isisospf快速收敛机制的方法有哪些

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你可能喜欢为什么运营商更青睐ISIS,而不是OSPF,而企业网很少使用ISIS呢?
第一, 为什么运营商更青睐ISIS,而不是OSPF,请详细说一下ISIS有哪些显著优点是OSPF跟本不能比拟的?第二, 如果说ISIS真的很优秀,那为什么企业网很少使用ISIS,而是选择OSPF?
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这是一个很长的故事....想了下,我觉得按Chronology来写,会比较容易写清楚85年最早这个项目叫DECnet Phase V87年DEC公司(早在遥远的98年,就被康柏收购了,2001年,康柏和惠普又合并了,所以可以认为HP里的一部分就是DEC,详细的介绍可以自己网上看,这种介绍很多,也讲的很清楚)把协议改名字叫IS-IS,同时被ANSI选中作为替代RIP的新的域内协议(intradomain )。这时候,IS-IS还仅仅支持CLNP协议,不支持IP。88年NSFnet(美国国家科学基金会资助建设的网络,最早用来连接6个超级计算机中心的网络)就使用了最早的IS-IS作为网络协议。这时候IS-IS还不是正式的标准,还是草案(Draft)。同年,OSPF这个协议才刚开始编制,而且是参考了IS-IS的设计思路进行的。而这个时候,IS-IS也已经定义好了IP协议如何扩展89年OSPF v1 RFC发布而IS-IS已经成为了ISO推荐的协议标准 而这个时候,争论就开始了,IETF最后表态是对两个协议一视同仁,其实OSPF更占便宜一些,颇有小三上位的味道,呵呵90年双栈的IS-IS RFC发布 (CLNP和IP)91年OSPF v2发布92年这时候OSPF部署了很多,几乎没有IS-IS93年Novell发布了NLSP,就是IPX版本的IS-IS(老美其实也会搞山寨的)94年这一年是关键点,前面都是些背景铺垫而已,为什么说94年关键,因为这一年MCI想新建一个骨干网,这也是第一个大T准备大规模建IP骨干网,他们主动找的思科,咨询用什么协议比较好,这时候思科OSPF的代码还不是很成熟,之前很多OSPF项目在实施过程中出了很多的问题,知道OSPF产品还没成熟,大规模上心里没底,同时由于Dave Katz此时刚刚替思科把IS-IS代码从新搞了一遍,再加上之前的NSFnet也是用的IS-IS。所以综合这三方面原因,思科推荐了IS-IS协议。所以可以说这就是一个历史上的机缘巧合,一路用下来,IS-IS使用效果也没问题,那么以后所有人就都按照这个模式来做了,甚至从96年开始,很多其他运营商是从OSPF改成了IS-IS。慢慢的,IS-IS成了一个事实上的标准。这个大趋势一旦成型了,就不完全是技术问题了,还有很多人的因素。很简单的道理,换位思考下,如果我作为一家ISP的技术负责人,在做大的技术方案决策的时候,肯定是倾向于使用行业成熟或者说是行业都用的方案,因为没有决策风险。大家都用IS-IS,我也用了,如果出了问题,要么是人品不好干上特例了,就算真是工作出了差错,也还是可以解释的,而且一般这类问题,技术性很强,老板一般都不是很清楚技术细节的,也就没办法深究。如果标新立异,非要用OSPF,没事还好,出了事,就很痛苦了,老板们通常在这种情况下就会说一句,大家都用ISIS,为什么你非要用OSPF?玩出事了吧?说明你水平也不怎么样啊?你还是另谋高就吧!不光网络设备,基本上所有的设备选择都有这么一个特点,所以很多时候,大家都在用的,未必是最好的技术,只不过是市场做的最好的技术。就比如IP协议吧,这么一个连基本的安全、SLA都没有考虑的协议,现在成了全世界的标准。为了解决这些问题,还得搞QOS、搞流量工程一大堆补救的方案出来,把简单的事情搞复杂了。我个人觉得ATM协议真的是比IP好很多,可惜啊,欧洲人在市场化方面还是玩不过美国人,让IP后来居上,屌丝逆袭了。
