پروتکل EIGRP: از مزایای سازمانی تا پیاده‌سازی عملی و حل مسائل رایج در روترهای سیسکو

پروتکل EIGRP روتر سیسکو یکی از پروتکل‌های مسیریابی پیشرفته، طراحی شده توسط شرکت سیسکو می‌باشد که به عنوان یک پروتکل پویا در شبکه‌ها استفاده می‌شود. این پروتکل برای مسیریابی IPv4 و IPv6 بهینه شده است. از مزایای اصلی آن استفاده بهینه از پهنای باند، سرعت بالای Convergence و پشتیبانی از VLSM و CIDR می‌باشد. این پروتکل با استفاده از الگوریتم DUAL می‌تواند بهترین مسیر را انتخاب کند و شبکه بدون ایجاد حلقه به کار خود ادامه دهد.

⏲ زمان تخمینی مطالعه: 10 دقیقه

پروتکل EIGRP چیست؟ مروری بر تاریخچه، ویژگی‌ها و جایگاه در شبکه‌های سازمانی

پروتکل EIGRP سیسکو توسط شرکت سیسکو در سال ۱۳۹۳ معرفی شد. این پروتکل نسخه بهبود یافته پروتکل IGRP است که در دهه ۸۰ ارائه شده بود و محدودیت‌های RIP را نداشت. پروتکل EIGRP تا سال ۲۰۱۳ مختص به سیسکو بود و تنها بر روی تجهیزات سیسکو کار می‌کرد. از سال ۲۰۱۳ به بعد این پروتکل به عنوان یک پروتکل استاندارد معرفی شد و بر روی دیگر تجهیزات نیز قابل استفاده شد. به این صورت این پروتکل در شبکه‌های سازمانی جایگاه ویژه‌ای پیدا کرد. از ویژگی‌های این پروتکل می‌توان به تبادل سریع اطلاعات بین روترها، پشتیبانی از VLSM، ارسال تغییرات جدول مسیریابی به جای کل جدول، پشتیبانی از تایید هویت، استفاده از پروتکل شماره 88 اشاره کرد.

تعریف و نحوه عملکرد پروتکل EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

پروتکل EIGRP نوعی پروتکل مسیریابی می‌باشد که به روتر سیسکو امکان می‌دهد تا اطلاعات کامل‌تری از روترهای دیگر را نسبت به پروتکل‌های قدیمی‌تر به‌دست آورند. این پیشرفت بزرگی نسبت به پروتکلی مانند IGRP می‌باشد، زیرا ویژگی‌های جدیدتری را در اختیار ما قرار می‌دهد. این پروتکل اطلاعات مسیریابی در مورد دیگر مسیریاب‌ها را در شبکه ذخیره می‌کند و کمک می‌کند که داده‌ها به‌طور خودکار در توپولوژی شبکه جابه‌جا شوند. از ویژگی‌های EIGRP این است که از ترکیب پروتکل‌های مسیریابی بردار فاصله و حالت پیوند استفاده می‌کند. به همین دلیل یک پروتکل پیشرفته بردار فاصله یا پروتکل ترکیبی می‌باشد.

بیشتر بخوانید: پروتکل IP SLA در سوئیچ‌های سیسکو

مزایای کلیدی EIGRP نسبت به پروتکل‌های Routing دیگر (مانند RIP و OSPF)

پروتکل EIGRP روتر سیسکو  نسبت به دیگر پروتکل‌ها مانند OSPF و RIP مزیت‌هایی دارد که آن را برای استفاده در شبکه‌های بزرگ سازمانی مفید می‌سازد:

• پروتکل OSPF نوعی پروتکل لینکی است که برای شبکه‌های بزرگ استفاده می‌شود اما EIGRP سرعت همگرایی بالاتری دارد.
• پروتکل BGP برای مسیریابی بین سیستم‌های خودمختار کاربرد دارد اما EIGRP مناسب مسیریابی داخلی می‌باشد.

از دیگر مزایای این پروتکل نسبت به RIP و OSPF می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• افزایش سرعت دسترسی از طریق همگرایی و جلوگیری از اختلالات در صورت قطع اتصال
• بهبود کیفیت صدا و ویدیو از طریق جلوگیری از لوپ مسیریابی و پشتیبانی از همگرایی
• ساده کردن عملیات و کاهش هزینه‌ها زیرا مدیران برای برطرف کردن تغییرات نیازی به آپدیت برنامه مسیریابی دستی ندارند.
• کاهش استفاده از منابع شبکه زیرا وقتی شبکه پایدار‌تر است تنها بسته‌های Hello ارسال می‌شوند.
• کاهش بار پروتکل با ارسال تغییرات جدول مسیریابی به جای کل جدول.
• پشتیبانی از تقسیم بار نابرابر
• قابل استفاده در شبکه‌های IPv4 و IPv6
• ارسال تغییرات توپولوژی با سرعت بالاتر و در نتیجه رسیدن به همگرایی بسیار سریع در شبکه
• استفاده از مکانیزم‌های رمزنگاری و برقراری امنیت

مفاهیم پایه: همسایگی (Adjacency) و جدول توپولوژی (Topology Table) در EIGRP

در فرایند EIGRP سه جدول زیر ایجاد می‌شود:

جدول همسایگی: جدول همسایگی اطلاعات مربوط به روترها و اینترفیس‌های همسایه‌ها را در خود جمع آوری می‌کند.

