拡張内部ゲートウェイ ルーティング プロトコル

拡張内部ゲートウェイ ルーティング プロトコル( EIGRP ) は、コンピュータ ネットワーク上でルーティングの決定と構成を自動化するために使用される高度な距離ベクトル ルーティング プロトコルです。このプロトコルは、シスコ システムズによって独自プロトコルとして設計され、シスコ ルータでのみ使用できます。2013 年にシスコは、他のベンダーが高可用性 (HA) などの関連機能の一部を含む EIGRP の限定バージョンを自由に実装することを許可しましたが、DMVPNや大規模なキャンパス展開に必要な EIGRP スタブなどの他の EIGRP 機能は保留しました。実装に必要な情報は、 2016 年にRFC  7868 として情報ステータスで公開されましたが、インターネット標準化トラック レベルには進まず、シスコが EIGRP プロトコルの制御を維持できました。^{[1] [2]}

EIGRP は、同じ自律システム内の他のルータとルートを共有するため、ルータ上で使用されます。RIPなどの他のよく知られたルーティング プロトコルとは異なり、EIGRP は増分更新のみを送信するため、ルータの負荷と送信する必要のあるデータの量が削減されます。

EIGRP は1993 年にInterior Gateway Routing Protocol (IGRP) に代わるものです。その主な理由の 1 つは、インターネット プロトコルでクラスレス IPv4 アドレスに変更されたことであり、これは IGRP ではサポートできませんでした。

ほぼすべてのルータには、ネットワーク内でトラフィックを転送するためのルールを含むルーティング テーブルが含まれています。ルータに宛先への有効なパスが含まれていない場合、トラフィックは破棄されます。EIGRP は、ルータが自動的にルート情報を共有する動的ルーティングプロトコルです。これにより、ルーティング テーブルの変更を手動で構成する必要がないため、ネットワーク管理者の作業負荷が軽減されます。

ルーティング テーブルに加えて、EIGRP は次のテーブルを使用して情報を保存します。

• ネイバー テーブル: ネイバー テーブルには、このルータと直接物理的に接続されているルータのIP アドレスが記録されます。別のルータを介して間接的にこのルータに接続されているルータはネイバーとは見なされないため、このテーブルには記録されません。
• トポロジ テーブル: トポロジ テーブルには、ネイバー ルーティング テーブルから学習したルートが格納されます。ルーティング テーブルとは異なり、トポロジ テーブルにはすべてのルートが格納されるわけではなく、EIGRP によって決定されたルートのみが格納されます。トポロジ テーブルには、リストされている各 EIGRP ルート、実行可能な後継ルート、および後継ルートのメトリックも記録されます。トポロジ テーブル内のルートは、「パッシブ」または「アクティブ」としてマークされます。パッシブは、EIGRP が特定のルートのパスを決定し、処理を終了したことを示します。アクティブは、EIGRP が特定のルートの最適なパスをまだ計算しようとしていることを示します。トポロジ テーブル内のルートは、ルーティング テーブルに挿入されるまで、ルータでは使用できません。トポロジ テーブルは、ルータがトラフィックを転送するために使用されません。トポロジ テーブル内のルートがアクティブであるか、実行可能な後継ルートであるか、同等のパスよりも管理距離が大きい場合は、ルーティング テーブルに挿入されません。^[3]

トポロジ テーブル内の情報は、ルータのルーティング テーブルに挿入され、トラフィックの転送に使用できます。ネットワークが変更されると (たとえば、物理リンクに障害が発生したり、切断されたりした場合)、パスは使用できなくなります。EIGRP はこれらの変更を検出するように設計されており、宛先への新しいパスを見つけようとします。使用できなくなった古いパスは、ルーティング テーブルから削除されます。ほとんどの距離ベクトル ルーティング プロトコルとは異なり、EIGRP は変更が行われたときにルータのルーティング テーブル内のすべてのデータを送信するのではなく、ルーティング テーブルが最後に更新されてから行われた変更のみを送信します。EIGRP はルーティング テーブルを定期的に送信するのではなく、実際の変更が発生した場合にのみルーティング テーブル データを送信します。この動作はリンク ステート ルーティング プロトコルとより一致しているため、 EIGRP はほとんどの場合ハイブリッド プロトコルと見なされます。