大牛,还能考证出历史,学习了! 作为搞大网的,我就给大家搬点砖吧。我个人理解,ISIS和OSPF相比,其最核心的卖点就在于1点:够快!前面说了什么ATM、X25等等,都不谈,我们就谈下路由协议收敛速度(说明一下用途,我们所有的设备都是主备容灾的,为的就是当一个主坏掉的时候,备可以完全扛起业务:那么多少时间从主切换到备,就是一个很重要的指标了)1.发现端口down时间:OSPF默认hello 10s,deadtime 40s(好嘛,出了个故障40s才恢复,打电话的用户估计早就改打10086了)ISIS略好:DIS hello是3s(普通10s),deadtime是30s(也好不到哪里去)-&我们可以通过绑定BFD的方式,将上述数据下降到50ms与150ms的量级(也就是主动告诉设备,端口已经down了,来触发状态更新)但这还没完,上面这个时间是路由器终于知道端口DOWN了这一事实所需时间;我们接下来还需要一定的时间将这些信息发布到整个网内并且重算最短路径。本地路由表计算:OSPF:用传统spf对整张路由表进行计算,预期时间:1s(量级是秒)ISIS:用了一个I-SPF+PRC,刷的一下,只要50ms(比ospf可以少近2个量级)于是,为了大家打电话的时候不感受到语音中断;没得说,OSPF出局!(目前一般现网实际收敛时间可以控制在100ms左右)刚才我们只讲了2个关键点,其实整个IGP收敛过程一共六个环节:detection+originate+flooding+SPT+RIB+Distribution DelayBFD解决了detection问题;I-SPF解决了SPT问题origination:本地lsp更新触发时间:使用智能定时器技术解决flooding:发布到网内的时间:LSP快速扩散技术解决了这个问题RIB和DD属于底层实现,时延很小上面谈了好几个技术,都是isis特有而ospf未引入的:i-spf,PRC,智能定时器;通过这些技术,isis完胜ospf当然,有很多研究证明ospf也可以用这些技术,但目前为止,华为设备上,ospf并不支持。也许是因为没有这个必要吧。从整体设计上再谈一谈isis的优点:1.isis交互基于2层;天然的不需要进行3层解封装,进一步加速路由更新和泛洪速度2.isis和ospf设计理念不同:isis基于TLV格式,属于模块化设计,比较简洁。OSPF则不然,他设计的功能点非常多,而且希望从上到下都搞定。举个例子,OSPF为了实现引入静态路由,搞了las4,5,7,还设计了stub,nssa两个区域类型;为了解决一个理论上存在的区域划分问题,还搞了virtual-link技术。实际上现网应用场景非常少。这个设计思路不能说不对,但如果要放到大网上,就变的非常不合适了。3.BGP和ISIS联手,各自做到极致,毫无悬念的打败了OSPF;而如果使用OSPF+BGP,非常多的功能变的冗余而且容易导致冲突。总结:ospf是后台复杂,配置简单,适合小规模,非专业用户;
isis是后台简单,配置略复杂,适合专业用户。+BGP后,就非常适合大规模网络了。PS:现网OSPF仍有留存,对于一些用户对接工作来讲,OSPF仍有其价值。相关参考资料:
大约10年前,亲自参与了某国内最大城域网两个AS(4XXX和4XXX)的合并,做为甲方参加了IGP从OSPF到ISIS转变的整个讨论和决策过程,甲方选择ISIS的主要原因是:1,网络规模够大,国内OSPF在超大规模网络条件下(超过1000个路由器)成功案例较少;2,在国内真正能称得上是互联网骨干网的只有两张,163和169,此外当时还有两张精品业务网CN2和AS9929,都用的ISIS;3,当时华为还是屎,思科和集成商极力推荐ISIS,并在澳大利亚实验室提供了验证环境;4,从运营商技术人员来讲,内心想建立个壁垒,ISIS不是一般的小型网络愿意折腾的,当时也不是思科的NP/DP标准教学范畴内的内容,维护人员愿意掌握一门对外界来说bigger大些协议,顺手淘汰OSPF时代的老同志们;5,其实大型ISP网络环境很复杂,很难用一个IGP实现所有的需求,除了跑多个进程的选择,一般都会混合使用多种IGP,例如ISIS+OSPF或者OSPF+IGRP/RIP,包括现在这张融合后的某最大城域网,已经形成网元超过1000个、双平面的超大城域网,除了BGP+ISIS外,还在部分边缘部署了数个OSPF。顺便针对排名第一的答案说一下,真心不喜欢ATM技术,真维护过ATM的人都恨死这种过度复杂效率低下的东西了,当年思科就是赌错了,现在国内只有电信和联通有规模化的ATM网,全都深陷泥潭。
运营商选择ISIS作为IGP,简单和易扩展性是其主要原因,能做到网内设备寻址可达就可以,设备内存占用越小越好(不需要OSPF相比复杂的数据库结构);ISIS使用TLV便能实现容易方便的扩展,比如在原有IPv4网络中支持IPv6(不需要去再启用OSPFv3)
虽然感觉楼上的回答好高端
但是大概是我不太适应知乎的逼格
