"2" Funcionamiento del protocolo EIGRP

Modulo 3
Capitulo 6

EIGRP "2"

Adyacencia de vecinos EIGRP

     El objetivo de cualquier protocolo de routing dinámico es detectar redes remotas de otros routers y lograr la convergencia en el dominio de routing. Antes de que se pueda intercambiar cualquier paquete de actualización EIGRP entre routers, EIGRP debe detectar a sus vecinos. Los EIGRP vecinos son otros routers que ejecutan EIGRP en redes conectadas directamente.

     EIGRP utiliza paquetes de saludo para establecer y mantener las adyacencias de vecinos. Para que dos routers EIGRP se conviertan en vecinos, deben coincidir varios parámetros entre ambos. Por ejemplo, dos routers EIGRP deben usar los mismos parámetros de métrica de EIGRP y ambos deben estar configurados con el mismo número de sistema autónomo.

     Cada router EIGRP mantiene una tabla de vecinos, que contiene una lista de los routers en los enlaces compartidos que tienen una adyacencia EIGRP con ese router. La tabla de vecinos se usa para rastrear el estado de estos vecinos EIGRP.

     

Tabla de topología de EIGRP

     

     Las actualizaciones de EIGRP contienen redes a las que se puede llegar desde el router que envía la actualización. A medida que se intercambian actualizaciones EIGRP entre vecinos, el router receptor agrega esas entradas a su tabla de topología de EIGRP.

     Cada router EIGRP mantiene una tabla de topología para cada protocolo de routing configurado, como IPv4 e IPv6. La tabla de topología incluye las entradas de ruta para cada destino que el router detecta de sus vecinos EIGRP conectados directamente.

     La figura muestra la continuación del proceso inicial de detección de rutas de la página anterior. Ahora, se muestra la actualización de la tabla de topología.

     Cuando un router recibe una actualización de routing EIGRP, agrega la información de routing a su tabla de topología de EIGRP y responde con un acuse de recibo EIGRP.

Convergencia de EIGRP

     1. Después de recibir los paquetes de actualización EIGRP del R2, el R1 utiliza la información en la tabla de topología para actualizar su tabla de routing IP con la mejor ruta a cada destino, incluidos la métrica y el router del siguiente salto.

2. De la misma manera que el R1, el R2 actualiza su tabla de routing IP con las mejores rutas a cada red.

Llegado a este punto, se considera que EIGRP está en estado convergente en ambos routers.

Métrica compuesta del protocolo EIGRP

     De manera predeterminada, EIGRP utiliza los siguientes valores en su métrica compuesta para calcular la ruta preferida a una red:

• Ancho de banda: el ancho de banda más lento entre todas las interfaces de salida, a lo largo de la ruta de origen a destino.

• Retraso: la acumulación (suma) de todos los retrasos de las interfaces a lo largo de la ruta (en decenas de microsegundos).

Se pueden utilizar los valores siguientes, pero no se recomienda, porque generalmente dan como resultado recálculos frecuentes de la tabla de topología:

• Confiabilidad: representa la peor confiabilidad entre origen y destino, que se basa en keepalives (mantenimiento de la conexión).

• Carga: representa la peor carga en un enlace entre origen y destino, que se calcula sobre la base de la velocidad de paquetes y el ancho de banda configurado de la interfaz.

Nota: Si bien la MTU se incluye en las actualizaciones de la tabla de routing, no es una métrica de routing utilizada por EIGRP.

Análisis de los valores de la métrica de la interfaz

      El comando show interfaces muestra información de las interfaces, incluidos los parámetros utilizados para el cálculo de la métrica de EIGRP. La figura muestra el comando show interfaces para la interfaz Serial 0/0/0 en el R1.

• BW: ancho de banda de la interfaz (en kilobits por segundo).

• DLY: retraso de la interfaz (en microsegundos).

• Reliability: confiabilidad de la interfaz expresada como una fracción de 255 (255/255 es una confiabilidad del 100%), calculada como un promedio exponencial durante cinco minutos. De manera predeterminada, EIGRP no incluye su valor al calcular la métrica.