EIGRP を実行しているルータが、同じく EIGRP を実行している別のルータに接続されると、2 つのルータ間で情報が交換されます。これらのルータは、隣接関係と呼ばれる関係を形成します。この時点で、ルーティング テーブル全体が両方のルータ間で交換されます。交換が完了すると、差分変更のみが送信されます。

EIGRP は、リンク状態が変更されたときにリンク状態の更新も送信するため、ハイブリッド プロトコルと見なされることがよくあります。

EIGRPは以下の機能をサポートしています: ^[4]

• サイト間の並列リンクでの負荷分散のサポート。
• 異なる時間に異なる認証パスワードを使用できる機能。
• 2 台のルータ間のMD5およびSHA-2認証。
• ルートが変更されたときにルーティング テーブル全体を送信するのではなく、トポロジの変更を送信します。
• ルートが利用可能かどうかを定期的にチェックし、変更があった場合はルーティングの変更を隣接ルーターに伝播します。
• プロトコル依存モジュール(PDM)を使用して、インターネット プロトコル(IP)、IPv6、IPX、およびAppleTalkに対して個別のルーティングプロセスを実行します。
• IGRPルーティングプロトコルとの下位互換性。^[5]

プライベート ネットワーク用の Cisco IOS ルータで EIGRP を設定する例。この例の 0.0.15.255ワイルドカードは、最大 4094 ホストのサブネットワークを示します。これは、サブネット マスク255.255.240.0のビット補完です。no auto-summaryコマンドは、クラスフル境界での自動ルート集約を防止します。そうしないと、不連続なネットワークでルーティング ループが発生します。

ルータ#端末の設定
 ルータ(config)# router eigrp 1
 ルータ (config-router)# ネットワーク 10.201.96.0 0.0.15.255
 ルータ (config-router)# 自動サマリーなし
 ルータ (config-router)# exit

EIGRP は、拡散更新アルゴリズム( DUAL) ( SRI Internationalの研究に基づく) を使用してプロトコルの効率を改善し、リモート ネットワークへの最適なパスを決定する際に計算エラーを防ぐ距離ベクトルおよびリンク ステートルーティングプロトコルです。EIGRP は、帯域幅、負荷、遅延、信頼性、MTU の 5 つのメトリックを使用してパスの値を決定します。 ^[3] EIGRP は、Hello、Update、Query、Reply、Acknowledgement の 5 つの異なるメッセージを使用して、近隣ルータと通信します。^[6]

同じ自律システム内の別のルータからルータに交換されるEIGRPルーティング情報のデフォルトの管理距離は90です。自律システム外のEIGRP対応ルータから送信されたEIGRPルーティング情報のデフォルトの管理距離は170です。 ^[7]

EIGRP は、伝送制御プロトコル(TCP) やユーザー データグラム プロトコル(UDP)を使用して動作しません。つまり、EIGRP はトラフィックを識別するためにポート番号を使用しません。むしろ、EIGRP はレイヤー 3 (つまり IP プロトコル) の上で動作するように設計されています。EIGRP は通信に TCP を使用しないため、シスコの Reliable Transport Protocol (RTP) を実装して、EIGRP ルータの更新がすべてのネイバーに完全に配信されるようにします。^{[8] [9] Reliable Transport Protocol には、効率を最大化し、}マルチキャストをサポートするための他のメカニズムも含まれています。^[4] EIGRP は、マルチキャスト アドレスとして 224.0.0.10、プロトコル番号として88 を使用します^。[4]

シスコシステムズは現在、EIGRPを距離ベクトルルーティングプロトコルとして分類していますが、通常はハイブリッドルーティングプロトコルと言われています。^{[5] [10]} EIGRPはリンクステートルーティングプロトコルと距離ベクトルルーティングプロトコルの両方の多くの機能を組み合わせた高度なルーティングプロトコルですが、EIGRPのDUALアルゴリズムには、リンクステートルーティングプロトコルよりも距離ベクトルルーティングプロトコルに近い多くの機能が含まれています。^{[10] [11]}それにもかかわらず、EIGRPには他のほとんどの距離ベクトルルーティングプロトコルとの多くの違いがあります。^[12]

