EIGRP의 RD·FD·DUAL 상태 전환

01학습 범위와 DUAL의 목표

• EIGRP의 계산EIGRP는 distance vector 계열 프로토콜이며 DUAL을 이용해 루프 없는 경로를 유지한다. 영역 내 링크 상태 정보를 공유하는 OSPF와 다르게, 이웃이 알려 준 목적지까지의 정보와 로컬 연결의 metric을 이용한다.

  • 그런데 단순히 가장 작은 숫자만 고르면 상대가 자신을 통해 돌아가는 경로를 광고할 수 있다.
  • DUAL은 경로의 비용과 함께 다음 홉이 안전하게 아래쪽에 있는지 판단한다.
• 예제의 범위와 추상 metric이 장의 숫자 60·80·100 등은 DUAL 비교를 이해하기 위한 추상 metric이다. 계산을 보이기 위해 로컬 비용과 이웃 거리를 더하는 단순 모델을 사용하며 실제 EIGRP의 bandwidth·delay 복합 계산식을 대체하지 않는다.

  • 목적지 N을 향해 R1이 R2·R3·R4를 이웃으로 가진 상황을 추적한다.
  • 정상 상태, 기존 최선 경로 실패, 남은 후보의 FC 실패, 재계산 완료를 같은 표에서 이어 읽는 것이 목표다.

02이웃과 세 가지 테이블

• 이웃·토폴로지·경로표이웃 테이블에는 인접 라우터, 인터페이스, hold time과 신뢰 전송 관련 상태 등이 나타난다. 토폴로지 테이블에는 목적지별 후보 이웃, 광고 거리, 계산 거리, DUAL 상태가 담긴다.

  • 라우팅 테이블에는 그중 실제로 채택한 경로가 나타난다.
  • 따라서 이웃이 존재한다는 사실, 토폴로지 후보가 존재한다는 사실, 데이터가 그 후보로 전달된다는 사실을 구분해야 한다.
• 이웃 성립 조건이웃 성립에는 같은 참여 도메인, 링크의 주소 연결성, 필요한 metric K 값과 인증 등의 조건이 맞아야 한다. IPv4의 EIGRP는 IP 프로토콜 번호 88을 사용하므로 포트 88 허용과는 다르다.

  • Hello로 발견하고 유지하되 중요한 Update·Query·Reply는 EIGRP의 신뢰 전송 절차로 전달한다.
  • 이 절차를 RTP라고 부르더라도 음성·영상의 Real-time Transport Protocol과 다른 약어 사용이다.

03Hello·Hold와 신뢰성 전송의 분리

• 프로토콜 번호·HelloEIGRP는 IPv4 Protocol88을 사용하며 일반적인 multicast 목적지는 224.0.0.10이다. TCP나 UDP 위에서 동작하는 프로토콜이 아니다.

  • 같은 EIGRP AS·주소계열, 호환 K값, 인증 조건과 직접 연결 주소 조건이 맞아야 이웃을 맺는다.
  • OSPF와 달리 Hello와 Hold 값을 반드시 서로 동일하게 맞춰야 하는 것은 아니며 상대가 알린 Hold 기간에 맞춰 생존을 관리한다.
• Hello·Hold의 예외일반적인 고속 링크의 Hello/Hold는 5/15초, 일부 저속 NBMA는 60/180초로 관찰되지만 플랫폼·인터페이스 조건별 기본값을 구분한다. ‘Hello를 세 번 못 받으면 무조건 down’은 기본 비율을 단순화한 표현일 뿐 실제 판정은 Hold 만료다.

  • Hello와 ACK는 일반적으로 신뢰성 확인 없이 보내며 Update·Query·Reply는 Reliable Transport Protocol의 sequence와 ACK로 전달을 확인한다.
• ACK와 ReplyACK는 신뢰성 EIGRP 메시지를 받았다는 확인이고 Query에 대한 계산 결과인 Reply와 다르다. Query를 ACK했다고 필요한 경로 계산까지 끝났다는 뜻은 아니다.

  • multicast로 Update·Query를 보내고 특정 이웃에게 unicast 재전송하는 동작도 가능하므로 Hello 이외의 모든 메시지가 unicast라는 규칙은 성립하지 않는다.

