DUAL koncept

DUAL (Diffusing Update Algorithm) är den algoritm som används av EIGRP för att bestämma de bästa loop-fria route, och loop-fria backup-route. I det här avsnittet diskuteras hur DUAL bestämmer dessa två typer av route.

Begrepp

  • Successor (Efterträdare)
  • Feasible Distance – FD (möjlig avstånd)
  • Feasible Successor – FS (möjlig efterträdare)
  • Reported Distance – RD (rapporterad distans, ibland Advertised Distance)
  • Feasible Condition – FC (möjig status)

För att förstå hur DUAL fungerar när den räknar ut lopp-fria route till olika destinationer undersöker vi ovan nämnda begrepp.

Advertised Distance och Feasible Distance

Nätverket nedan visar tre routrar: R1, R2 och R3. Vi kommer att bestämma bästa route till destinationsnätverket som finns ansluten till routern R3.

Bild 1: Advertised and Feasible distances

EIGRP använder flera parametrar i sin sammansatta metric: bandwidth, delay, reliability, och load. Dessa fyra parametrars värde blandas i en beräkningsprocess som resulterar i ett visst värde, ett värde som tilldelas till varje länk. Minsta värde indikerar bästa vägen. Låt oss ge ett nominellt visst värde till länkarna i nätverket ovan.

Bild 2: Metric för länkarna R1-R2 och R2-R3

Routern R3 rapporterar dess metric till router R2. Routern R2 uppdaterar sin topologi-tabell med följande värde:

  • Advertised Distance = 5
  • Feasible Distance = 10 + 5 = 15. Feasible Distance kan tolkas som möjlig avstånd från R2 till destinationsnätverk anslutet till R3.
Bild 3: Den totala distansen – Feasible Distance

Routern R2 rapporterar nu sitt metric till router R1 som är 15 (egentligen Feasible Distance). Routern R1 uppdaterar sin topologi-tabellen med följande värde:

  • Advertised Distance = 15
  • Feasible Distance = 5 + 15 = 20. Möjlig avstånd från R1 till destinationsnätverk anslutet till R3.

Nu kan vi definiera begreppen så här:

  • Advertised Distance eller rapporterad distans är närmaste avståndet till destinationsnätverket.
  • Feasible Distance är den totala avståndet till destinationsnätverket.

Feasible Successor

I nätverket nedan finns routrar som kör EIGRP routing-protokoll. Från routern R1 undrar man vägen till destinationsnätverket och minst en alternativ väg/route till samma destination. Att ha en alternativ route uppfattas som en backup eller på engelska “Feasible Succesor”.

Bild 4: Feasible Successor, möjligen efterträdare

Vi fyller i informationen som kan läsas av direkt från bilden ovan i en tabell. Vi ser tabellen som innehåller route till destinationsnätverket från routern R1.

Update Advertised Distance Router Feasible Distance Successor Feasible Successor
R3 till R2 5 R2 5 + 10 = 15
R3 till R4 5 R4 5 + 5 = 10
R3 till R5 5 R5 5 + 9 = 14
R2 till R1 15 R1 15 + 5 = 20
R4 till R1 10 R1 10+ 5 = 15 R4
R5 till R1 14 R1 14 + 100 =114

Den minsta värde på Feasible distance en router har kvalificerar routern som “Successor“. Router R4 är successor eftersom  den har den minsta Feasible distance = 15 av alla andra (20 och 114) som är i direkt kontakt med router R1.

Men ifall R4 slutar fungera vem är den möjligen efterträdaren eller Feasible Successor, R2 eller R5?

Feasibility Condition

Den router som ska väljas som möjligen efterträdaren, antingen R2 eller R5, måste ha en rapporterad distans mindre än successors Feasible distans. Detta kallas Feasibility Condition:

Advertised distance of feasible successor < Feasible distance of successor

Det låter helt konstigt, lugn det är engelskan som ställer till. På svenska betyder helt enkelt att välja den router som är närmare till destinationsnätverket.

Advertised Distance Feasible Distance Successor Feasible Successor
R2 15 20
R4 10 15 x
R5 14 114 x
  • R2 AD=15 är lika som R4:s Feasible Distans 15
  • R5 AD=14 är mindre än R4:s Feasible Distans 15, därmed den möjlig efterträdaren är routern R5!

