基于GNS3的EIGRP路由设计与实现

基于GNS3的EIGRP路由设计与实现

孙光懿

【摘要】本文在GNS3仿真环境下,对EIGRP协议进行了深入细致的研究.不仅详细分析了EIGRP协议与OSPF和RIP协议的相似之处与不同之处,而且还设计了多个网络拓扑.给出了EIGRP基本配置、EIGRP身份验证、EIGRP路由汇总及EIGRP 负载均衡的详细配置过程并形成了明确的分析结论.上述研究不仅有助于学生熟练掌握EIGRP的配置方法,而且还具有一定的实践指导意义.

【期刊名称】《首都师范大学学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2019(040)002

【总页数】8页(P16-23)

【关键词】GNS3;EIGRP;负载均衡;路由汇总

【作者】孙光懿

【作者单位】天津音乐学院图书与信息中心,天津300171

【正文语种】中文

【中图分类】TP393.9

0 引言

EIGRP 协议是思科公司通过整合链路状态路由协议与距离矢量路由协议各自优点后,推出的一种私有路由协议[1-4].EIGRP 路由器之间的通信不依靠广播来进行,而是通过组播或单播的方式来进行(在 IPV4 和 IPV6 网络中,运行 EIGRP 协议的路由

器分别使用组播地址224.0.0.10 和 FF00：：A 进行HELLO 数据包的传输),具有收敛速度快、占用网络带宽小、部署简单便捷、稳定性高、可有效避免网络中路由环路的存在、支持多种网络协议、支持VLSM、支持MD5 认证、支持在度量值不同的路径中实施流量负载均衡等特点.因此,当前EIGRP 协议在大中型网络中得到了广泛的应用.与传统的链路状态路由协议OSPF 和距离矢量路由协议RIP 相比既有相似又有不同之处.相似之处在于：第一,EIGRP 协议与OSPF和RIP协议均支持MD5认证;第二,在EIGRP路由器与OSPF路由器中都会存在一张拓扑表,这主要是用来存放邻居路由器中的路由表.不同之处在于：第一,运行 RIP协议的路由器会周期性的向相邻路由器发送整张的路由表,而运行EIGRP协议的路由器不会周期性的向相邻路由器发送整张的路由表,只有在路由路径或度量值发生改变后,才发送相应的路由更新信息;第二,EIGRP 协议的跳数可达255 跳,而 RIP 协议的最高跳数只有15 跳;第三,运行 OSPF 的路由器会向区域内的所有路由器发送路由更新信息,而运行EIGRP 协议的路由器只是将路由更新信息发送给有需求的路由器;第四,EIGRP 协议具有路由自动汇总功能,而OSPF 协议要想实现路由汇总,必须手动进行;第五,EIGRP 协议与OSPF 协议度量值的计算方法不同.从严格意义上来讲,EIGRP 协议是一种有着链路状态路由协议特征的高级距离矢量路由协议.

1 EIGRP协议路由建立的过程[5-6]

在这里我们以运行 EIGRP 协议的路由器 R1、R2 为例,给出EIGRP 协议路由建立与维护的过程.第一步,建立路由器R1 与路由器R2 的邻居关系：路由器R1 会每隔5 秒向路由器R2 发送一次HELLO 数据包.路由器R2 收到 HELLO 数据包后,会自动发送更新数据包与HELLO 数据包进行应答(此更新数据包不仅包含路由器R2 中的所有路由信息,而且还包含邻居路由器去往各目的地址的度量值).路由器R1 在收到来自路由器R2 的HELLO 数据包后,双方的邻居关系就此正式建立.第二步,双方邻居关系成功建立后,路由器R1 为表明已收到路由器R2 发送的更新数据包,会向

其发送一个确认数据包既ACK.第三步,路由器R1 将收到的更新数据包中的信息加入到自身拓扑表中.第四步,路由器R1 向路由器R2 发送更新数据包.(此更新数据包不仅包含路由器R1 中的所有路由信息,而且还包含邻居路由器去往各目的地址的度量值).第五步,路由器R2 在收到来自路由器R1 的更新数据包后,同样会向其发送一个确认数据包.第六步,路由器R1 与R2 的更新数据包互相交换完成后,进而计算出后继路由与备用路由(如果后继路由发生故障,而拓扑表中存在的备用路由就会成为新的后继路由),并基于后继路由更新自己的路由表.