05실제 Classic Metric을 계산하기

• Classic metric 식기본 K값은 K1=1,K3=1이고 K2·K4·K5=0이다. 이때 Classic Metric은 256×(10^7/경로의최소대역폭[kbps]+경로총지연[10μs단위])로 단순화된다.

  • 최소 대역폭은 경로의 bottleneck 값이고 지연은 합산값이다.
  • MTU는 경로 정보에 실려도 이 기본 metric 합산 항이 아니다.
  • Reliability와 Load도 기본 K값에서는 비용을 바꾸지 않는다.
• 수치 계산예를 들어 최소 대역폭 10000kbps, 총지연 6000μs라면 256×(1000+600)=409600이다. bandwidth나 delay 명령은 라우팅 계산에 사용할 관리 값을 바꾸는 것이며 물리 회선이 실제 그 속도로 변하는 명령은 아니다.

  • Named EIGRP의 wide metric 등 다른 계산 체계에 Classic 수식을 그대로 대입하면 출력과 맞지 않을 수 있다.
  • 아래 DUAL 예제의 100·120은 조건 이해용 단순 값이며 실제 대역폭 공식으로 산출한 숫자는 아니다.

최소 대역폭 = 10000 kbps
총 지연     = 6000 μs = 600 × 10 μs
Classic metric = 256 × (10000000 / 10000 + 600)
               = 409600

조회:
show interfaces Serial1/0
show ip eigrp topology
show ip protocols

기본 K값과 Classic Metric이라는 조건에서의 산술 예.

07RD·현재 거리·FD를 정확히 정의하기

• RD·현재 거리RD, 즉 reported distance는 해당 이웃이 자신으로부터 목적지까지라고 광고한 거리다. R1이 R2의 광고 60을 받았다면 60은 R2 기준 거리이지 R1이 목적지까지 가는 총거리도, R1-R2 링크 비용도 아니다.

  • R1은 자기 쪽 연결의 metric과 광고 정보를 결합해 그 이웃을 통한 현재 computed distance를 구한다.
  • 설명 자료에서 RD를 advertised distance라고도 쓰지만 경로 출처 우선순위인 Administrative Distance와 혼동하지 않는다.
• 역사적 FDFD, feasible distance는 단순히 현재 최선 경로의 숫자라는 뜻이 아니다. DUAL의 정의에서는 마지막 Active→Passive 전환 이후 알고 있던 가장 작은 총거리를 유지하는 역사적 기준이다.

  • Passive 상태에서 현재 거리가 커지더라도 FD가 그대로 더 작게 남을 수 있다.
  • 목적지별 FD와 이웃별 RD·계산 거리를 별도 열로 작성해야 이 차이가 보인다.
  • 장비 출력에 표시되는 필드 이름과 괄호 속 값은 소프트웨어 설명과 대조해 읽는다.

08FC와 Successor·Feasible Successor

• Feasibility ConditionFeasibility condition, FC는 후보 이웃의 RD가 로컬 목적지 FD보다 엄격하게 작아야 한다는 조건이다. RD < FD이며 같으면 통과하지 않는다.

  • 조건을 통과한 이웃은 루프 없는 후보로 판단할 수 있고 이를 feasible successor로 분류한다.
  • 그중 현재 최저 비용 경로를 제공하는 이웃이 successor가 된다.
  • 복수의 동률 경로가 있으면 구현과 설정에 따라 여러 successor가 있을 수 있다.
• FS와 최저 비용FC는 루프 없음의 충분조건이지 모든 안전한 경로를 찾아내는 필요조건은 아니다. RD가 FD보다 크다고 그 경로가 실제로 반드시 루프라는 뜻은 아니다.

  • 현재 정보만으로 안전을 보장할 수 없다는 뜻이다.
  • 이때는 이웃과 조정하는 diffusing computation이 필요할 수 있다.
  • 또한 더 비싼 feasible 후보가 있다는 사실만으로 모든 변화가 즉시 끝나는 것은 아니다.
  • 변화 뒤 최저 비용을 제공하는 후보가 FC를 만족하는지까지 확인해야 한다.

09정상 상태의 수치 예제

• 세 후보 경로R1의 목적지 FD가 100이라고 하자. R2의 RD는 60, R2 경유 총거리는 100이다.