Successor i routing-tabellen

En successor är en närliggande router som har den billigaste route till destinationsnätverket. Successors IP-adress visas i routing-tabellen direkt efter ordet via.

Feasible Distance i routing-tabellen

Den möjliga totala avståndet (Feasible Distance – FD) är den lägsta beräknade metric för att nå destinationsnätverket. FD är det värde som anges i vägens metric.

Bild 5: EIGRP topologi

Genom att granska routing-tabellen för R2 kan vi se att EIGRPs bästa route för 192.168.1.0/24 nätverket är via router R3 och att det möjliga avståndet är 3014400

D 192.168.1.0/24 [90/3014400] via 192.168.10.10, 00:00:31, Serial 0 /0/1

Det innebär för router R2 att routern R3 är Successor och värdet i metric är den Feasible Distance.

Feasible Successor – FS

En av anledningarna till att DUAL kan konvergera snabbt efter en förändring i topologin är att den kan använda backup route. En sådan route finns hos en Feasible Successor eller möjlig efterträdare. När den utvald successor inte längre fungerar startar Dual en sökning efter en ersättare eller en Feasible Successor (FS).

Till exempel för router R2 är just nu den bästa route till destinationsnätverket 192.168.1.0/24 via routern R3. Men vad händer om routern R1 skickar en uppdatering till R2 i vilken inkluderas en route till nätverket 192.168.1.0/24 som rapporterar en distans på 2172416? Denna rapporterade distansen är mindre än 3014400 via R3. Kan R1 betraktas som en Feasible Successor för route till destinationsnätverk 192.168.1.0/24?

Bild 6: Rapporterad distans och möjlig distans

Först måste R1 uppfylla villkoret Feasibility Condition.

Feasibility Condition (FC)

FC villkoret kräver att den rapporterade avståndet (RD) till ett destinationsnätverk är mindre än den lokala routerns möjliga avstånd (Feasible Distance, FD). Med andra ord att RD < FD och det är uppenbart att den rapporterade distansen RD via R1 är mindre och då är R1 den möjligen efterträdare eller Feasible successor. Men den är faktisk inte det, varför det?

Förutom routing-tabeller lagrar en EIGRP-router routing-information i en topologi-tabell eller topologi-databas. I topologi-tabellen registreras möjliga efterträdare (FS) och dess backup route (FD).

Topologi-tabellen

För att ta fram topologi-tabellen exekveras följande kommando:

R2# show ip eigrp topology

P   192.168.1.0/24, 1 successors, FD is 3014400

via 192.168.10.10 (3014400/28160), Serial 0/0/1
via 172.16.3.1 (41026560/2172416), Serial 0/0/0

Bild 7: R2# show ip eigrp topology

Kommandot visar först information relaterad till Successor:

  • P – Indikerar att denna route är i passivt tillstånd. En route är i passivt läge när DUAL inte utför beräkningar för att bestämma en route för ett visst nätverk, men om DUAL beräknar en ny route kommer denna route att aktiveras. Alla route i topologi-tabellen ska vara i passivt tillstånd för en konvergerat nätverk.
  • 192.168.1.0/24 – Detta är destinationsnätverket som också finns i routing-tabellen.
  • 1 successors – Detta visar antalet efterträdare för detta nätverk. Om det finns flera lika distanser till det här nätverket kommer det att finnas flera efterföljare.
  • FD is 3014400 – Detta är det möjliga avståndet (metric) för att nå destinationsnätet.
  • via 192.168.10.10 – Detta är nästa-hop-adressen till successor, R3. Den här adressen visas i routing-tabellen.
  • 3014400 – Detta är det möjliga avståndet (FD) till 192.168.1.0/24. värdet visas som metric i routing-tabellen.
  • 28160 – Detta är den rapporterade distansen (RD) av successor och det är vad R3 kräver för att nå 192.168.1.0/24 nätverk.
  • Serial 0/0/1 – Det här exit interface som används för att nå 192.168.1.0/24 nätverk, vilket också visas i routing-tabellen.

Kommandot visar också information relaterad till Feasible Successor, om det finns åtminstone en:

  • via 172.16.3.1 – Detta är nästa hop-adress för den möjliga efterträdaren (FS), R1.
  • 41026560 – Detta skulle vara R2: s nya möjliga avstånd (FD) till 192.168.1.0/24 om R1 blev den nya Successor.
  • 2172416 – Det här är det rapporterade distansen (RD) för den möjliga efterträdaren (FS) eller R1: s metric-värde för att nå 192.168.1.0/24 nätverk. Detta värde, RD, måste vara mindre än den nuvarande FD på 3014400 för att uppfylla Feasibility Condition.
  • Serial 0/0/0 – Det här utgående gränssnittet används för att nå den blivande Feasible Successor.