2 EIGRP协议的基本配置

启用EIGRP 协议的两台路由器如想成功建立邻居关系[7-8],应将二者自治系统编号(用来唯一标识EIGRP 协议进程)和计算度量值的 K 值设置为一致.需要明确的一点是：相同自治系统编号内的EIGRP 路由器,可实现自动交换路由信息.而不同自治系统编号的路由器如想交换路由信息,需配置路由重分发才可以.与 OSPF 路由协议类似,EIGRP 域内路由器的身份标识工作,也是交由路由ID 来负责进行.如果网络管理人员没有手动为EIGRP 路由器设置路由ID,那么路由器会将最高的LOOPBACK 接口IP 地址作为自己的路由 ID.如果EIGRP 路由器不存在LOOPBACK 接口,那么这台路由器会将所属活跃接口的最高IP 地址设置为路由ID.路由ID 一旦成功建立就不会自动改变,除非路由器不再运行EIGRP 协议或对其进行人为更改.

通过思科网络仿真软件 GNS3,本研究搭建了一个由3台 Cisco3640 路由器构成的EIRGP 网络.为节省文章篇幅,这里只给出路由器R1 的详细配置过程,网络拓扑如图1所示.

图1 EIGRP协议基本配置

路由器R1 的配置：

R1(config)#router eigrp 25

R1(config-router)# eigrp router-id 11.11.11.11//设置路由器ID

R1(config-router)#network 172.18.1.0

R1(config-router)#network 192.168.6.0

以路由器R2 为例,并使用 show ip eigrp nei 命令查看与路由器R1、R3 的邻居关系是否成功建立.如图2所示.其中,H 表示EIGRP 会话建立的顺序,Address 表示EIGRP 对端邻居的 IP,Uptime 表示路由器R2 与R1、R3 的邻居关系已成功建立了多长时间,Q 表示将要发送EIGRP 数据包的数量.当网络发生故障时,此值将大于0.从中我们不难发现：路由器R2 已成功启动了编号为25 的 EIGRP 进程,并与路由器R1、R3 成功建立了邻居关系.其 EIGRP 对端邻居IP 地址分别为175.18.1.1 和 175.17.1.2.

图2 路由器R2的EIGRP邻居关系

另外,为了清楚直观的了解EIGRP 协议的工作过程,以路由器 R2 接口 s2/0 为源,对其进行抓包分析.如图3所示.

从中不难发现：第一,路由器 R1 与路由器 R2为了建立与维持EIGRP 邻居关系,互相之间每隔5秒发送一次HELLO 数据包(HELLO 数据包无需被确认,其发送周期是由网络带宽大小来决定的.如果网络带宽大于1.544 兆,那么发送周期为5 秒;如果网络带宽小于1.544 兆,那么发送周期为60 秒),保持时间为15 秒(默认为 HELLO 数据包发送周期的三倍),目标地址均为组播地址224.0.0.10(这也决定了EIGRP 协议只能在内网中使用).第二,路由器R1 与路由器 R2 所发送的HELLO 数据包中包含有相同的自治系统编号与度量值.第三,EIGRP 协议的 HELLO 数据包与OSPF 协议的 HELLO 数据包一样,也是被封装在IP 数据包内进行传输的.第四,计算 EIGRP 度量值所使用的变量,K1、K2、K3、K4、K5 的值分别为 1、0、1、0、0.

图3 路由器R2接口s2/0的数据包

3 EIGRP协议的身份验证[9-11]

为了保证EIGRP 网络的安全性,防止未经授权的路由器进入EIGRP 网络,并向相邻