  • R3의 RD는 80, 총거리는 120이며 R4의 RD는 110, 총거리는 150이다.
  • R2는 가장 작은 총거리 100을 제공하고 60 < 100을 만족하므로 successor다.
  • R3는 80 < 100을 만족하는 대체 feasible successor다.
  • R4는 110 < 100이 거짓이므로 후보 정보는 남아 있어도 즉시 안전한 다음 홉으로 확정할 수 없다.
• Passive와 passive-interfaceR1의 경로는 안정된 Passive 상태다. 여기서 Passive는 Hello를 보내지 않는다는 뜻도 장비가 대기 중이라는 뜻도 아니다.

  • 해당 목적지가 이웃과의 확산 재계산을 수행하지 않는 안정 상태임을 나타낸다.
  • 인터페이스의 passive-interface 설정은 제어 패킷 송수신 참여에 관한 별도 설정이므로 같은 단어를 서로 대체해서 읽지 않는다.
  • 토폴로지 표의 목적지 상태와 인터페이스 설정을 다른 칸에 기록한다.

10첫 장애: 조건을 만족하는 대체 경로

• FS로 전환R1-R2가 끊어졌다고 하자. 남은 가장 작은 총거리는 R3의 120이며 이웃 RD 80은 기존 FD 100보다 작다.

  • 이 예에서는 R3 경로가 최저 비용이면서 FC를 만족하므로 DUAL은 확산 질의 없이 successor를 R3로 바꾸고 Passive를 유지할 수 있다.
  • 이웃 전체에 항상 Query를 보내고 나서야 전환하는 것으로 생각하면 빠른 대체의 의미를 놓친다.
• FD 유지현재 사용하는 총거리는 120으로 늘었지만 역사적 FD는 100으로 남을 수 있다. 이 상태에서 R4의 RD 110을 현재 거리 120과 비교하면 110 < 120이므로 잘못 통과시킨다.

  • 올바른 비교는 110 < 100으로 실패다.
  • 이 사례는 FD를 현재 best metric과 무조건 같다고 외우면 왜 위험한지 보여 준다.
  • 표에는 현재 successor R3, 현재 거리 120, FD 100을 동시에 적고 값 하나가 바뀌었다고 나머지까지 자동 변경하지 않는다.

11FS가 없을 때 Active·Query·Reply

• 두 번째 장애의 전제R1–R3까지 끊어지고 R4만 남는다. R4 경유 현재 총거리 150, RD 110, 기존 FD 100이므로 RD<FD를 만족하지 않는다.
• Active의 의미새로운 루프 없는 경로를 이웃과 조정하는 상태다. 경로를 활발히 사용 중이라는 뜻이 아니며 정상 전달이 가능하다고 가정하지 않는다.
• 예제의 한계R4가 R1을 거치지 않는 독립 경로를 유지하며 RD 110으로 답한다고 가정한다. 실제 FSM은 질의 방향·동시 변화에 따라 달라진다.

1. Feasibility 검사 실패물리적으로 가능한 R4 후보라도 110<100은 거짓이다. 현재 총거리 150만 보고 곧바로 FS로 사용할 수 없다.
2. Active와 QueryR1이 해당 목적지를 Active로 전환해 Query를 보낸다. 답할 수 없는 이웃은 필요한 범위로 질의를 확장한다.
3. 필요한 Reply 수집이웃의 경로 계산 결과를 기다린다. 조정이 끝나기 전에 FD를 임의로 150으로 올려 FC를 통과시키지 않는다.
4. 계산 완료·Passive필요한 Reply로 새 경로가 확정되면 R4 경유 총거리 150을 채택한다. Passive로 돌아오며 새 계산 구간의 FD는 150이 된다.

12Metric·분산·질의 범위

• K값·Variance전통적인 기본 classic metric은 경로의 최소 대역폭과 누적 지연을 중심으로 산출하며 설정된 K 값에 따라 조합이 달라진다. wide metric은 표현과 해상도 등이 다르다.

