Cisco 300-410: EIGRP 設計、度量與收斂 — 學習指南
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增強型內部閘道路由協定 (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol, EIGRP) 是一種收斂快速、無迴圈的距離向量路由協定，它使用擴散更新演算法 (Diffusing Update Algorithm, DUAL) 來計算備援路徑並避免暫時性迴圈。圍繞計量值、路徑選擇、查詢抑制、路由彙總、鄰居建立、認證以及路由重分發的設計選擇，會直接影響穩定性與收斂時間。本節將說明如何設計、設定與排除 EIGRP 故障，以在 IPv4 與 IPv6 部署中實現可預測的行為。
DUAL 操作與路徑選擇
EIGRP 使用 DUAL 來維持無迴圈的拓撲並加速收斂。
- Successor：到達目的地的主要下一跳。會被安裝到路由表中。
- Feasible Distance (FD)：從本機路由器到目的地的最佳已知計量值（經由 Successor）。
- Reported Distance (RD)：鄰居所回報的到達目的地之計量值（也稱為 advertised distance）。
- Feasible Successor (FS)：一個備援的下一跳，由可行性條件 (Feasibility Condition, FC) 保證其無迴圈。
可行性條件 (Feasibility Condition)：如果鄰居到目的地的 RD 嚴格小於本機路由器經由目前 Successor 到達該目的地的 FD (RDneighbor < FDlocal)，則該鄰居符合成為 Feasible Successor 的資格。這保證了該鄰居比本機路由器更靠近目的地，從而防止迴圈，且無需進行完整的 SPF 計算。
行為結果：
- 如果一個目的地失去了其 Successor，但至少存在一個 FS，路由器會立即執行本地切換，不發送任何查詢，在 LAN 速度的鏈路上可實現次秒級的收斂。
- 如果不存在 FS，該目的地會進入 Active 狀態，路由器會向鄰居發送查詢以尋找替代路徑。查詢範圍的設計對於避免延遲至關重要。
使用 variance 進行非等價成本負載平衡：
- 當設定了 variance 且路徑為 FS 時，EIGRP 會安裝多條路徑。一條路徑若其 FD ≤ (variance × 最佳 Successor 的 FD)，則符合資格。只有 FS 才能被安裝用於流量共享；為避免迴圈，等價成本的非 FS 路徑不會被使用。
- 流量共享可以是平衡的（預設，與計量值的倒數成正比），或透過
traffic-share min across-interfaces最小化。
範例：
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設計說明：如果存在多條鏈路但不符合 FC，請考慮調整介面的 delay（而非 bandwidth）來影響 FD/RD 關係。不要為此目的修改 K 值。
設定模型、鄰居建立與認證
EIGRP 支援傳統 (classic) 與命名 (named) 設定模型。
傳統 EIGRP (IPv4)：
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- 每個介面的路由彙總與認證是在介面層級進行設定。
命名 EIGRP（整合 IPv4/IPv6 並集中化策略）：
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鄰居發現：
- Hello/Hold 計時器：高速鏈路預設為 5/15 秒，低速鏈路為 60/180 秒。計時器無需匹配；接受的 hold time 是鄰居所宣告的值。
- 多點傳播目標位址：224.0.0.10 (IPv4) 與 FF02::A (IPv6)。
passive-interface會抑制 hello 封包；可用於面向存取層的埠口，或不應形成鄰居關係的地方。
認證：
- 傳統的每個介面 MD5/HMAC-SHA 認證：
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- 在命名模式下，在
af-interface下套用認證。同一網段上的所有鄰居必須共享相同的演算法與金鑰；不匹配會導致鄰居關係無法建立。
末梢路由 (Stub routing)：
- 僅在末梢路由器本身上設定；鄰居會學習到其末梢能力並抑制不必要的查詢。
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預設的末梢選項會宣告 connected 與 summary 路由。可根據需要加入 static 或 redistributed 路由。
IPv6 EIGRP：
- 需要一個 32 位元的 router ID 並在每個介面上啟用。
