1、中国电信集团公司网络运行维护事业部,1,ISIS协议深入,数据网维护管理处 2007年1月,中国电信集团公司网络运行维护事业部,2,这门课程重点关注ISIS的高级特性，学习这些高级特性的目的在于学会如何提高ISIS的性能。 我们在网络中部署这些高级特性，目的是为了提高网络的可用性、灵活性并减少ISIS的收敛时间。,前 言,中国电信集团公司网络运行维护事业部,3,学习指南,RFC1195-IS-IS for Routing in TCPIP and Dual Environments RFC3277-IS-IS Transient Blackhole Avoidance RFC2763-ISIS
2、 Dynamic Hostname Exchange Mechanism RFC2966-Domain-wide Prefix Distribution with Two-Level IS-IS RFC2973-IS-IS Mesh Groups,中国电信集团公司网络运行维护事业部,4,学习完此课程，您将会： 学会ISIS的高级特性 在网络中部署ISIS的高级特性,目 标,中国电信集团公司网络运行维护事业部,5,第1章 ISIS概念回顾 第2章 概念深入 第3章 提高性能 第4章 扩展可用性,内容介绍,中国电信集团公司网络运行维护事业部,6,第1章 ISIS概念回顾 1.1 ISIS的概念 1
3、.2 ISIS的寻址 1.3 ISIS的链路状态数据库和算法,内容介绍,中国电信集团公司网络运行维护事业部,7,ISIS的概念,基本术语（一）,中国电信集团公司网络运行维护事业部,8,ISIS的概念,基本术语（二）,中国电信集团公司网络运行维护事业部,9,ISIS的概念,支持2层分层体系（Level-1、Level-2） 路由器角色分为： Level-1、 Level-2、 Level-1-2 所有Level-2（或Level-1-2）路由器构成骨干区域，骨干区域必须连续 如果不支持部分修补（partition repair），则Level-1区域也必须连续,区域和路由选择层次,中国电信集团公
4、司网络运行维护事业部,10,第1章 ISIS概念回顾 1.1 ISIS的概念 1.2 ISIS的寻址 1.3 ISIS的链路状态数据库和算法,内容介绍,中国电信集团公司网络运行维护事业部,11,ISIS的寻址,OSI网络层地址编码方式: NSAP,中国电信集团公司网络运行维护事业部,12,第1章 ISIS概念回顾 1.1 ISIS的概念 1.2 ISIS的寻址 1.3 ISIS的链路状态数据库和算法,内容介绍,中国电信集团公司网络运行维护事业部,13,ISIS的链路状态数据库和算法,Level-1路由器负责区域内的路由，到区域外的报文转发给最近的Level-1-2路由器 Level-2 路由器
5、负责区域间的路由，只有Level-2路由器才能直接与路由域外的路由器交换数据报文或路由信息 Level-1-2路由器维护两个LSDB，Level-1的LSDB用于区域内路由，Level-2的LSDB用于区域间路由。Level-1路由器必须通过Level-1-2路由器才能连接至其他区域 Level-1和Level-2分别运行SPF算法，生成各自的LSDB,LSDB和SPF,中国电信集团公司网络运行维护事业部,14,第1章 ISIS概念回顾 第2章 概念深入 第3章 提高性能 第4章 扩展可用性,内容介绍,中国电信集团公司网络运行维护事业部,15,第2章 概念深入 2.1 DIS 和 Pseudo
6、node,内容介绍,中国电信集团公司网络运行维护事业部,16,DIS 和 Pseudonode,DIS 的意思是 Designated IS DIS类似于OSPF中的DR 在广播多路访问网络中，一台路由器会被选举成为DIS 在点到点网络中，不需要选举DIS,什么是DIS？,中国电信集团公司网络运行维护事业部,17,DIS 和 Pseudonode,DIS要承担两个主要工作： 在广播子网中创建并向所有路由器通告伪节点LSP 在LAN中通过每10秒周期性地发送CSNP来泛洪LSP,DIS的作用是什么？,“伪节点”的概念将在后面讲述。,中国电信集团公司网络运行维护事业部,18,DIS 和 Pseud
7、onode,在一个LAN中，必须有一个路由器被选举成为DIS 选举基于接口优先级 如果所有接口的优先级一样，具有最大的subnetwork point of attachment (SNPA) 的路由器将当选DIS 在LAN中，SNPA 指的是MAC地址 在帧中继网络中，SNPA 是local data link connection identifier (DLCI) 如果SNPA是一样的，具有最大的system ID的路由器将当选为DIS DIS的选举是抢占式的,如何选举DIS？,中国电信集团公司网络运行维护事业部,19,DIS 和 Pseudonode,伪节点是在广播多路访问网络中的一台