För att visa detaljerad information om värde för metric för en viss post i topologi-tabellen exekveras följande kommando:

R2 # show ip eigrp topology 192.168.1.0

IP-EIGRP topology entry for 192.168.1.0/24
State is Passive, query origin flag is 1, 1 Successor(s), FD is 3014400
Routing Descriptor Blocks:
192.168.10.10 (Serial0/0/1), from 192.168.10.10, Send flag is 0x0

Composite metric is (3014400/28160), Route is Internal
Vector metric:

Minimum bandwidth is 1024 kbit
Total delay is 20100 microseconds
Reliability is 255/255
Load is 1/255
Minimum MTU is 1500
Hop count is 1

172.16.3.1 (Serial 0/0/0), from 172.16.3.1, Send flag is 0x0

Composit metric is (41026560/2172416), Route is Internal
Vector metric:

Minimum bandwidth is 64 kbit
Total delay is 40100 microseconds
Reliability is 255/255
Load is 1/255
Minimum MTU is 1500
Hop count is 2

Kom ihåg att EIGRP är ett distansvektor routing-protokoll. Det här kommandot visar den fullständiga listan över distansvektor metric-värden som är tillgängliga för EIGRP, trots att EIGRP som standard bara använder bandwidth och delay. Kommandot visar också annan information som ingår i routing-uppdateringar, men inte inkluderat i det sammansatta metric: Minimum MTU och Hop count.

Topologi-tabellen

För att fortsätta vår utforskning av DUAL och dess användning av Successor och Feasible Successor, låt oss titta på routing-tabellen för R1.

R1# show ip route

D 192.168.1.0/24  [90/2172416] via 192.168.10.6, 00:44:55, Serial 0 /0/1

Kommandot visar bland andra route, en route till nätverk 192.168.1.0/24. Efterträdaren (Successor) är R3 via 192.168.10.6 med en möjlig distans på 2172416.

Låt oss nu undersöka topologi-tabellen för att se om det finns några möjliga efterträdare för denna route.

R1# show ip eigrp topology

 192.168.1.0/24, 1 successors, FD is 2172416

  via 192.168.10.6 (2172416/28160), Serial 0/0/1

Topologi-tabellen visar bara 1 successor, 192.168.10.6. Det finns inga möjliga efterträdare (FS). Men genom att titta på den fysiska topologin eller nätdiagrammet är det uppenbart att det finns en backup-route till 192.168.1.0/24 genom R2. Varför är inte R2 listad som en möjlig efterträdare (FS)?

R2 är inte en möjlig efterträdare (FS) eftersom den inte uppfyller Feasibility condition.

Även om topologin visar att R2 är en backup-route, har EIGRP inte en karta över själva nätverkstopologin, utan en karta över distanser definierade med algoritmen DUAL. EIGRP är ett distansvektor routing-protokoll som får information om avlägsna nätverk via uppdateringar från närliggande EIGRP-routrar. I dessa uppdateringar inkluderas bland annat metric-värden.

För att få fram mer information relaterad till Successor och Feasible Successor exekvera kommandot:

R2# show ip eigrp topologi all-links

EIGRP metric uträkning

RIP använder antal hopp och EIGRP har fyra parametrar som tilldelas ett visst värde och som ingår i beräkningar som resulterar i ett visst värde. Parametrarnas värde tillämpas i processer där man väljer primära route och dess backup route.

  • Bandwidth
  • Delay
  • Reliability
  • Load

Bandbredden och fördröjning (delay) är statiska värde till exempel en FastEthernet länk med överföringshastighet på 100 Mbps har en fördröjning på 100 mikrosekunder. Ethernet länk har som överföringshastighet 10 Mbps och en fördröjning på 1000 mikrosekunder. Sådana värde ändras inte.

Load eller belastning indikerar hur upptagen en länk är och Reliability,  tillförlitlighet, indikerar minsta antal fel i en länk. Som du förstår, dessa värde är dynamiska och därmed varierar de.

Som standard använder EIGRP endast bandbredd och fördröjning. Belastning och tillförlitlighet aktiveras av.