  • bandwidth 설정을 올렸다고 물리 회선 속도가 증가하는 것은 아니고, delay 값을 바꿨다고 실제 지연 시간이 그 값으로 강제되는 것도 아니다.
  • 제어 평면 계산용 정보와 회선에서 측정한 성능을 분리한다.
• 분산·질의 범위Variance를 사용한 불균등 비용 분산도 FC와 실제 설치 조건을 생략하지 않는다. 허용 배수 안에 든 모든 후보를 무조건 다음 홉으로 삼지 않으며, 큰 값을 주는 것이 항상 좋은 이용률을 보장하지도 않는다.

  • 요약과 stub 설계는 질의가 퍼져야 할 범위를 줄이는 데 도움을 준다.
  • 다만 잘못된 요약은 실제로 없는 하위 경로까지 끌어들일 수 있으므로 질의 감소와 도달성 정확성을 함께 검증한다.

13Neighbor·Topology 출력 읽기

• Neighbor 출력Neighbor 출력의 Address는 이웃 인터페이스 주소, Interface는 로컬 연결, Hold는 남은 유지 시간, Uptime은 인접 유지 시간이다. SRTT는 신뢰성 패킷 ACK의 평활 왕복시간, RTO는 재전송 대기, Q Cnt는 신뢰성 전송 대기 정보를 보여 준다.

  • Q Cnt가 지속적으로 쌓이면 단순히 목적지 경로가 없는 문제와 구분해 이웃 통신·혼잡·처리 지연을 읽어야 한다.
• Topology 출력Topology의 P는 Passive, A는 Active이며 Passive는 경로가 안정적으로 계산된 상태다. ‘프로토콜이 비활성’ 또는 passive-interface 설정과 다르다.

  • via next-hop (현재총거리/RD) 형태의 값에서 앞 값과 뒤 값을 구분한다.
  • 기본 show 출력에 보이지 않는 다른 후보는 all-links 옵션에서 보일 수 있으므로 테이블에 표시되지 않았다는 이유만으로 이웃이 한 번도 광고하지 않았다고 단정하지 않는다.

show ip eigrp neighbors
show ip eigrp interfaces
show ip eigrp topology all-links
show ip route eigrp
show ip eigrp traffic

설명용 topology 줄:
P 203.0.113.0/24, 1 successors, FD is 409600
  via 192.0.2.2 (409600/281600), GigabitEthernet0/0

숫자 관계를 읽기 위한 합성 출력. P와 실제 전달 성공 여부는 별도로 판단한다.

14AS 경계·정상 구성·외부 경로

• AS 경계실습 예제에서는 EIGRP100 구간에 EIGRP200 구간을 추가했을 때 정보가 자동으로 섞이지 않는 것을 실습했다. 같은 라우터에서 여러 프로세스가 동작해도 경로 교환 도메인은 구분된다.

  • AS번호가 다른 두 단말은 영원히 통신할 수 없다는 뜻이 아니라 경계에서 명시적인 라우팅·재분배 정책이 필요하다는 뜻이다.
• 정상 설정아래 예는 192.0.2.0/30 이웃 링크에서 AS100을 활성화하고 203.0.113.0/24 LAN은 광고하되 이웃을 만들지 않는 구성이다. network의 wildcard는 로컬 인터페이스 선택 범위다.

  • D EX는 다른 EIGRP AS만을 뜻하지 않고 RIP·정적·connected 등에서 재분배된 외부 경로도 포함한다.
  • 기본 Cisco AD 내부 90·외부 170은 EIGRP metric과 별개다.

router eigrp 100
 eigrp router-id 192.0.2.1
 network 192.0.2.0 0.0.0.3
 network 203.0.113.0 0.0.0.255
 passive-interface default
 no passive-interface GigabitEthernet0/0
 no auto-summary
!
show ip protocols
show ip eigrp neighbors
show ip route eigrp

주소가 미리 설정된 Classic IOS EIGRP 예. 인증 비밀은 싣지 않는다.

수업 원본 자료

서로 다른 라우팅 영역을 연결한 수업 실습

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이 자료에서 읽어낼 것

1. 서로 다른 EIGRP AS 번호와 RIP·정적 경로 영역을 먼저 나눠 읽습니다. 링크로 연결되었다고 모든 라우팅 정보가 자동으로 교환되지는 않습니다.
2. redistribute 표시는 한 프로토콜에서 배운 경로를 다른 프로토콜에 주입하는 지점입니다. 입력 metric, 필터, 경로 되먹임 방지를 별도로 검토해야 합니다.
3. 이 그림에는 DUAL 판단에 필요한 RD·FD 숫자가 없습니다. 따라서 실행 가능한 후속 경로를 그림만 보고 선정할 수 없으며, 위의 단계형 예시와 토폴로지 테이블 값을 함께 공부합니다.

