EIGRP 개념, 특징, Metric, Packet

EIGRP 개념

 

- EIGRP(Enhance Interior Gateway Routing Protocol)는 Cisco 전용 Routing Protocol이었다. 2016년 5월 RFC 표준으로 등록되었다.

 

 EIGRP의 특징

 

 1.   PDM(Protocol Dependent Module) 지원

-   IP 프로토콜 외에도 IPX, Apple talk와 같은 다른 Network 계층(3 계층)의 정보도 교환이 가능하다.

 2.   AS(Autonomuos System)로 Update 범위를 제한

 

-   EIGRP의 AS는 BGP에서 사용되는 AS와 다른 개념이다. (이름만 동일)
-   모든 Router가 EIGRP로 설정되어 있는 경우에도 AS 번호를 다르게 설정할 경우 정보를 교환하지 않는다. (동일 AS의 Router들만 정보를 교환한다.)
-   관리자가 의도적으로 AS 번호를 다르게 구성하여 Update 범위를 제한할 수 있다.

-   router ergip [AS 번호] 명령어로 AS를 설정할 수 있다.
 

3.   Hello 메세지를 사용하여 라우터 정보 교환

 

-   EIGRP는 인접 Router와 Hello 메시지를 교환하여 Neighbor 관계를 형성 후 Neighbor 라우터에 대한 정보를 'EIGRP Neighbor Table'에 등록한다. 그 후 주기적(Periodic) update는 수행하지 않고, 가벼운 Hello 메시지를 교환하여 Keepalive를 확인한다.

 4.   RTP(Reliable Transport Protocol) 동작.

-   EIGRP는 자체적인 Ack 메시지를 사용하여 상대방 장비로부터 Update/Query/Reply 메시지를 수신할 경우 수신 여부를 확인시켜줄 수 있다. 
-   EIGRP Ack를 수신한 상대방 장비는 자신이 전송한 메시지가 성공적으로 전달된 것을 확인할 수 있다.

-   EIGRP는 EIGRP Packet 교환 시 Multicast(224.0.0.10)와 Unicast를 사용한다.
-   EIGRP는 IP Protocol 88번 사용, IP헤더 뒤에 EIGRP 메시지가 바로 따라온다.

-   EIGRP의 AD값은 다음과 같다.
   1) EIGRP Summary  :   5
   2) EIGRP Internal :  90
   3) EIGRP External : 170

-   EIGRP는 Composit Metric을 사용한다.
-   Bandwidth(대역폭) / Delay(지연) / Reliability(신뢰성) / Load(부하)를       특정 공식에 대입한 값을 사용한다.

 

EIGRP Metric

-    단순히 Hop-count를 Metric 요소로 사용했던 RIP과 다르게 EIGRP는여러 요소들을  복합적으로 사용한다. 
-    Bandwidth(K1), Delay(K3), Load(K2), Reliability(K4, K5)를 특정 공식에 대입한 결괏값을 Metric으로 사용한다. 
-   Load와 Reliability는 고정된 값을 사용하는 것이 아니라 5분마다 평균값을 계산하여 사용하기 때문에 망의 안정성에  문제가 발생할 수도 있다. 
-   결과적으로 오늘날에는 EIGRP Metric 공식에 Bandwidth(K1)와 Delay(K3)만 사용된다. 
-   기본적인 K-value는 K1=1, K2=0, K3=1, K4=0, K5=0이다.
-   관리자가 명령어로 K-value를 변경하여 Load와 Reliability를 Metric 공식에 사용하는 것도 가능하다.

    (거의 변경하지 않는다)
-  주의점은 모든 Router는 동일한 K-value를 사용해야 하기 때문에 동일 AS의 모든 Router의 K-value를 변경해야 한다. (가중치 값도 서로 일치해야 한다.) 
   
-    오늘날 실제 사용되는 EIGRP 공식은 다음과 같다. (나머지는 사용하지 않기 때문에 생략된다.)
     10^7/가장 느린 BandWidth + 모든 Delay의 합/10) * 256 
    

EIGRP 공식 LAB

 

EIGRP 공식

-   공식에 사용되는 Bandwidth와 Delay는 출발지에서 목적지까지 모든 경로상의 출구 Interface 값만 사용한다.  

-    EIGRP의 경우 Interface의 Bandwidth와 Delay 값을 현재 상황에 맞게 관리자가 명령어로 변경해야 한다. 
-   Interface의 Bandwidth와 Delay 값이 실제 대역폭과 지연 값에 영향을 주지 않는다.        
       단지 EIGRP와 OSPF의 Metric 공식에 사용되는 요소일 뿐이다.

 

EIGRP Packet

 

-    EIGRP는 5개의 EIGRP Packet을 사용하여 Neighbor 관계 형성 및 정보를 교환한다.

 

EIGRP Packet

1. Hello 

 

-   EIGRP Neighbor 형성 및 유지를 위해서 교환되는 EIGRP Packet이다.
-   Neighbor 관계를 형성한 인접 Router의 정보는 'EIGRP Neighbor Table'에 등록된다.