• 明示的な hello パケットを使用して、ルータ間の隣接関係を検出し、維持します。
• ルーティング更新を転送するための信頼性の高いプロトコルの使用。
• ループのないパスを選択するための実行可能性条件の使用。
• 拡散計算を使用して、ネットワークの影響を受ける部分を新しい最短経路の計算に組み込む。

EIGRP は各ルートに 6 つの異なるベクトル メトリックを関連付け、複合メトリックを計算する際にベクトル メトリックのうち 4 つだけを考慮します。

ルータ1# show ip eigrp topology 10.0.0.1 [13] 255.255.255.255
 10.0.0.1/32 の IP-EIGRP トポロジ エントリ
   状態はパッシブ、クエリ元フラグは 1、後継者は 1、FD は 40640000
   ルーティング記述子ブロック:
   10.0.0.1 (Serial0/0/0)、10.0.0.1 から、送信フラグは 0x0
       複合メトリックは (40640000/128256)、ルートは内部です
       ベクトルメトリック:
         最小帯域幅は64Kビットです
         合計遅延は25000マイクロ秒
         信頼性は255/255
         負荷は197/255
         最小MTUは576です
         ホップ数は2

帯域幅

ルータから宛先ネットワークまでのパスに沿った最小帯域幅 (キロビット/秒)。

負荷

1から255までの範囲の数値。255は飽和状態です。

合計遅延

ルータから宛先ネットワークまでの経路に沿った遅延（10マイクロ秒単位）

信頼性

1から255までの範囲の数字。255が最も信頼性が高い。

最大伝送ユニット

最小パス最大転送単位(MTU) (メトリック計算では使用されません)

ホップ数

リモート ネットワークにルーティングするときにパケットが通過するルータの数。EIGRP AS を制限するために使用されます。EIGRP はすべてのルートのホップ カウントを維持しますが、ホップ カウントはメトリックの計算には使用されません。ホップ カウントは、EIGRP ルータで事前に定義された最大値に対してのみ検証されます (デフォルトでは 100 に設定されていますが、1 ～ 255 の任意の値に変更できます)。ホップ カウントが最大値を超えるルートは、EIGRP ルータによって到達不能として通知されます。

複合ルーティング メトリックの計算では、K1 から K5 までの 5 つのパラメータ、いわゆる K 値が使用されます。これらは、複合メトリックの計算で乗数または修飾子として機能します。K1 は帯域幅などと同じではありません。

デフォルトでは、ルータで EIGRP を起動すると合計遅延と最小帯域幅のみが考慮されますが、管理者は必要に応じてすべての K 値を有効または無効にして、他のベクトル メトリックを考慮することができます。

ルートを比較するために、これらは重み付けされた式で結合され、単一の全体的なメトリックが生成されます。

${\displaystyle {\bigg [}{\bigg (}K_{1}\cdot {\text{帯域幅}}_{E}+{\frac {K_{2}\cdot {\text{帯域幅}}_{E}}{256-{\text{負荷}}}}+K_{3}\cdot {\text{遅延}}_{E}{\bigg )}\cdot {\frac {K_{5}}{K_{4}+{\text{信頼性}}}}{\bigg ]}\cdot 256}$

ここで、さまざまな定数（から）は、さまざまな動作を生成するためにユーザーが設定できます。がゼロに設定されている場合、項は使用されない（つまり、 1 として扱われる）という、重要かつ直感に反する事実があります。 ${\displaystyle K_{1}}$${\displaystyle K_{5}}$${\displaystyle K_{5}}$${\displaystyle {\tfrac {K_{5}}{K_{4}+{\text{信頼性}}}}}$

デフォルトでは、と は1 に設定され、残りは 0 に設定され、上記の式は実質的に に簡略化されます。 ${\displaystyle K_{1}}$${\displaystyle K_{3}}$${\displaystyle ({\text{帯域幅}}_{E}+{\text{遅延}}_{E})\cdot 256}$

