Fonctionnement du protocole EIGRP (IPv4/IPv6)

Fonctionnement du protocole EIGRP (IPv4/IPv6)

Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) est un protocole de routage classless à vecteur de distance qui a été lancé en 1992 avec la version 9.21 du logiciel Cisco IOS.

Comme son nom l’indique, EIGRP est une amélioration du Interior Gateway Routing Protocol (IGRP). L’article d’aujourd’hui porte sur le fonctionnement du GIEGR.

Vue d’ensemble du EIGRP

EIGRP comprend plusieurs caractéristiques que l’on ne trouve pas couramment dans d’autres protocoles de routage à vecteur de distance, notamment les suivantes :

  • Protocole de transport fiable (RTP)
  • Mises à jour limitées
  • Algorithme de mise à jour Diffusant (DUAL)
  • Capacité d’établir des adjacences.
  • Tables de voisinage et de topologie

Bien que EIGRP puisse agir comme un protocole de routage d’état de liaison, il s’agit quand même d’un protocole de routage à vecteur de distance.

Le tableau A résume les principales différences entre un protocole de routage à vecteur de distance traditionnel, tel que le RIP, et le protocole de routage à vecteur de distance amélioré EIGRP.

Tableau A – Comparaison des protocoles traditionnaux à vecteur de distance et EIGRP

Protocoles traditionnels de routage à vecteur de distanceEnhanced Distance Vector Routing
Protocol: EIGRP
Utilise l'algorithme Bellman-Ford ou Ford-FulkersonUtilise DUAL
vieillit les entrées de routage et utilise des mises à jour périodiquesNe vieillit pas les entrées de routage et n'utilise pas de mises à jour périodiques
Garde la trace uniquement des meilleurs routes, le meilleur chemin vers un réseau de destinationMaintient une table de topologie séparée de la table de routage, qui inclut le meilleur chemin d'accès et tous les chemins de sauvegarde sans boucle.
When a route becomes unavailable, requires the
router to wait for a new routing update
Lorsqu'une route devient indisponible, utilise un chemin de sauvegarde, s'il existe dans la table de topologie.
Atteint une convergence plus lente en raison des temporisateurs de maintien (hold-down timers).Atteint une convergence plus rapide en raison de l'absence de temporisateurs de maintien (holddown timers) et d'un système de calcul coordonné de routes.

Caractéristiques de EIGRP

EIGRP possède des caractéristiques uniques, notamment des modules dépendants de protocole (PDM), le protocole de transport fiable (RTP) et cinq types de messages spécifiques EIGRP.

PDM

EIGRP est capable de router plusieurs protocoles différents, y compris IPv4 et IPv6, en utilisant des modules dépendants de protocole.

Les PDMs sont responsables des tâches de routage spécifiques pour chaque protocole de la couche réseau, y compris ce qui suit :

  • Maintien des tables de voisinage et de topologie des routeurs EIGRP appartenant à cette suite de protocoles
  • Construction et traduction de paquets spécifiques au protocole pour DUAL
  • Interfaçage DUAL avec la table de routage spécifique au protocole
  • Calcul de la métrique et transmission de cette information à DUAL
  • Mise en place de listes de filtrage et d’accès
  • Effectuer des fonctions de redistribution vers et depuis d’autres protocoles de routage
  • Redistribuer les routes apprises par d’autres protocoles de routage

RTP

Le protocole RTP (Reliable Transport Protocol) d’EIGRP rend les PDM possibles. Au lieu de s’appuyer sur TCP, EIGRP utilise RTP pour la livraison et la réception des paquets EIGRP, comme le montre la Figure A.

Figure A - EIGRP remplace TCP par RTP
Figure A – EIGRP remplace TCP par RTP

EIGRP a été conçu comme un protocole de routage indépendant de la couche réseau ; par conséquent, il ne peut pas utiliser les services UDP ou TCP car IPX et AppleTalk n’utilisent pas les protocoles de la suite TCP/IP.

Bien que la fiabilité fasse partie de son nom, RTP inclut à la fois la livraison fiable et la livraison non fiable des paquets EIGRP. Un paquet RTP fiable nécessite un accusé de réception, alors qu’un paquet RTP non fiable ne nécessite pas d’accusé de réception.

Types de paquets EIGRP

RTP peut envoyer des paquets EIGRP en unicast ou multicast.

  • Les paquets EIGRP pour IPv4 multidiffusion utilisent l’adresse IPv4 multicast réservée 224.0.0.10.
  • Les paquets EIGRP pour IPv6 multicast sont envoyés à l’adresse IPv6 multicast réservée FF02::A.

