Гаркуша Сергій Володимирович, Ситніков Роман Сергійович, Лошаков Валерій Андрійович, Акулинічев Артем Аркадійович

Експериментальне дослідження властивостей протоколу маршрутизації EIGRP щодо відмовостійкості та балансування навантаження

Стаття присвячена експериментальному дослідженню пропрієтарного протоколу EIGRP у середовищі GNS3 з метою аналізу його властивостей з погляду підтримки стратегій багатошляхової відмовостійкої маршрутизації та впливу цих рішень на порядок балансування навантаження за основними маршрутами, які мають різну метрику. Експерименти проведені на мережній топології для декількох варіантів вихідних даних щодо метрик інтерфейсів/маршрутів і значень коефіцієнту варіації (variance), які впливали на вибір оптимальних шляхів, множини основних та резервних маршрутів при забезпеченні відмовостійкості інфокомунікаційної мережі (ІКМ), а також на порядок балансування навантаження між ними, як у нормальних умовах експлуатації, так і за умов відмов мережного обладнання. Результати експериментального дослідження підтвердили швидку конвергенцію та адаптацію до зміни стану мережі, спричинених зміною метрик маршрутів і топології ІКМ через відмову її елементів. Рішення щодо адаптації супроводжувалися переглядом оптимальних шляхів, зміною множини основних і резервних маршрутів, а також порядку балансування навантаження між основними маршрутами з метою покращення рівня якості обслуговування. Продемонстровано, що протокол EIGRP балансує навантаження на підставі автоматичного перерозрахунку співвідношення між значеннями лічильників для кожного основного шляху з маршрутної таблиці, які обернені до співвідношення метрик оптимального і неоптимальних маршрутів. Це здійснюється з метою вирівнювання завантаженості маршрутів, які мають різну метрику, та повинно призвести до вирівнювання затримок пакетів, що передаються різними шляхами, та мінімізації значення джитеру пакетів, обумовленого реалізацією багатошляхової маршрутизації. Моніторинг таблиць маршрутизації та топології дозволяє відслідковувати у реальному часі зміни у множині оптимальних і неоптимальних, основних і резервних шляхів, а також їхніх характеристик і статусів. Механізм боротьби з петлями, який підтримується у EIGRP, також забороняє використання шляхів при балансуванні навантаження, які мають високі значення маршрутної метрики.

Ключові слова: протокол, маршрутизація, балансування, відмовостійкість, дослідження, мережа

Harkusha Serhii, Sytnikov Roman, Loshakov Valerii, Akulinichev Artem

Experimental Investigation of the EIGRP Routing Protocol Properties with Respect to Fault Tolerance and Load Balancing

The article presents an experimental study of the proprietary EIGRP protocol in the GNS3 environment to analyze its properties regarding support for multipath, fault-tolerant routing strategies, and the impact of these solutions on load balancing across primary routes with different metrics. The exper-iments were conducted on a network topology for several sets of initial data regarding interface/route metrics and variance coefficient values, which influenced the selection of optimal paths, the set of primary and backup routes for ensuring the fault tolerance of the information and communication network (ICN), as well as the load balancing between them both under normal operating conditions and in the event of network equipment failures. The results of the experimental study confirmed the fast convergence and adaptation to network state changes caused by variations in route metrics and ICN topology due to component failures. The adaptation decisions were accompanied by a revision of the optimal paths, changes in the set of primary and backup routes, and adjustments in load balancing between the primary routes to improve the quality of service. It was demonstrated that the EIGRP protocol balances load by automatically recalculating the ratio of share counter values for each primary path in the routing table, which is inversely proportional to the metric ratios of optimal and non-optimal routes. This is done to equalize the load across routes with different metrics, level packet delays across different paths, and minimize packet jitter caused by multipath routing. Monitoring of routing and topology tables enables real-time tracking of changes to the set of optimal and non-optimal, primary and backup paths, along with their characteristics and statuses. The loop-prevention mechanism in EIGRP also prevents the use of high-metric paths for load balancing.

Keywords: protocol, routing, balancing, fault tolerance, research, network