当然ながら、これらの定数は EIGRP システム内のすべてのルータで同じ値に設定する必要があります。そうしないと、永続的なルーティング ループが発生する可能性があります。EIGRP を実行する Cisco ルータは、これらの値がルータ上で同一になるまで EIGRP 隣接関係を形成せず、K 値の不一致についてエラーを発します。

EIGRP は、次の計算を使用してインターフェイスの帯域幅と遅延の設定値をスケーリングします。

${\displaystyle {\text{帯域幅}}_{E}}$= 10 ⁷ /帯域幅インターフェースコマンドの値

${\displaystyle {\text{遅延}}_{E}}$=遅延インターフェースコマンドの値

Cisco ルータでは、インターフェイス帯域幅はキロビット/秒で表現される設定可能な静的パラメータです (この設定はメトリック計算にのみ影響し、実際の回線帯域幅には影響しません)。10 ⁷ kbit/s (つまり 10 Gbit/s) の値をインターフェイス帯域幅ステートメント値で割ると、重み付け式で使用される結果が生成されます。インターフェイス遅延は、10 マイクロ秒で表現される設定可能な静的パラメータです。EIGRP は、この値を重み付け式にスケーリングせずに直接取得します。ただし、さまざまなshowコマンドはインターフェイス遅延をマイクロ秒単位で表示します。したがって、遅延値がマイクロ秒単位で指定されている場合は、重み付け式で使用する前に、まず 10 で割る必要があります。

IGRP は、全体的なメトリックを計算するために同じ基本的な式を使用しますが、唯一の違いは、IGRP では、式に 256 のスケーリング係数が含まれていないことです。実際、このスケーリング係数は、EIGRP と IGRP 間の下位互換性を容易にするための単純な手段として導入されました。IGRP では、全体的なメトリックは 24 ビット値ですが、EIGRP ではこのメトリックを表すために 32 ビット値を使用します。24 ビット値に係数 256 を乗算すると (実質的に左に 8 ビット ビットシフトする)、値は 32 ビットに拡張され、その逆も同様です。このように、EIGRP と IGRP 間で情報を再配布するには、メトリック値を係数 256 で除算または乗算するだけで済み、これは自動的に実行されます。

特定の宛先に対する実行可能な後継ルータは、ルーティング ループの一部ではないことが保証されている次のホップ ルータです。この条件は、実行可能性条件をテストすることによって検証されます。

したがって、すべての後継ノードは実行可能な後継ノードでもあります。ただし、EIGRP に関するほとんどの参考文献では、実行可能な後継ノードという用語は、ループのないパスを提供するものの後継ノードではない (つまり、最短距離を提供しない) ルートのみを示すために使用されます。この観点から、到達可能な宛先には常に少なくとも 1 つの後継ノードがありますが、実行可能な後継ノードが存在しない場合もあります。

実行可能な後継ルータは、同じ宛先への有効なルートを提供しますが、距離は長くなります。ルータはいつでも、後継ルータまたは実行可能な後継ルータのいずれかを介して、「パッシブ」とマークされた宛先にパケットを送信できます。最初に通知することなく、このパケットは適切に配信されます。実行可能な後継ルータは、トポロジ テーブルにも記録されます。

実行可能な後継ルータは、既存の後継ルータが使用できなくなった場合に、バックアップ ルートを効果的に提供します。また、不等コスト負荷分散 (ルートのコストに反比例してネットワーク トラフィックを分散する) を実行する場合、実行可能な後継ルータは、負荷分散された宛先のルーティング テーブルで次のホップとして使用されます。

デフォルトでは、ルーティング テーブルに保存される宛先の後継ノードと実行可能な後継ノードの合計数は 4 に制限されています。この制限は 1 ～ 6 の範囲で変更できます。Cisco IOS の最新バージョン (例: 12.4) では、この範囲は 1 ～ 16 です。