• Txload, Rxload: carga transmitida y recibida a través de la interfaz expresada como una fracción de 255 (255/255 es completamente saturada), calculada como un promedio exponencial durante cinco minutos. De manera predeterminada, EIGRP no incluye su valor al calcular la métrica.

Nota: A lo largo de este curso, el ancho de banda se indica como kb/s. No obstante, la salida del router muestra el ancho de banda mediante la abreviatura “Kbit/sec”. En la salida del router, el retraso se muestra como “usec”, mientras que, en este curso, el retraso se indica como microsegundos.

Métrica de ancho de banda

     La métrica de ancho de banda es un valor estático que usan algunos protocolos de routing, como EIGRP y OSPF, para calcular la métrica de routing. El ancho de banda se muestra en kilobits por segundo (kb/s).

     En los routers más antiguos, el valor predeterminado de la métrica del ancho de banda del enlace serial es de 1544 kb/s. Éste es el ancho de banda de una conexión T1. En los routers más nuevos, como Cisco 4321, el valor predeterminado del ancho de banda del enlace serial se establece a la frecuencia de reloj utilizada en el enlace.

     Verifique siempre el ancho de banda con el comando show interfaces. El valor predeterminado del ancho de banda puede reflejar o no el ancho de banda físico real de la interfaz. Si el ancho de banda real del enlace difiere del valor de ancho de banda predeterminado, se debe modificar el valor de ancho de banda.

     

Configuración del parámetro de ancho de banda

Debido a que EIGRP y OSPF utilizan el ancho de banda en los cálculos métricos predeterminados, un valor correcto para el ancho de banda es muy importante para la precisión de la información de routing.

Utilice el siguiente comando del modo de configuración de interfaz para modificar la métrica de ancho de banda:

Router(config-if)# Ancho de bandavalor de ancho de banda en kilobits

Utilice el comando no bandwidth para restaurar el valor predeterminado.

Verificación del parámetro de ancho de banda

Utilice el comando show interfaces para verificar los nuevos parámetros de ancho de banda, como se muestra en la figura 3.

La modificación del valor del ancho de banda no cambia el ancho de banda real del enlace. El comando bandwidth solo modifica la métrica de ancho de banda que utilizan los protocolos de routing, como EIGRP y OSPF.

Métrica de retraso

     El retraso es la medida del tiempo que tarda un paquete en atravesar la ruta. La métrica del retardo (DLY) es un valor estático determinado en función del tipo de enlace al cual se encuentra conectada la interfaz y se expresa en microsegundos. El retardo no se mide en forma dinámica. En otras palabras, el router no hace un seguimiento realmente del tiempo que les toma a los paquetes llegar al destino. El valor de retardo, como el valor de ancho de banda, es un valor predeterminado que el administrador de red puede modificar.

     Cuando se utiliza para determinar la métrica de EIGRP, el retraso es la acumulación (suma) de todos los retrasos de las interfaces a lo largo de la ruta (medida en decenas de microsegundos).

     Utilice el comando show interfaces para verificar el valor de retraso en una interfaz, como se muestra en la figura 2. Si bien una interfaz con varios anchos de banda puede tener el mismo valor de retraso predeterminado, Cisco recomienda no modificar el parámetro de retraso, salvo que el administrador de red tenga una razón específica para hacerlo.

Como calcular la métrica de EIGRP

     Mediante el uso de los valores predeterminados para K1 y K3, el cálculo puede simplificarse al ancho de banda más lento (o ancho de banda mínimo), más la suma de todos los retrasos.

En otras palabras, al analizar los valores de ancho de banda y de retraso para todas las interfaces de salida de la ruta, podemos determinar la métrica de EIGRP de la siguiente manera:

Paso 1: Determine el enlace con el ancho de banda más lento. Utilice ese valor para calcular el ancho de banda (10 000 000/ancho de banda).

Paso 2: Determine el valor de retraso para cada interfaz de salida en el camino al destino. Sume los valores de retraso y divida por 10 (suma de los retrasos/10).

Paso 3: Esta métrica compuesta produce un valor de 24 bits; sin embargo, EIGRP utiliza un valor de 32 bits. Al multiplicar el valor de 24 bits por 256, se amplía la métrica compuesta a 32 bits. Por lo tanto, sume los valores de ancho de banda y de retraso calculados, y multiplique la suma por 256 para obtener la métrica de EIGRP.