8、虚拟路由器 伪节点由DIS创建 DIS在伪节点LSP中通告LAN中的所有邻居 LAN中的所有路由器在它们的LSP中通告自己与伪节点的连接性,什么是伪节点？,中国电信集团公司网络运行维护事业部,20,DIS 和 Pseudonode,伪节点视图,中国电信集团公司网络运行维护事业部,21,DIS 和 Pseudonode,没有伪节点时的LSPDB,中国电信集团公司网络运行维护事业部,22,DIS 和 Pseudonode,有伪节点时的LSPDB,中国电信集团公司网络运行维护事业部,23,DIS 和 Pseudonode,减小路由器LSP的大小 使路由器LSP更稳定 使SPF计算更快,伪节点的作用,
9、中国电信集团公司网络运行维护事业部,24,第1章 ISIS概念回顾 第2章 概念深入 第3章 提高性能 第4章 扩展可用性,内容介绍,中国电信集团公司网络运行维护事业部,25,第3章 提高性能 3.1 SPF i-SPF 和 PRC 3.2 Mesh Groups,内容介绍,中国电信集团公司网络运行维护事业部,26,SPF,也叫做Dijkstra算法（Shortest Path First） 目的在于计算到达网络拓扑中其它路由器的最短路径 通过计算得到的最短路径树SPT (Shortest Path Tree)，我们可以建立路由表 (路由信息表 Routing Information Base
10、 ),什么是SPF？,中国电信集团公司网络运行维护事业部,27,SPF,SPF 算法,创建并维护三个列表,中国电信集团公司网络运行维护事业部,28,SPF,重复执行以下三步N次 从tentative list 的所有路由器中找出离自己（根）最近的节点，并把它从tentative list 移到 paths list 发现此节点通告的所有前缀并安装到RIB中 发现此节点的所有邻居并把这些邻居移动到 tentative list 中 在IS-IS中，IP前缀是最短路径树上的叶子 不使用IP 前缀来计算和建立SPT 使用CLNS System-ID 来标记路由器,SPF 算法 (续),中国电信集团公
11、司网络运行维护事业部,29,SPF,SPF举例,中国电信集团公司网络运行维护事业部,30,SPF,SPF举例 (续),刚开始时,因为A是根，所以把它移动到Path list,中国电信集团公司网络运行维护事业部,31,SPF,把A的邻居移动到 Tentative list,SPF举例 (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,32,SPF,把 C,3,S1 移动到 Paths list 把C的邻居移动到 Tentative list,SPF举例 (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,33,SPF,SPF举例 (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,34,SPF,把 E,3,S3 移动
12、到 Paths list 把 E的邻居移动到Tentative list,SPF举例 (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,35,SPF,SPF举例 (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,36,SPF,把 B,5,S0 移动到Paths list 把 B的邻居移动到 Tentative list,SPF举例 (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,37,SPF,SPF举例 (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,38,SPF,把 D,5,S3 移动到 Paths list 把D的邻居移动到 Tentative list,SPF举例 (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部
13、,39,SPF,SPF举例 (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,40,SPF,把 F,11,S0 和 F,11,S3 移动到 Paths list,SPF举例 (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,41,SPF,因为Tentative list 已经空了，所以SPF计算结束,SPF举例 (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,42,SPF,假如以B为根,SPF举例 (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,43,i-SPF,i-SPF: Incremental SPF,算法 树中不改变的部分保持原样 重新计算树中受影响的部分 把受影响的部分和保持原样的部分整合到一起 为了实