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計量值：複合與寬計量、K 值與相容性
複合計量值 (傳統)：
- 預設 K 值：K1=1 (bandwidth)、K3=1 (delay)，而 K2=K4=K5=0。有效計量值 = 256 × (最小鏈路頻寬倒數 + 累計延遲)。負載 (Load) 與可靠性 (Reliability) 預設被忽略。
- 在生產環境的設計中，不要更改 K 值；所有鄰居的 K 值必須完全匹配，否則鄰居關係會建立失敗。
寬計量值 (Wide metrics)：
- 寬計量值擴展了計量值的規模與精度（特別適用於非常高頻寬/低延遲的鏈路），並為 TE 功能增加了擴展空間。所有鄰居都必須支援並協商相同的 EIGRP 計量值版本。計量值版本或 K 值不匹配會導致鄰居關係無法建立。
- 計量值操作的最佳實踐：
- 優先選擇更改介面的 delay 來影響路徑偏好；它是累加的且具確定性。
- 避免設定不切實際的 bandwidth；它也會影響 QoS 與其他子系統。
- 在進行路由重分發時，使用
default-metric或明確的計量值，以確保可預測的路徑選擇。
重分發計量值：
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收斂、查詢、彙總與查詢邊界
查詢與卡在 Active 狀態 (SIA)：
- 當不存在 FS 時，路由會進入 Active 狀態，路由器會向所有鄰居傳送查詢，但末梢 (stub) 或有彙總邊界的鄰居除外。每個被查詢的鄰居都必須在 active-time 到期前 (預設為 3 分鐘) 回覆。若未能收到所有回覆，將導致 SIA；該鄰居可能會被重置，且路由會被清除。
- EIGRP 的 SIA-Query/SIA-Reply 增強功能可以更早地偵測到回應緩慢者，但良好的設計才是主要的緩解措施。
查詢抑制策略：
- 彙總：在分佈層或類似 ABR 的邊界上建立聚合路由，以防止查詢跨越邊界。EIGRP 會為該彙總路由安裝一條本地的 Null0 丟棄路由 (管理距離為 5)，其 metric 值等於最佳的成員路由。這不僅能縮小查詢範圍，還能在特定路由遺失時防止產生黑洞。
- 末梢路由 (Stub routing)：在 spoke 或 leaf 站點進行設定，以阻止查詢通過資源有限的設備進行傳輸。
- 過濾：限制不必要路由的傳播，並減少拓撲的規模。
使用 leak-map 的 IPv4 彙總：
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Leak-map 允許在宣告彙總路由的同時，也宣告選定的更精確路由——例如，為了透過策略來引導關鍵子網路的流量，或是在維持最佳路徑的同時，仍然能抑制對其餘路由的查詢。
設計上的權衡取捨：
- 粗略的彙總可以最大化穩定性，但可能會掩蓋次佳路徑，導致流量走上較長的路徑。只洩漏 (leak) 必要的路由即可。
- 過度的 variance (變異數) 可以增加負載平衡的路徑，但僅限於 FS 之間；請確保查詢受到抑制，以便為關鍵目的地保留 FS 的存在。
策略、重分佈、驗證與疑難排解
EIGRP 的路由重分佈（Redistribution）導入/導出：
- 重分佈至 EIGRP 的路由會成為外部路由（管理距離為 170）。務必設定一個確定的度量值（metric）並應用標籤（tagging），以防止在雙向重分佈時產生迴圈。
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驗證要點：
- 鄰居（Neighbors）：
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- 拓撲（Topology）：
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, 以及在
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下的具名模式（named-mode）對應指令
- 路由（Routing）：
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- 協定狀態：
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- 流量與查詢（Queries）：
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收斂問題的疑難排解流程：
- 確認鄰接（adjacency）的先決條件：AS 相符、K 值/度量版本相符、驗證設定正確，且中轉鏈路上沒有設定