La salida de la tabla de routing para el R2 muestra que la ruta a 192.168.1.0/24 tiene una métrica de EIGRP de 3 012 096.

Cálculo de la métrica de EIGRP

Ancho de banda

     EIGRP usa el ancho de banda más lento en el cálculo de su métrica. El ancho de banda más lento se puede determinar por medio de analizar cada interfaz entre el R2 y la red de destino 192.168.1.0. La interfaz Serial 0/0/1en el R2 tiene un ancho de banda de 1024 kb/s. La interfaz GigabitEthernet 0/0 en el R3 tiene un ancho de banda de 1 000 000 kb/s. Por lo tanto, el ancho de banda más lento es de 1024 kb/s y se usa en el cálculo de la métrica.

     EIGRP divide un valor de ancho de banda de referencia de 10 000 000 por el valor en kb/s del ancho de banda de la interfaz. Como resultado, los valores más altos de ancho de banda reciben una métrica más baja, y los valores más bajos de ancho de banda reciben una métrica más alta. 10 000 000 se divide por 1024. Si el resultado no es un número entero, el valor se redondea hacia abajo. En este caso, 10 000 000 dividido 1.024 es igual a 9.765,625. Los decimales (625) se descartan, y el resultado es 9765 para la porción de ancho de banda de la métrica compuesta, como se muestra en la figura 2.

Retraso

     Como se muestra en la figura 3, se utilizan las mismas interfaces de salida para determinar el valor de retraso.

     EIGRP usa la suma de todos los retrasos hasta el destino. La interfaz serial 0/0/1 en R2 tiene un retardo de 20 000 microsegundos. La interfaz Gigabit 0/0 en el R3 tiene un retraso de 10 microsegundos. La suma de estos retrasos se divide por 10. En el ejemplo, (20 000+10)/10, da como resultado un valor de 2001 para la porción de retraso de la métrica compuesta.

Cálculo de la métrica

     Utilice los valores calculados para el ancho de banda y el retraso en la fórmula de la métrica. El resultado es una métrica de 3 012 096, como se muestra en la figura 4. Este valor coincide con el valor que se muestra en la tabla de routing para el R2.

Conceptos acerca de DUAL

     EIGRP utiliza el algoritmo de actualización por difusión (DUAL) para proporcionar la mejor ruta sin bucles y las mejores rutas de respaldo sin bucles.

En el contexto de DUAL se utilizan varios términos, que se analizan más detalladamente en esta sección:

• Sucesor

• Distancia factible (FD)

• Sucesor factible (FS)

• Distancia publicada (AD, Advertised Distance) o Distancia notificada (RD, Reported Distance):

• Condición factible o condición de factibilidad (FC)

Estos términos y conceptos son esenciales en el mecanismo de prevención de bucles de DUAL.

Introducción a DUAL

     EIGRP utiliza el algoritmo de convergencia DUAL. La convergencia es fundamental para las redes para evitar bucles de routing.

     Los bucles de routing, incluso los temporarios, pueden ser perjudiciales para el rendimiento de la red. Los protocolos de routing por vector de distancias, como RIP, evitan los bucles de routing con temporizadores de espera y horizonte dividido. A pesar de que EIGRP utiliza ambas técnicas, las usa de manera un tanto diferentes; la forma principal en la que EIGRP evita los bucles de routing es con el algoritmo DUAL.

     El algoritmo DUAL se utiliza para asegurar que no haya bucles en cada instancia a través del cómputo de una ruta. Esto permite que todos los routers involucrados en un cambio de topología se sincronicen al mismo tiempo. Los routers que no se ven afectados por los cambios en la topología no se encuentran involucrados en el recálculo. Este método proporciona a EIGRP mayor tiempo de convergencia que a otros protocolos de routing por vector de distancias.

    La máquina de estados finitos (FSM) DUAL realiza el proceso de decisión para todos los cómputos de ruta. Una FSM es un modelo de flujo de trabajo, similar a un diagrama de flujo, que está compuesto por lo siguiente:

• Un número finito de etapas (estados)

• Transiciones entre estas etapas

• Operaciones

La FSM DUAL rastrea todas las rutas, y utiliza las métricas de EIGRP para seleccionar rutas eficaces sin bucles e identificar las rutas con el menor costo para introducirlas en la tabla de routing.