14、现 i-SPF，我们必须 维护父列表 parent list 维护邻居列表 neighbour list 使用更多的内存 i-SPF的计算时间是不可预测的，但是 i-SPF 比完全 SPF要快,中国电信集团公司网络运行维护事业部,44,i-SPF,这条链路不在SPT中，所以不影响SPF的计算。,i-SPF: Incremental SPF (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,45,i-SPF,1. D 通告新邻居G 2. A 只需要从 D开始计算SPT,i-SPF: Incremental SPF (续),C,中国电信集团公司网络运行维护事业部,46,i-SPF,发生改变的地方离根越远
15、，执行i-SPF来更新SPF所需的时间越短 如果发生变化的地方离执行SPF计算的节点很近，那么i-SPF算法不会带来太多的好处,i-SPF: Incremental SPF (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,47,只是把 2.2.2.2/32 安装到 RIB中, SPT不受影响。,PRC,PRC: Partial Route Calculation,PRC：部分路由计算 如果仅仅是IP前缀发生改变，不需要重新建立SPT，只需要重新把前缀安装到路由表中即可,中国电信集团公司网络运行维护事业部,48,第3章 提高性能 3.1 SPF i-SPF 和 PRC 3.2 Mesh Groups
16、,内容介绍,中国电信集团公司网络运行维护事业部,49,Mesh Groups,全连接拓扑,中国电信集团公司网络运行维护事业部,50,Mesh Groups,Mesh Groups: 单一组,Group 1,中国电信集团公司网络运行维护事业部,51,Mesh Groups,Group 1,Mesh Groups: 单一组 (续),中国电信集团公司网络运行维护事业部,52,Mesh Groups,Mesh Groups: 多组,Group 2,Group 1,中国电信集团公司网络运行维护事业部,53,Mesh Groups,Mesh Groups: Blocked 接口,Blocked,中国电信集
17、团公司网络运行维护事业部,54,Mesh Groups,缺点,静态配置 配置复杂 不恰当的配置可能会导致路由环路和黑洞 在点到点链路上要发送额外的CSNP报文,中国电信集团公司网络运行维护事业部,55,第1章 ISIS概念回顾 第2章 概念深入 第3章 提高性能 第4章 扩展可用性,内容介绍,中国电信集团公司网络运行维护事业部,56,第4章 扩展可用性 4.1 层次间的前缀分发 4.2 避免临时黑洞 4.3 动态主机名交换机制,内容介绍,中国电信集团公司网络运行维护事业部,57,层次间的路由分发,RFC1195 定义了 对于在L1数据库中没有的目的IP前缀，L1路由器应该把数据包转发到离它最近
18、的L-1-2 路由器，这个L-1-2 路由器在它的L1 LSP中设置了“attached bit“ 一个 L-1-2 路由器应该手工配置L1区域中可达前缀的聚合，这些聚合路由被注入到L2区域中,历史,中国电信集团公司网络运行维护事业部,58,层次间的路由分发,问题一,L-2,L-1,L-1-2,L-1-2,L-1-2,L-1-2,L-1,L-1,L-1,50,40,20,20,20,20,50,RTA,RTB,信息不完整经常会导致次优路由的产生。,中国电信集团公司网络运行维护事业部,59,层次间的路由分发,问题二,如果一台L1路由器不知道到其它L1区域的BGP路由器的确切的IGP开销，它就不能
19、执行高效的最短出口路由选择。,中国电信集团公司网络运行维护事业部,60,层次间的路由分发,问题三,在这个MPLS VPN网络中，SITE A的流量不能转发到SITE B。,中国电信集团公司网络运行维护事业部,61,层次间的路由分发,Route leaking （路由渗透） RFC1195 定义了L-1-2路由器可以把从L1学到的IP路由通告到L2中 RFC1195 没有定义L2L1 的域间路由 (route leaking) RFC2966 定义了路由渗透 L-1-2路由器不能把L2L1的路由重新通告回L2,解决办法,中国电信集团公司网络运行维护事业部,62,层次间的路由分发,UP/DOWN
20、bit,UP/DOWN bit,RFC2966 重新把TLV128和TLV130 default metric字段的高比特定义为 up/down bit. L-1-2 路由器在把L2的路由信息通告到L1 LSP的时候必须把这个比特设置为1 对于L1 或 L2 LSP中的其它前缀，这个比特必须设置为0,设置了up/down bit 的前缀永远不会被 L-1-2 路由器通告回 L2。,中国电信集团公司网络运行维护事业部,63,层次间的路由分发,路由渗透和 U/D 比特,中国电信集团公司网络运行维护事业部,64,层次间的路由分发,定义IP前缀类型的四个因素,TLV128:IP内部可达性信息(Leve