EIGRP utilise cinq types de paquets :

Hello: EIGRP utilise les paquets hello pour découvrir les voisins et former des adjacences avec ces voisins. Les paquets EIGRP hello sont multicasts et utilisent une livraison non fiable, donc aucune accusé de réception n’est requis de la part du destinataire.

Sur la plupart des réseaux, les paquets EIGRP hello sont envoyés toutes les 5 secondes. Sur les réseaux multiaccès multipoint non diffusant (NBMA) tels que X.25, Frame Relay et les interfaces ATM avec des liaisons d’accès T1 (1,544 Mbps) ou plus lentes, les hellos sont diffusés toutes les 60 secondes.

Par défaut, le temps de maintien est trois fois l’intervalle de hello, soit 15 secondes sur la plupart des réseaux et 180 secondes sur les réseaux NBMA à basse vitesse.

Si le temps de maintien expire, EIGRP déclare la route comme étant en panne, et DUAL recherche un nouveau chemin dans la table de topologie ou en envoyant des requêtes (Queries).

Mise à jour (Update): EIGRP n’envoie pas de mises à jour périodiques. Les paquets de mise à jour ne sont envoyés que lorsque nécessaire, ne contiennent que les informations de routage nécessaires et ne sont envoyés qu’aux routeurs qui en ont besoin.

Les paquets de mise à jour EIGRP sont livrés de manière fiable. Les paquets de mise à jour sont envoyés en multicast lorsque plusieurs routeurs l’exigent, ou en unicast lorsqu’un seul routeur l’exige.

Accusé de réception (Acknowledgment) : EIGRP envoie des paquets d’accusé de réception (ACK) de manière non fiable, même lorsqu’une livraison fiable est utilisée.

RTP utilise une livraison fiable pour les mises à jour, les requêtes et les paquets de réponse (Reply) EIGRP. Les paquets d’accusé de réception EIGRP sont toujours envoyés en tant qu’unicast non fiable.

Requête (Query) : DUAL utilise un paquet de requêtes lors de la recherche de réseaux. Les requêtes utilisent une livraison fiable et peuvent utiliser la multidiffusion ou la monodiffusion.

Réponse (Reply): Un paquet de réponse est envoyé en réponse à un paquet de requêtes, que le routeur répondeur dispose ou non d’informations sur l’itinéraire demandé. Les réponses utilisent une livraison fiable et, contrairement aux requêtes, sont toujours envoyées en unicast (jamais en multicast).

Format de message EIGRP

La figure B montre un exemple de message EIGRP encapsulé.

Figure B - Message EIGRP encapsulé
Figure B – Message EIGRP encapsulé

En commençant du côté droit de la Figure B, notez que le champ de données est appelé Type/Longueur/Valeur, ou TLV.

Les types de TLV pertinents pour le CCNA sont les paramètres EIGRP, les routes internes IP et les routes externes IP. La Figure C montre les détails de l’en-tête de paquet EIGRP.

Figure C - En-tête de paquet EIGRP
Figure C – En-tête de paquet EIGRP

L’en-tête de paquet EIGRP est inclus avec chaque paquet EIGRP, indépendamment de sa TLV. L’en-tête de paquet EIGRP et TLV sont ensuite encapsulés dans un paquet IP.

Dans l’en-tête de paquet IP, le champ Protocole est défini sur 88 pour indiquer EIGRP, et l’adresse de destination est définie soit sur l’adresse unicast d’un voisin EIGRP soit sur l’adresse multicast 224.0.0.10.

Si le paquet EIGRP est encapsulé dans une trame Ethernet, l’adresse MAC de destination est également une adresse multicast : 01-00-5E-00-00-0A.

Les champs importants pour notre discussion comprennent le champ Opcode et le champ Numéro du système autonome.

Opcode spécifie le type de paquet EIGRP. Le numéro de système autonome distingue le processus de routage EIGRP.

Les routeurs Cisco peuvent exécuter plusieurs instances d’EIGRP. Le numéro de système autonome est utilisé pour le suivi de plusieurs instances d’EIGRP.

Processus EIGRP

EIGRP dispose d’une méthode de convergence unique qui comprend une métrique composite et l’algorithme DUAL (Diffusing Update Algorithm).

EIGRP Convergence

La Figure D résume le processus utilisé par EIGRP pour atteindre la convergence et répondre aux changements du réseau.