El recálculo del algoritmo DUAL puede ser muy exigente para el procesador. EIGRP mantiene una lista de rutas de respaldo que DUAL ya determinó que no tienen bucles para evitar los recálculos siempre que sea posible. Si la ruta principal en la tabla de routing falla, el mejor camino de respaldo se agrega de inmediato a la tabla de routing.

Sucesor y distancia factible

     Un sucesor es un router vecino que se utiliza para el envío de paquetes y es la ruta de menor costo hacia la red de destino. La dirección IP de un sucesor se muestra en una entrada de la tabla de routing a continuación de la palabra “via”.

     FD es la métrica más baja calculada para llegar a la red de destino. FD es la métrica indicada en la tabla de routing como el segundo número dentro de paréntesis. Al igual que en otros protocolos de routing, esto también se conoce como la “métrica para la ruta”.

Sucesores factibles, condición de factibilidad y distancia notificada

     DUAL puede converger rápidamente después de un cambio en la topología, debido a que puede usar rutas de respaldo a otras redes sin recalcular DUAL. Estas rutas de respaldo se conocen como “sucesores factibles” (FS). Un FS es un vecino que tiene una ruta de respaldo sin bucles a la misma red que el sucesor y satisface la condición de factibilidad (FC).

     La FC se cumple cuando la distancia notificada (RD) desde un vecino hasta una red es menor que la distancia factible desde el router local hasta la misma red de destino. Si la distancia notificada es menor, representa una ruta sin bucles. La distancia notificada es simplemente una distancia factible desde el vecino EIGRP hasta la misma red de destino. La distancia notificada es la métrica que un router informa a un vecino acerca de su propio costo hacia esa red.

Tabla de topología: comando show ip eigrp topology

     La tabla de topología de EIGRP contiene todas las rutas conocidas a cada vecino EIGRP. A medida que un router EIGRP detecta rutas de sus vecinos, dichas rutas se instalan en su tabla de topología de EIGRP.

     Como se muestra en la figura 2, utilice el comando show ip eigrp topology para ver la tabla de topología. La tabla de topología incluye todos los sucesores y FS a las redes de destino calculados por DUAL. Solo el sucesor se instala en la tabla de routing IP.

Tabla de topología: comando show ip eigrp topology (cont.)

Como se muestra en la figura 1, la primera línea en la tabla de topología muestra lo siguiente:

• P: ruta en estado pasivo. Cuando DUAL no realiza sus cómputos por difusión para determinar la ruta para una red, la ruta se encuentra en modo estable, conocido como “estado pasivo”. Si DUAL vuelve a calcular o busca una nueva ruta, la ruta tendrá el estado activo y mostrará una A. Todas las rutas que figuran en la tabla de topología deben estar en el estado pasivo para un dominio de routing estable.

• 192.168.1.0/24: red de destino, que también se encuentra en la tabla de routing.

• 1 successors: muestra el número de sucesores para esta red. Si hay varias rutas del mismo costo a esta red, hay varios sucesores.

• FD is 3012096: FD es la métrica de EIGRP para llegar a la red de destino. Esta es la métrica que se muestra en la tabla de routing IP.

Como se muestra en la figura 2, la primera subentrada en la salida muestra el sucesor:

• via 192.168.10.10: dirección del siguiente salto del sucesor, el R3. Esta dirección se muestra en la tabla de routing.

• 3012096: FD a 192.168.1.0/24. Es la métrica que se muestra en la tabla de routing IP.

• 2816: RD del sucesor; es el costo del R3 para llegar a esta red.

• Serial 0/0/1: interfaz de salida usada para llegar a esta red, que también se muestra en la tabla de routing.

Como se ve en la figura 3, en la segunda subentrada se muestra el FS, el R1 (si no hay una segunda entrada, entonces no hay FS):

• via 172.16.3.1: dirección del siguiente salto del FS, el R1.

• 41024256: la nueva FD del R2 a 192.168.1.0/24, en caso de que el R1 se convierta en el nuevo sucesor y sea la nueva métrica mostrada en la tabla de routing IP.