جدول توپولوژی: در این جدول تمامی مسیرهای شبکه که تحت پوشش روترهای EIGRP هستند، ثبت می‌شود.

جدول مسیریابی: در جدول مسیریابی نیز مسیرهایی که در حال ارسال بسته به شبکه فعال می‌باشند، ذخیره می‌شود.

معماری و عناصر اصلی پروتکل مسیریابی EIGRP

الگوریتم DUAL: نحوه محاسبه بهترین مسیر و مسیرهای جایگزین (Feasible Successor)

پروتکل مسیریابی EIGRP با استفاده از الگوریتم DUAL می‌تواند بهترین مسیر که کمترین metric را دارد، انتخاب کند و آن را به عنوان مسیر اصلی و دیگر مسیرها که بعد از مسیر اصلی کمترین Metric را دارند، به عنوان مسیرهای جایگزین استفاده کند. این پروتکل برای محاسبه metric روش‌های ترکیبی را به کار می‌برد. در EIGRP ۵ پارامتر برای محاسبه متریک وجود دارد که به‌طور پیش فرض از دو پارامتر آن‌ها به نام Bandwidth و Delay استفاده می‌شود.

پیام‌های EIGRP: Hello، Update، Query و Reply (نقش هر پیام در عملکرد پروتکل)

انواع بسته‌های EIGRP شامل موارد زیر می‌باشند:

Hello: این پیام برای برقراری همسایگی و اطلاع از وضعیت روتر همسایه است. اگر پیام Hello به یک روتر فرستاده شود و آن روتر پاسخ ندهد فرض می‌شود که شبکه قطع است.

پیام Update: با کمک بسته‌های Update اطلاعات مسیر به همسایگان ارسال می‌شود. وقتی یک روتر جدید در شبکه وصل می‌شود، این بسته‌ها برای ایجاد جدول توپولوژی به همسایه ارسال می‌شوند.

بسته Query: این بسته‌ها برای درخواست اطلاعات مسیر کاربرد دارند.

پیام Reply: این پیام‌ها در پاسخ به پیام Query ارسال می‌شوند. وقتی مقصد به حالت اکتیو می‌رود این بسته ارسال می‌شود.

نام بسته (Packet)	وظیفه اصلی	نوع ارسال	ضرورت در عیب‌یابی
Hello	کشف همسایه و حفظ ارتباط (Adjacency)	Multicast (۲۲۴.۰.۰.۱۰)	نشان‌دهنده مشکلات K-Value یا ACL در رابط.
Update	ارسال اطلاعات مسیریابی جدید یا تغییریافته	Multicast یا Unicast	ردیابی انتشار مسیرهای جدید در شبکه.
Query	جستجوی یک مسیر جایگزین جدید (ورود مسیر به حالت Active)	Multicast	نشان‌دهنده شروع فرآیند SIA (Stuck in Active).
Reply	پاسخ به Query (خروج مسیر از حالت Active)	Unicast	تأیید دریافت Query و ارائه مسیر جایگزین یا عدم وجود آن.
ACK	تأیید دریافت بسته‌های Update، Query و Reply	Unicast	تضمین تحویل مطمئن (Reliable Delivery).

مفهوم Autonomous System (AS) و چگونگی تخصیص آن

منظور Autonomous System مجموعه‌ای از شبکه‌ها و سیستم‌های خودمختار هستند که در یک حوزه مدیریتی واحد کار می‌کنند. این مجموعه می‌توانند در یک سرویس دهنده اینترنتی یا ISP باشند و یا در یک شبکه WAN بزرگ سازمانی. به هر AS یک شماره رسمی اختصاص داده می‌شود که به آن شماره سیستم خودمختار شبکه یا ASN گفته می‌شود. این عدد به AS Number های Octet 2 نیز مشهور است که با استفاده از ۱۶ بیت باینری می‌توان شبکه‌هایی به وسعت ۲ به توان ۱۶ یا ۶۵۵۳۶ شبکه شماره‌گذاری کرد. در واقع عدد مورد استفاده می‌تواند از ۱ تا ۶۵۵۳۵ باشد.