21、l-1/Level-2),TLV130:IP 外部可达性信息(Level-1/Level-2),中国电信集团公司网络运行维护事业部,65,层次间的路由分发,合法的组合,中国电信集团公司网络运行维护事业部,66,层次间的路由分发,不合法的组合,中国电信集团公司网络运行维护事业部,67,层次间的路由分发,优先顺序,中国电信集团公司网络运行维护事业部,68,第4章 扩展可用性 4.1 层次间的前缀分发 4.2 避免临时黑洞 4.3 动态主机名交换机制,内容介绍,中国电信集团公司网络运行维护事业部,69,避免临时黑洞,临时黑洞,RTA,AS100,AS300,AS200,BGP Peer,RTB,RT
22、C,RTD,2,2,1,1,D,E0,E0,中国电信集团公司网络运行维护事业部,70,避免临时黑洞,临时黑洞 (续),RTA,AS100,AS300,AS200,BGP Peer,RTB,RTC,RTD,2,2,D,E0,E0,中国电信集团公司网络运行维护事业部,71,避免临时黑洞,临时黑洞 (续),RTA,AS100,AS300,AS200,BGP Peer,RTB,RTC,RTD,2,2,1,1,D,E0,E0,我回来了，但是我不知道到D的路由,BGP Synchronizing,中国电信集团公司网络运行维护事业部,72,避免临时黑洞,Overload bit,RTA,AS100,AS30
23、0,AS200,BGP Peer,RTB,RTC,RTD,2,2,1,1,D,E0,E0,D1,BGP Synchronizing,不要把去往D的包发给我，但是可以把去往D1的包发给我。,中国电信集团公司网络运行维护事业部,73,避免临时黑洞,如果没有到达目的的其它路径，使用这种机制将对网络的收敛性造成负面影响 如果在ISIS路由域当中的系统没有正确设置overload比特，可能会导致转发环路,缺点,其它选择,通告非常高的度量值,中国电信集团公司网络运行维护事业部,74,第4章 扩展可用性 4.1 层次间的前缀分发 4.2 避免临时黑洞 4.3 动态主机名交换机制,内容介绍,中国电信集团公司网
24、络运行维护事业部,75,动态主机名交换机制,System ID 1-8 字节 (通常 6 字节) 十六进制表示 没有符号名字直观,如何表示节点,中国电信集团公司网络运行维护事业部,76,动态主机名交换机制,System ID 例子,display isis lsdb verbose IS-IS Level-1 Link State DatabaseLsp ID Sequence Holdtime A_P_O Checksum 0100.0000.1001.00-00 0x00000002 921 0_0_0 0x831eArea Address: 49.0001NLPID: IPV4 Ip A
25、ddress: 10.0.1.1Ip Address: 202.0.0.1IS: 0100.0000.2001.00 Cost: 10 IP-Internal: 10.0.1.0 255.255.255.0 Cost: 10 IP-Internal: 202.0.0.0 255.255.255.0 Cost: 10 Lsp ID Sequence Holdtime A_P_O Checksum 0100.0000.2001.00-00 0x00000015 925 0_0_0 0x2d5eArea Address: 49.0001NLPID: IPV4 Ip Address: 10.0.2.1
26、Ip Address: 202.0.0.2IS: 0100.0000.1001.00 Cost: 10 IP-Internal: 10.0.2.0 255.255.255.0 Cost: 10 IP-Internal: 202.0.0.0 255.255.255.0 Cost: 10 + - Wide Cost TLVs, * - Up/Down Bit Set in IP Prefix,中国电信集团公司网络运行维护事业部,77,动态主机名交换机制,可以用三种方法来定义名字到system ID的映射 静态 定义 DNS 动态主机名交换机制 Dynamic hostname exchange mechanism,如何更直观些,中国电信集团公司网络运行维护事业部,78,动态主机名交换机制,动态主机名 TLV 是可选的 这个TLV可以出现在一个非伪节点LSP的任何分段中 Value字段的内容是产生这个LSP的路由器的名字 这个路由器的system ID 可以从LSP的标识符中获得 路由器可以把这个TLV加到伪节点LSP中建立名字和伪节点的映射关系,动态主机名 TLV,中国电信集团公司网络运行维护事业部,79,如何减少收敛时间 如何提高ISIS的性能 如何扩展ISIS的可用性,小结,中国电信集团公司网络运行维护事业部,80,中国电信集团公司网络运行维护事业部,81,谢谢!,