• 2170112: RD del FS, o la métrica del R1 para llegar a esta red. Para cumplir la FC, la RD debe ser inferior a la FD actual de 3 012 096.

• Serial 0/0/0: la interfaz de salida que se usa para llegar al FS, si este router se convierte en el sucesor.

     

     

Tabla de topología: ausencia de sucesor factible

Para ver la manera en que DUAL usa los sucesores y los FS, examine la tabla de routing del R1 partiendo de la suposición de que la red es convergente, como se muestra en la figura 1.

En la figura 2, se muestra una salida parcial del comando show ip route en el R1. La ruta a 192.168.1.0/24 muestra que el sucesor es el R3 a través de 192.168.10.6, con una FD de 2 170 112.

En la tabla de routing IP solo incluye la mejor ruta, es decir, el sucesor. Para ver si hay algún FS, debemos analizar la tabla de topología de EIGRP. En la tabla de topología en la figura 3 solo se muestra el sucesor 192.168.10.6, que es el R3. No hay ningún FS. Al observar la topología física real o el diagrama de red, es obvio que hay una ruta de respaldo para 192.168.1.0/24 a través de R2. El R2 no es un FS, debido a que no cumple la FC. No obstante, al observar la topología, es obvio que el R2 es una ruta de respaldo, dado que EIGRP no tiene un mapa de la topología de la red. EIGRP es un protocolo de routing por vector de distancias y sólo conoce la información de la red remota a través de sus vecinos.

DUAL no almacena la ruta a través del R2 en la tabla de topología. Todos los enlaces se pueden mostrar mediante el comando show ip eigrp topology all-links. Este comando muestra los enlaces, independientemente de que cumplan la FC o no.

Como se muestra en la figura 4, el comando show ip eigrp topology all-links muestra todas las rutas posibles a una red, incluidos los sucesores, los FS y hasta las rutas que no son FS. La FD del R1 a 192.168.1.0/24 es 2 170 112, a través del sucesor R3. Para que el R2 se considere un FS, debe cumplir la FC. La RD del R2 al R1 para llegar a 192.168.1.0/24 debe ser inferior a la FD actual del R1. Según la figura, la RD del R2 es 3 012 096, lo cual es más alto que la FD actual del R1, de 2 170 112.

Aunque el R2 parece una ruta de respaldo posible para 192.168.1.0/24, el R1 no sabe que la ruta no es un loop back potencial a través de sí mismo. EIGRP es un protocolo de routing por vector de distancias, sin la capacidad de ver un mapa de topología sin bucles completo de la red. El método de DUAL para garantizar que un vecino tiene una ruta sin bucles es que la métrica del vecino cumpla con la FC. Al asegurarse de que la RD del vecino es inferior a su propia FD, el router puede suponer que ese router vecino no es parte de su propia ruta anunciada y, por lo tanto, evitar siempre un bucle potencial.

El R2 se puede usar como sucesor si el R3 falla, sin embargo, hay un retraso mayor antes de agregarlo a la tabla de routing. Antes de que el R2 se pueda usar como sucesor, DUAL debe llevar a cabo más procesos.

Máquina de estados finitos (FSM) DUAL

El núcleo de EIGRP son DUAL y su motor de cálculos de ruta EIGRP. El nombre real de esta tecnología es Máquina de Estados Finito (FSM) DUAL. Esta FSM contiene toda la lógica que se utiliza para calcular y comparar rutas en una red EIGRP. La figura muestra una versión simplificada de FSM DUAL.

Una FSM es una máquina abstracta, no un dispositivo mecánico con partes móviles. FSM define un conjunto de estados posibles por los que se puede pasar, qué eventos causan estos estados y qué eventos son el resultado de estos estados. Los diseñadores usan las FSM para describir la manera en que un dispositivo, un programa informático o un algoritmo de routing reaccionan ante un conjunto de eventos de entrada.

Las FSM exceden el ámbito de este curso. Sin embargo, el concepto se utiliza para examinar algunas de las salidas de las FSM de EIGRP mediante el uso del comando debug eigrp fsm. Utilice este comando para analizar qué hace DUAL cuando se elimina una ruta de la tabla de routing.