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。 2. 檢查計時器和介面健康狀況；介面不穩定（flaps）會導致頻繁的 Active 狀態。僅在必要時調整 hello/hold 計時器；優先修復底層的媒介問題。 3. 檢查是否有 SIA（Stuck-In-Active）跡象和查詢風暴（query storms）。新增或優化路由彙總（summaries），並在葉節點路由器上設定 stub 以限制查詢範圍。 4. 評估拓撲中 FS（Feasible Successor）的可用性。若缺少 FS，請確認可行條件（feasible condition）是否能滿足；如果設計需要，可調整延遲（delay）以創造可行的備援路徑。 5. 驗證重分佈的度量值和標籤。缺少預設值會導致度量值無窮大而丟棄路由；缺少標籤則可能產生迴圈。 6. 對於 IPv6，確保已設定 router ID 且已在每個介面上啟用；IPv6 EIGRP 不使用 IPv4 的
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指令。
實務問題情境
Northwind Logistics 公司營運一個雙中心（dual-hub）的 EIGRP 網路，連接數十個分支倉庫（spoke warehouses）。遠端站點的存取線路偶爾不穩定（flaps），會觸發查詢風暴，導致中心路由器上間歇性地出現 SIA 狀態，並延遲故障轉移（failover）。該公司也計劃在 IPv4 旁啟用 IPv6，且必須防止在區域資料中心 EIGRP 和 OSPF 之間的雙向重分佈產生迴圈。
解決方法：
- 在分佈層（distribution layer）透過路由彙總來限制查詢範圍。
- 在每個朝向分支（spoke）的分佈層介面上，設定基於介面的 IPv4 路由彙總，並洩漏（leak）需要最佳化路由的關鍵子網路。當分支失去一條更精確的路由時，這能縮小查詢範圍，同時為關鍵字首保留效能。
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理由：路由彙總會為不匹配的子字首建立一條指向 Null0 的丟棄路由（AD 5），並防止 Active 狀態傳播超過彙總邊界，從而大幅降低 SIA 風險。
- 將分支路由器宣告為 stub，只通告 connected 和 summary 路由。
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理由：中心路由器將不會向分支傳送大範圍的查詢；分支路由器也無需回應它們無法改善的路由，這能縮短收斂時間，並節省低階 CPE 設備的 CPU 和記憶體。
- 在滿足 FC（Feasible Condition）的情況下，啟用雙中心之間的不等價成本負載平衡（unequal-cost load sharing）。
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理由：只要 FC 條件成立，
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指令允許使用多條到中心的 FS 路徑，在不違反無迴圈保證的前提下，提升吞吐量和彈性。
- 標準化度量值並避免更改 K 值。
- 不要修改 K 值。在資料中心明確設定重分佈的度量值。
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理由：一致的度量值能產生可預測的路徑選擇；標籤則用於標記外部路由，以防止其被重新導入而產生迴圈。
- 阻擋從 EIGRP 重分佈回 OSPF 時產生的迴圈。
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理由：標籤能防止相同的路由在不同協定之間來回擺盪，從而避免網路抖動（churn）和度量值混亂。
- 在中心路由器的 LAN 區段上透過驗證來強化鄰居關係的建立。
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理由：防止未經授權的鄰接關係，以及因第三方設備意外造成的度量值/K 值不匹配。
- 在每個介面上部署 IPv6 EIGRP 並設定 router ID。
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理由：IPv6 EIGRP 需要在每個介面上明確啟用，並設定一個 32 位元的 router ID；這反映了 IPv4 的行為，透過 FF02::A 建立獨立的鄰接關係。
- 驗證與監控。
- 使用
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來驗證 FS 是否存在；使用
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來確認計時器/驗證設定；使用
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來確保變更後查詢計數下降。 理由：確認設計變更確實減少了 Active/SIA 狀態，並且有多個 FS 可用於快速切換。
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