Figure D - Convergence de EIGRP
Figure D – Convergence de EIGRP

1. Les routeurs échangent des hellos pour établir une adjacence et mettre à jour leurs tables de voisins.

2. Les routeurs échangent des informations de routage complètes et mettent à jour leurs tables de topologie.

3. Les routeurs choisissent les meilleurs routes et mettent à jour la table de routage.

4. Les routeurs maintiennent les relations d’adjacence avec les messages hello.

5. Lorsqu’un changement de topologie se produit, les routeurs réagissent avec des mises à jour partielles et se reconvertissent à la base des nouvelles informations.

Métrique Composite EIGRP

EIGRP utilise les valeurs de bande passante, délai, fiabilité et charge dans sa métrique composite pour calculer le chemin préféré vers un réseau. Par défaut, EIGRP n’utilise que la bande passante et le délai dans son calcul de métriques, comme le montre la Figure E.

Figure E - Calcul de la métrique par défaut EIGRP
Figure E – Calcul de la métrique par défaut EIGRP

La métrique de bande passante est une valeur statique que Cisco IOS attribue aux types d’interface. Par exemple, la plupart des interfaces série se voient attribuer la valeur par défaut 1544 kbps, la bande passante d’une connexion T1.

Cette valeur peut refléter ou non la bande passante réelle de l’interface et peut être ajustée à l’aide de la commande bandwidth en mode configuration de l’interface.

Le retard (delay) est la mesure du temps qu’il faut à un paquet pour traverser un itinéraire. La métrique de retard est une valeur statique basée sur le type de lien auquel l’interface est connectée ; elle est mesurée en microsecondes.

Distance administrative

Le tableau B énumère les distances administratives par défaut de Cisco IOS pour les protocoles de routage.

Tableau B – Distance administrative par défaut

Source de la routeDistance administrative par défaut
Connecté0
Statique1
Route sommaire EIGRP5
BGP externe20
EIGRP interne90
IGRP100
OSPF110
IS-IS115
RIP120
EIGRP externe170
BGP interne200

EIGRP a une AD par défaut de 5 pour les routes sommaires, 90 pour les routes internes et 170 pour les routes importées d’une source externe, comme les routes par défaut redistribuées.

Comparé à d’autres protocoles de passerelle intérieure, EIGRP est le plus préféré par Cisco IOS Software parce qu’il a la plus basse distance administrative.

L’algorithme DUAL

Les protocoles de routage à vecteur de distance tels que RIP empêchent les boucles de routage avec des timers hold-down. L’algorithme DUAL est le principal moyen par lequel EIGRP empêche les boucles de routage.

DUAL est utilisé pour éviter la création de boucles à chaque instant tout au long d’un calcul de route. Ceci permet à tous les routeurs impliqués dans un changement de topologie de se synchroniser en même temps.

Les routeurs qui ne sont pas affectés par les changements de topologie ne sont pas impliqués dans le recalcul parce que les requêtes et les réponses sont limitées aux seuls routeurs qui ont besoin ou possèdent les informations spécifiques à l’itinéraire en question.

Cette méthode donne à EIGRP des temps de convergence plus rapides que les autres protocoles de routage.

Étant donné que le recalcul de DUAL peut nécessiter une forte utilisation du processeur, il est préférable d’éviter autant que possible les recalculs. Par conséquent, DUAL tient à jour une liste des routes de sauvegarde qu’il a déjà déterminées comme étant sans boucle.

Si la route principale de la table de routage échoue, la meilleure route de sauvegarde est immédiatement ajoutée à la table de routage.

Concepts DUAL

Les termes et concepts suivants sont au centre du mécanisme d’évitement de boucle de DUAL.
Successeur : Un routeur voisin qui est utilisé pour le transfert de paquets et qui est la route la moins coûteuse vers le réseau de destination.

Distance possible (FD) : La métrique la plus basse calculée pour atteindre le réseau de destination.

Successeur possible (FS) : Un voisin qui a un chemin de sauvegarde sans boucle vers le même réseau que le successeur. Il satisfait à la condition de faisabilité.

Distance rapportée (RD) ou distance annoncée (AD) : La distance réalisable telle que rapportée par le voisin.

Condition possible ou condition de faisabilité (CF) : Condition remplie lorsque la distance rapportée (RD) d’un voisin à un réseau est inférieure à la distance réalisable du routeur local vers le même réseau de destination.

L’article fournit des exemples de ces termes dans sa discussion sur les commandes de vérification EIGRP.

DUAL FSM

La Figure F montre graphiquement la machine à états finis (FSM) de DUAL, ou comment l’algorithme parvient à une décision finale.

Figure 16-6 Machine DUAL à états finis
Figure 16-6 Machine DUAL à états finis

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