khoảng cách thông báo của láng giềng phải nhỏ hơn khoảng cách khả thi.
Đường kế tiếp khả thi: nếu láng giềng quảng bá khoảng cách thơng báo của nó thoả mãn điều kiện khả thi thì láng giềng đó sẽ trở thành đường kế tiếp khả thi.
Tất cả các đường kế tiếp khả thi được lưu trong bảng cấu trúc mạng.
Đường kế tiếp: từ bảng cấu trúc mạng, nó sẽ tìm router nào có metric nhỏ nhất và lưu nó vào bảng định tuyến. Và láng giềng quảng bá router đó sẽ là đường kế tiếp.
Cơ chế hoạt động.
Khi một router khơng thực hiện tính tốn lan truyền thì mỗi router sẽ ở trạng thái khơng hoạt động.
Khi router tính tốn lại danh sách đường kế tiếp khả thi cho một router bất cứ khi nào một sự kiện đầu vào xảy ra. Sự kiện đầu vào có thể là:
• Sự thay đổi cost của một link nối trực tiếp.
• Sự thay đổi trạng thái (lên hay xuống) của link nối trực tiếp.
• Khi nhận một gói cập nhật.
• Khi nhận một gói “hỏi”.
• Khi nhận một gói “trả lời”.
Nếu khoảng cách tới khoảng cách sẽ được tính tốn lại với bước đầu tiên là: tính tốn gốc. Có thể xảy ra các trường hợp như sau:
Nếu khoảng cách khả thi khác có khoảng cách nhỏ nhất sẽ trở thành đường kế tiếp.
Nếu khoảng cách mới nhỏ hơn khoảng cách khả thi thì khoảng cách khả thi sẽ được cập nhật.
Nếu khoảng cách mới khác với khoảng cách đang tồn tại, gói cập nhật sẽ gửi tới tất cả các láng giềng.
Trong khi đang thực hiện tính tốn gốc thì những router cịn lại vẫn ở trạng thái hoạt động. Nếu một đường kế tiếp khả thi được tìm thấy gói cập nhật sẽ được gửi tới tất cả các láng giềng nhưng trạng thái không đổi.
Cho đến khi tính tốn lan truyền chạy xong và router sẽ quay trở về trạng thái khơng hoạt động.
Tính tốn tổng: nó tính cho tồn bộ gói EIGRP trừ IP đầu.
Cờ: hiện tại chỉ sử dụng 2 bit cuối cùng trong trường cờ. Bit thứ 1 là bit bên phải là 0x00000001 là bit Init, cho biết gói EIGRP gửi kèm theo gửi toàn bộ bảng định tuyến khi thiết lập quan hệ với láng giềng mới. Bit thứ 2 là 0x0000002 là bit điều kiện nhận, được sử dụng trong thuật toán độc quyền truyền tải tin cậy.
Dãy số: là trường 32 bit sử dụng bởi RTP.
Gói tin EIGRP chính là gói IP tương ứng với trường giao thức số là 88 và kích thước tối đa của EIGRP chính là kích thước cực đại của gói IP thường là 1500 octet.
Cấu trúc cụ thể của gói EIGRP như hình 2.5. Khn dạng gói tin EIGRP
8bits 8bits 8bits 8bits
Phiên bản Mã Tính tổng Cờ Dãy số Báo nhận Số hệ thống tự trị TLVs
Hình 2.5. Mơ tả gói đầu của EIGRP
Mã: xác định loại gói tin EIGRP, kết quả cụ thể như hình sau 2.6.
Mã Kiểu 1 Cập nhật 2 Hỏi 3 Trả lời 4 Hello 5 IPX SAP
Hình 2.6. Mơ tả một kiểu của gói tin EIGRP
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, hello được gửi đi theo chu kỳ là 0.5 giây. Nếu router vẫn nhận được hello từ láng giềng thì nó sẽ xem như láng giềng này và các đường đi của nó vẫn hoạt động. Bằng cách thiết lập mối quan hệ này, EIGRP router có thể thực hiện được những cơng việc sau:
• Tự động học được đường mới khi chúng kết nối vào hệ thống mạng.
• Xác định một router khơng cịn kết nối hoặc khơng cịn hoạt động nữa.
• Phát hiện sự hoạt động trở lại của các router.
Giao thức vận chuyển tin cậy RTP là giao thức ở lớp vận chuyển, thực hiện việc chuyển gói EIGRP một cách đáng tin cậy và có thứ tự đên tất cả các 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 khơng dựa vào TCP/IP để thực hiện trao đổi thông tin định tuyến giống như RIP,IGRP và OSPF đã làm. Để không bị phụ thuộc vào IP, EIGRP sử dụng RTP làm giao thức vận chuyển riêng độc quyền của nó để đảm bảo việc truyền tin định tuyến.
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 dung chể độ truyền tin cậy.
Ngược lại, việc truyền tin cậy các thơng tin định tuyến sẽ có thể làm tăng tốc độ hội tụ vì EIGRP router khơng cần chờ hết thời hạn mới truyền lại.
Với RTP, EIGRP có thể gửi multicast và trực tiếp cho các đối tác khác nhau cùng một lúc giúp tối ưu hiệu quả hoạt động.
Thành phần trung tâm của EIGRP là thuật toán cập nhật lan truyền là bộ máy tính tốn đường đi của EIGRP. Tên đầy đủ của kỹ thuật này là DUAL finite state machine(FSM). FSM là một bộ máy thuật tốn nhưng khơng 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 gì. Người thiết kế sử dụng FSM để lập trình cách mà một thiết bị, một chương trình máy tính hay một thuật toán định tuyến sẽ xử lý như thế nào với một tập hợp các dữ liệu đầu vào. DUAL FSM chứa tất cả các logic được sử dụng để tính tốn và so sánh đường đi trong mạng EIGRP.
DUAL lưu tất cả các đường đi mà láng giềng thông báo qua. Dựa trên thông số định tuyên tổng hợp của mỗi đường, DUAL so sánh và chọn ra đường có chi phí thấp nhất đến đích. DUAL đảm bảo mơi một đường này là khơng có lặp vịng. Đường kế tiếp được chọn ra gọi là đường kế tiếp. Đường kế tiếp được lưu trên bảng định tuyến và đồng thời cũng được lưu trong bảng cấu trúc mạng.
EIGRP giữ các thông tin quan trọng về đường đi và cấu trúc mạng trong bảng