トポロジ テーブル内の宛先は、パッシブまたはアクティブとしてマークできます。パッシブ状態は、ルータが宛先の後継ノードを特定したときの状態です。現在の後継ノードが実現可能性条件を満たさなくなり、その宛先に実現可能な後継ノードが特定されない場合 (つまり、バックアップ ルートが利用できない場合)、宛先はアクティブ状態に変わります。ルータがネイバーに送信したすべてのクエリに対する応答を受信すると、宛先はアクティブからパッシブに戻ります。後継ノードが実現可能性条件を満たさなくなったが、少なくとも 1 つの実現可能な後継ノードが利用できる場合、ルータは合計距離 (実現可能な後継ノードによって報告された距離と、このネイバーへのリンクのコストの合計) が最も短い実現可能な後継ノードを新しい後継ノードに昇格させ、宛先はパッシブ状態のままになることに注意してください。

実現可能性条件は、EIGRP ルーティング ネットワークでループが発生しないための十分な条件です。これは、宛先へのループのないルート上にあることが保証されている後継ノードと実現可能な後継ノードを選択するために使用されます。簡略化された定式化は驚くほどシンプルです。

宛先に対して、隣接ルータが実現可能な距離よりも厳密に短い距離をアドバタイズする場合、この隣接ルータはこの宛先へのループのないルート上に存在します。

言い換えれば、

ある宛先について、隣接ルータがこれまでよりも宛先に近づいていることを知らせてきた場合、この隣接ルータはその宛先へのループのないルート上に存在します。

この条件は必要条件ではなく十分条件であることを認識することが重要です。つまり、この条件を満たすネイバーは、ある宛先へのループのないパス上にあることが保証されますが、この条件を満たさないループのないパス上の他のネイバーも存在する可能性があります。ただし、このようなネイバーは宛先への最短パスを提供しないため、これらを使用しないことでネットワーク機能に大きな障害が発生することはありません。ルータがその宛先に対してアクティブ状態に移行すると、これらのネイバーは使用できるかどうか再評価されます。

EIGRP は、異なるコストのパスで負荷分散を行う機能を備えています。分散と呼ばれる乗数は、どのパスを負荷分散に含めるかを決定するために使用されます。分散はデフォルトで 1 に設定されており、これは等コスト パスで負荷分散が行われることを意味します。最大分散は 128 です。ルートの最小メトリックに分散値を掛けます。結果よりも小さいメトリックを持つ各パスが負荷分散に使用されます。^[14]

EIGRP の不等パス コスト ロード バランシング機能により、OSPFプロトコルは不等パス コスト ロード バランシングによるネットワーク設計ができなくなります。業界で使用される不等パス コスト ロード バランシング機能に関しては、トラフィック管理によってネットワーク設計を柔軟に行うことができます。

シスコは、マルチベンダー環境でネットワークを運用している企業を支援するために、独自の EIGRP ルーティング プロトコルの詳細をRFCで公開しました。このプロトコルはRFC 7868 で説明されています。EIGRP は 20 年前に開発されましたが、他のプロトコルと比較して使いやすさと拡張性 に優れているため、今でもシスコの主要なルーティング プロトコルの 1 つです。^{[1] [15]}

CiscoはEIGRPがオープンスタンダードであると述べていますが、 RFC定義ではいくつかの核心的な詳細が省略されており、このプロトコルを使用する場合、異なるベンダーのルータ間で相互運用性を確立することが困難になっています。たとえば、 Cisco NX-OSでさえ、不等コスト負荷分散をサポートしていません。^[16]

2022年現在、EIGRPはFRRouting ^{[17] [18]でアルファサポートされており、他の}ルーティングソフトウェアでは一般的にサポートされていないようです。

• Cisco Systems (2005-09-09)、Enhanced Interior Gateway Routing Protocol、文書 ID 16406、2008-04-27取得。
• Cisco Systems (nd)、インターネットワーキング技術ハンドブック: 拡張内部ゲートウェイルーティングプロトコル (EIGRP) 、2008-04-27取得。
• Cisco Systems (2005-08-10)、EIGRP の紹介、文書 ID 13669、2024-01-22取得。
• Lammle, Todd (2007)、『CCNA Cisco Certified Network Associate Study Guide (第 6 版)』、インディアナポリス、インディアナ州: Wiley Publishing、ISBN 978-0-470-11008-9。
• Cisco Systems (2013-02-18)、EIGRP 情報ドラフト、RFC 番号はまだ割り当てられていません、2013-02-18取得。

• 「EIGRP 入門」。シスコシステムズ。2005 年 8 月 10 日。