15Offset·Distribute·Summary가 바꾸는 대상

• Offset·Distributeoffset-list는 ACL로 선택한 경로의 metric을 in 또는 out 방향에서 증가시켜 경로 선호를 조정한다. in은 이웃에서 받는 광고를, out은 이웃에게 주는 광고를 기준으로 한다.

  • 목적지로 향하는 사용자 데이터와 그 목적지 경로가 광고되어 오는 방향은 반대일 수 있다.
  • 인터페이스 ACL은 사용자 패킷, distribute-list는 학습·광고 경로를 제어하므로 같은 deny라도 처리 대상이 다르다.
• Summary·Null0인터페이스의 ip summary-address eigrp는 그 방향으로 여러 세부 경로를 집계해 알린다. 요약과 함께 나타나는 Null0 경로는 요약 범위 중 구체 경로가 없는 주소를 되돌려 보내지 않고 폐기하는 데 관계된다.

  • 요약으로 Query 범위를 줄일 수 있지만 지나치게 넓은 집계는 블랙홀을 만들 수 있다.
  • 여러 프로토콜의 재분배는 seed metric·필터·route tag를 포함한 경계 정책과 함께 이해한다.

수업 원본 자료

요약 경로와 Null0

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이 자료에서 읽어낼 것

1. P는Passive경로상태이며1successor와FD28160이함께표시된다.
2. via Summary와Null0는요약경로임을보여준다. 실제세부경로가있는목적지는더긴프리픽스가우선한다.

16SIA는 Active 계산이 끝나지 못한 상태다

• SIA의 의미Successor를 잃고 즉시 안전하게 쓸 대체 경로가 없으면 Query를 보내고 필요한 Reply를 기다리는 분산 계산이 시작된다. 답을 내기 위해 다시 다른 이웃에게 질의해야 하는 라우터가 있어 범위가 넓어질 수 있다.

  • 정해진 기간에 필요한 응답을 받지 못하면 SIA가 발생할 수 있다.
  • 이것은 단순히 패킷이 루프를 돌거나 업데이트가 많다는 뜻과 같지 않다.
• ACK·Active 타이머신뢰성 ACK 재전송과 Active 상태의 Reply 대기 제한은 서로 다른 타이머·상태 처리다. IOS 버전의 SIA-Query/SIA-Reply와 타이머 처리가 관여하므로 횟수만 외우지 않는다.

  • Stub·계층화·요약으로 Query 영역을 줄이고 불안정 링크·CPU·혼잡을 해결하는 것이 구조적인 대응이다.
  • 임의 neighbor 초기화는 원인을 설명하지 못하며 정상 경로까지 다시 계산하게 할 수 있다.

17상태와 메시지를 이용한 장애 해석

• 관찰 순서이웃이 없으면 Hello 도달성, 참여 도메인, K 값, 인증과 인터페이스 참여를 먼저 확인한다. 이웃은 정상인데 경로가 없으면 광고·수신 필터, 토폴로지의 후보, FC와 다른 경로 출처의 선택 결과를 본다.

  • 경로가 Active에 오래 머문다면 어떤 이웃의 Reply를 기다리는지와 전송 큐·재전송·연결 품질을 함께 확인한다.
  • 무조건 프로세스를 초기화하면 원인과 진행 상태를 보여 주는 증거를 잃을 수 있다.
• 장애 기록관찰 표에는 목적지, 이웃, RD, 현재 계산 거리, 역사적 FD, successor 여부, Passive/Active, 대기 Reply를 남긴다. 정상·첫 장애·두 번째 장애·복구 네 시점을 비교하면 상태 변화가 수치와 연결된다.

  • SIA 관련 진단도 단순 시간 숫자보다 응답이 늦어진 연결과 계산 의존성을 추적하는 데 초점을 둔다.
  • 마지막으로 선택 경로가 RIB와 전달 정보에 반영되고 반대편 귀환 경로도 살아 있는지 확인해야 재계산 성공과 서비스 복구를 연결할 수 있다.