پیاده‌سازی عملی EIGRP در روترهای سیسکو (Configuring EIGRP)

مراحل راه‌اندازی پایه EIGRP (استفاده از دستور router eigrp)

هر شبکه EIGRP باید یک شماره AS داشته باشد که منحصر به آن شبکه باشد. برای تعریف این شماره AS از دستور زیر استفاده می‌شود:

router eigrp as-number

به‌جای as-number از شماره مورد نظر استفاده شود.

پیکربندی EIGRP برای شبکه‌های مختلف (Network Command)

برای تبلیغ یک شبکه توسط روتر EIGRP، باید این شبکه به جدول روتینگ اضافه شود. برای اضافه کردن این شبکه به جدول روتینگ باید از دستور زیر استفاده شود:

network network-number

تنظیمات پیشرفته: خلاصه مسیر (Route Summarization)

خلاصه سازی مسیرها یا Route Summarization یکی از ویژگی‌های بسیار مهم پروتکل EIGRP است که به کاهش مسیرهای یاد گرفته شده در جدول مسیریابی می‌پردازد. این ویژگی در شبکه‌های بسیار بزرگ مفید است، زیرا به کاهش مصرف حافظه و پهنای باند منجر می‌شود. برای مثال اگر بخواهیم در روترهای مرزی در سه زیر شبکه 192.168.1.0/24 و 192.168.2.0/24 و 192.168.3.0/24 را در یک آدرس واحد خلاصه‌سازی کنیم، باید از دستور زیر استفاده کنیم:

Router (config-Router)# network 192.168.0.0.0.0.3.255

بیشتر بخوانید: ۱۰ کامند حیاتی و کاربردی برای عیب‌یابی سریع در تجهیزات شبکه

مقایسه EIGRP با OSPF: انتخاب پروتکل مناسب برای شبکه‌ شما

پروتکل OSPF یکی از پروتکل‌های محبوب مسیریابی در شبکه می‌باشد که برای شبکه‌های بزرگ کاربرد دارد. در اینجا به مقایسه پروتکل EIGRP روتر سیسکو با پروتکل OSPF می‌پردازیم.

• پروتکل EIGRP از الگوریتم DUAL استفاده می‌کند اما پروتکل OSPF از الگوریتم SPF.
• پروتکل EIGRP به صورت پیش فرض از Classless Routing استفاده می‌کند اما پروتکل OSPF از Classless.
• پروتکل OSPF برای شبکه‌های بزرگ کارایی بهتری دارد، زیرا تقسیم‌بندی آن به صورت ناحیه‌ای است و باعث می‌شود مصرف حافظه و پردازنده کاهش پیدا کند. اما EIGRP برای شبکه‌های متوسط تا بزرگ بهتر عمل می‌کند.

ویژگی	پروتکل EIGRP	پروتکل OSPF
نوع الگوریتم	پیشرفته بردار فاصله (Advanced Distance Vector) با DUAL	حالت پیوند (Link-State) با SPF (Dijkstra)
سرعت همگرایی	بسیار سریع (Fastest)؛ تقریباً لحظه‌ای با استفاده از Feasible Successor	سریع؛ نیازمند بازسازی کامل درخت SPF (سنگین‌تر)
مقیاس‌پذیری	مناسب برای شبکه‌های متوسط تا بزرگ؛ نیازی به تقسیم‌بندی منطقه‌ای اجباری نیست.	ایده‌آل برای شبکه‌های بسیار بزرگ؛ نیازمند طراحی دقیق ناحیه‌ای (Areas)
محاسبه متریک	ترکیبی (Metric Composite) از پهنای باند و تأخیر (پیش‌فرض)	بر اساس هزینه (Cost) که از پهنای باند رابط مشتق می‌شود.
تقسیم بار (Load Balancing)	پشتیبانی از نابرابر (Unequal) از طریق دستور variance	فقط پشتیبانی از برابر (Equal) (مگر با Multi-Path Cisco)
وابستگی به فروشنده	در ابتدا سیسکو؛ اکنون یک استاندارد باز است (اگرچه در عمل بیشتر سیسکو محور است).	یک استاندارد باز (Open Standard)

جمع‌بندی

پروتکل EIGRP روتر سیسکو با ترکیب پروتکل‌های مسیریابی بردار فاصله و حالت لینک بهترین مسیریابی را در شبکه‌های پیچیده انجام می‌دهد. این پروتکل با تکامل خود می‌تواند با چالش‌های جدید دنیای شبکه‌های مدرن سازگاری پیدا کند و به مدیریت بهتر مسیریابی بپردازد. درک عمیق از این پروتکل یک مهارت ضروری برای متخصصان شبکه می‌باشد. اما در نهایت انتخاب یک پروتکل مسیریابی باید با توجه به نیازهای خاص شبکه انجام گیرد. پروتکل EIGRP با ارائه سرعت انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان می‌تواند یک گزینه مناسب برای شبکه‌های سازمانی محسوب شود.