    ([show ip eigrp neighbor] 명령어로 확인 가능)
-   EIGRP 라우터는 Hello Packet을 교환 후 다음 조건이 일치하는 경우에만 Neighbor 관계를 형성할 수 있다.
     -> AS 번호 / K-value / Authentication(인증) / Subnet 대역

-   Hello Packet은 Neighbor 관계 형성 후 주기적으로 교환되면서 상대방 장비에 대한 Keepalive를 확인한다.
-   Ethernet / Point-to-Point(HDLC, PPP) / T1 이상의 NBMA 구간
           < Hello 주기 : 5초  /  Hold-timer : 15초 >

-   T1(1544 kbps) 미만의 NBMA 구간
           < Hello 주기 : 60초  /  Hold-timer : 180초 >

2. Update

 

-    EIGRP Neighbor 관계 형성 후 자신의 Topology Table 정보를 Neighbor 장비에게 알려주기 위한 목적으로 사용된다.
-   그 외에도 망에 변화가 발생되었을 경우 해당 정보를 알려주기 위한 목적으로도 사용된다.
    (Flush Update/Partial Update)

3. Query

 

-   특정 목적지 Network에 대한 Best Path에 장애가 발생되었고, 해당 목적지에 대한 'Loop가 없는 Backup Path(Feasible Successor)' 정보가 없는 경우 발생된다. (Loop 가있으면 통신이 되지 않기 때문에)
-   인접한 EIGRP Neighbor 라우터에게 Query packet을 전송하여 목적지로 향하는 다른 경로가 있는지 확인하고, 대체 경로가 존재한다는 응답을 받게 되면 해당 경로를 새롭게  Table에 등록하게 된다.

4. Reply

-   수신한 Query packet에 대한 응답 메시지이다. 만약 새로운 대체 경로 정보가 없는 경우에도 Reply 메시지로 응답을 해야 한다.
-   Query packet을 전송한 Router가 3분 이내로 인접 Router에게 Reply를 수신하지 못하는 경우 해당 Router와 EIGRP Neighbor 관계를 단절한다.
    (EIGRP SIA-Stuck In Active 현상의 원인이 된다.)

 

5. Ack

 

-   EIGRP의 경우 IP 기반으로 동작하기 때문에 신뢰성이 없다.
-   Neighbor 장비에게 전송한 Update/Query/Reply 패킷이 정상적으로 수신되었는지 확인이 불가능하다.
-   이를 해결하기 위해 EIGRP 별도의 Ack 패킷을 만들어서 Udpate/Query/Reply 패킷에 대한 수신 여부를 상대방 장비에게 확인시켜준다.  (신뢰성 있는 전송이 가능하다.)
-   만약 Update/Query/Reply 전송 후 일정 시간 동안 EIGRP Ack 패킷을 수신하지 못할 경우 최대 16회 재전송을 수행한다. 16회 반복 전송을 수행하는 동안 상대방 장비로부터 EIGRP Ack를 수신하지 못하는 경우 EIGRP Neighbor 관계를 단절하게 된다.

 

EIGRP DUAL (Diffusing Update Algorithm)

 

EIGRP DUAL 

 

-    EIGRP DUAL에 사용되는 주요 용어들은 다음과 같다.

1. FD (Feasible Distance)

 

-   출발지 Router에서 목적지 Network까지의 전체 Metric을 의미.
-   FD가 가장 낮은 경로가 Best Path(최적경로)로 선택된다.

2. AD (Advertised Distance)

 

-   출발지 Router의 Next-hop 장비부터 목적지 Network까지의 Metric을 의미.  (부분 Metric)

3. Successor (S) 

-   출발지 Router에서 Best Path 상의 Next-hop 장비를 의미한다.
-   Success 자체가 Best Path라는 의미로 사용되기도 한다.
 

4. Feasible Successor (FS)

 

-   Loop가 없다고 확인된 Backup Path상의 Next-hop 장비를 의미한다.
-   출발지 Router에서 다음 조건이 일치하는 Backup Path가 존재하는 경우 해당 경로에 Loop가 없다는 것을 확인할 수 있다.

- EIGRP가 설정된 Router의 경우 'Best Path(Successor)'와 'Loop가 없다고 확인된 Backup Path(Feasible Successor)' 정보를 자신의 'EIGRP Topology Table'에 등록한다. ([show ip eigrp topology])

- Backup Path에 Loop가 없다고 확신할 수 없는 경우 해당 경로는 Topology Table에 등록되지 않는다.
  이 경우 Best Path에 장애가 발생되면 Query 패킷을 전송하고, Reply 패킷으로 해당  경로에 loop가 없다는 것을 확인받은 후 해당 경로를 사용하는 것이 가능하다.

 

Succesor, Feasible Succesor 선정과정

 

Best Path의 FD > Backup Path의 AD 해당 조건을 만족하면 Loop가 존재하지 않는다.

 

Best Path의 FD > Backup Path 조건 확인

 

1번 경로 FD =(100+20+10) 130, AD = 30

2번 경로 FD = (100+100+100+20+10) 430, AD = 330

3번 경로 FD = (100+100+100+20+10) 430, AD = 330

 

최적경로 FD = 130, 후속 경로 AD = 330(FD < AD)이기 때문에 Loop가 발생할 수 있으므로 Query 패킷을 통해 확인한다.

 

 

FD, AD 깂 확인 LAB

 

show ip eigrp topology

 

-   4.4.4.0의 최적경로 FD값이 후속 경로 AD값보다 크기 때문에 FS로 등록돼 있는 것을 확인할 수 있다.

-   3.3.3.0 은 Loopback으로 설정해 놓아서 최적경로 FD값이 후속 경로 AD값보다 작아서 FS가 등록되어있지 않다.