DUAL: sucesor factible

Actualmente, el R2 usa al R3 como el sucesor a 192.168.1.0/24. Además, el R2 actualmente incluye al R1 como un FS, como se muestra en la figura 1.

La salida de show ip eigrp topology para el R2 en la figura 2 verifica que el R3 es el sucesor y el R1 es el FS para la red 192.168.1.0/24. Para comprender la manera en que DUAL puede usar un FS cuando la ruta que usa el sucesor no está disponible, se simula una falla de enlace entre el R2 y el R3.

Antes de simular la falla, debe habilitarse la depuración de DUAL mediante el comando debug eigrp fsm en el R2, como se muestra en la figura 3. La falla de enlace se simula mediante el comando shutdown en la interfaz Serial 0/0/1 del R2.

La salida de debug muestra la actividad que genera DUAL cuando un enlace queda fuera de servicio. El R2 debe informar a todos los vecinos EIGRP del enlace perdido y también actualizar sus propias tablas de routing y de topología. En este ejemplo, solo se muestran determinadas salidas de debug. Observe en particular que la FSM DUAL busca y encuentra un FS para la ruta en la tabla de topología de EIGRP.

El FS R1 ahora se convierte en el sucesor y se instala en la tabla de routing como la nueva mejor ruta a 192.168.1.0/24, como se muestra en la figura 4. Con un FS, este cambio en la tabla de routing sucede casi de inmediato.

Como se muestra en la figura 5, la tabla de topología para el R2 ahora muestra al R1 como el sucesor, y no hay nuevos FS. Si el enlace entre el R2 y el R3 se activa nuevamente, el R3 vuelve a ser el sucesor y el R1 se convierte una vez más en el FS.

DUAL: ausencia de sucesor factible

A veces, la ruta al sucesor falla y no hay FS. En este caso, DUAL no tiene una ruta de respaldo a la red sin bucles garantizada, de manera que la ruta no está en la tabla de topología como un FS. Si no hay FS en la tabla de topología, DUAL pone la red en estado activo. DUAL consulta activamente a sus vecinos en busca de un nuevo sucesor.

El R1 usa actualmente al R3 como el sucesor a 192.168.1.0/24, como se muestra en la figura 1. Sin embargo, el R1 no tiene al R2 incluido como un FS, porque el R2 no cumple la FC. Para comprender la manera en que DUAL busca un nuevo sucesor cuando no hay un FS, se simula una falla de enlace entre el R1 y el R3.

Antes de simular la falla de enlace, se habilita la depuración de DUAL con el comando debug eigrp fsm en el R1, como se muestra en la figura 2. La falla de enlace se simula mediante el comando shutdown en la interfaz Serial 0/0/1 del R1.

Cuando el sucesor deja de estar disponible y no hay un sucesor factible, DUAL pone la ruta en estado activo. DUAL envía consultas EIGRP en las que les pregunta a otros routers por una ruta a la red. Los otros routers devuelven respuestas EIGRP, que le permiten al emisor de la consulta EIGRP saber si tienen o no tienen una ruta a la red solicitada. Si ninguna de estas respuestas EIGRP incluye una ruta a esa red, el emisor de la consulta no tiene una ruta a esa red.

La salida seleccionada de debug en la figura 2 muestra a la red 192.168.1.0/24 puesta en estado activo y las consultas de EIGRP enviadas a otros vecinos. R2 responde con una ruta hacia esta red, la cual se convierte en el nuevo sucesor y se instala en la tabla de routing.

Si el emisor de las consultas EIGRP recibe respuestas EIGRP que incluyen una ruta hacia la red solicitada, la ruta preferida se agrega como nuevo sucesor y también a la tabla de routing. Este proceso lleva más tiempo que si DUAL tuviese un FS en su tabla de topología y pudiese agregar la nueva ruta a la tabla de routing rápidamente. Observe que en la figura 3 el R1 tiene una nueva ruta a la red 192.168.1.0/24. El nuevo sucesor EIGRP es el router R2.

En la figura 4, se muestra que la tabla de topología para el R1 ahora tiene al R2 como el sucesor, sin nuevos FS. Si el enlace entre el R1 y el R3 se activa nuevamente, el R3 vuelve a ser el sucesor. No obstante, el R2 aún no es el FS, porque no cumple la FC.