从技术的角度来说
运营商和企业网网络架构不一样
ISIS只有两种网络类型,OSPF在cisco中定义有五种,同样OSPF中有特殊的区域类型,ISIS也没有,虽然运营商环境大但是没有多样性,所以不需要OSPF的这些。还有一个主要的,ISIS的LSP只有两种使得LSDB库更小,OSPF的LSA分类更精细,LSDB更大,虽然两个协议都使用SPF算法,但是明显ISIS在大型网络环境中,进行计算需要的开销花费的更少,速度自然也就更快。当然还有更多细节,也没什么好说的了,看样子网工都没空上知乎,否则这问题也不会没人回答。
ISIS在链路层上面,不依赖IP这层,这样给了它很多可能。比如IPv4, IPv6路由的混合承载,给运营商网络平滑迁移提供了便捷,管你将来用不用,就这一个特性,运营商都不能拒绝。
ISIS是钓丝?ATM高贵?ATM落后得ATM自己都不愿意吐槽好不好。
一切的优缺点都不是关键关键在于人为选择
据说所知国内isp在用ospf,我们公司在用eigrp和is is。
IS-IS相对于OSPF的机制,可以容纳更多的路由条目,一般来说,OSPF协议容纳的路由条目是一万条左右,多了就会崩溃,而IS-IS可以达到两万多条,在运营商这个庞大的网络中,IS-IS相对于OSPF有着明显的优势。
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> IGP:ISIS的几种快速收敛特性
ISIS目前作为骨干网唯一的路由协议,收敛速度是非常值得关注的。而普通的IGP路由收敛方式为用HELLO报文检测链路失效,周期性传递LSA的方式(在收到整个LSA的时候再向邻居扩散)。所以在网络规模扩大的时候,LSDB随之增大,SPF的计算时间也会相当漫长。为了改进计算方法,我们设计了如下几种改进方案。
I-SPF(Incremental SPF)
I-SPF是指增量路由计算,顾名思义它每次只对变化的一部分路由进行计算,而不是对全部路由重新计算。在ISO-10589中定义使用Dijkstra算法进行路由计算。当网络拓扑中有一个节点发生变化时,这种算法需要重新计算网络中的所有节点,计算时间长,占用过多的CPU资源,影响整个网络的收敛速度。
I-SPF改进了这个算法,除了第一次计算时需要计算全部节点外,每次只计算影响的节点,而最后生成的最短路径树SPT与原来的算法所计算的结果相同,大大降低了CPU的占用率,提高了网络收敛速度。
PRC(Partial Route Calculation)
部分路由计算PRC的原理与I-SPF相同,都是只计算变化的那一部分。但PRC不需要计算节点路径,而是根据I-SPF算出来的SPT来更新叶子(路由)。
在路由计算中,路由代表叶子,路由器则代表节点。如果I-SPF计算后的SPT改变,PRC会只处理那个变化的节点上的所有叶子;如果经过I-SPF计算后的SPT并没有变化,则PRC只处理变化的叶子信息。
比如一个节点使能一个IS-IS接口,则整个网络拓扑的SPT是不变的,这时PRC只更新这个节点的接口路由,从而节省CPU占用率。
PRC和I-SPF配合使用可以将网络的收敛性能进一步提高,它是原始SPF算法的改进,所以已经代替了原有的算法。
LSP快速扩散
为了加快整个网络的收敛速度,当IS-IS收到其它路由器发来的LSP时,如果此LSP比自己LSDB中的要新,按原来RFC协议的实现,则是用一个定时器,定时将LSDB内的LSP扩散出去,所以LSDB的同步会比较缓慢。
LSP快速扩散特性改进了这种方式,配置此特性的路由器收到一个或多个比较新的LSP时,在路由计算之前,先将小于指定数目的LSP扩散出去,加快LSDB的同步过程。这种方式在很大程度上可以提高整个网络的收敛速度。
智能定时器
改进了路由算法后,如果触发路由计算的间隔较长,同样会影响网路的收敛速度。使用毫秒级定时器可以缩短这个间隔时间,但如果网络变化比较频繁,又会造成过度占用CPU资源。SPF智能定时器既可以对少量的外界突发事件进行快速响应,又可以避免过度的占用CPU。
通常情况下,一个正常运行的IS-IS网络是稳定的,发生大量的网络变动的几率很小,IS-IS路由器不会频繁的进行路由计算,所以第一次触发的时间可以设置的非常短(毫秒级)。如果拓扑变化比较频繁,智能定时器会随着计算次数的增加,间隔时间也会逐渐延长,避免占用大量的CPU资源。
与SPF智能定时器类似的还有LSP生成智能定时器。在IS-IS协议中,当LSP生成定时器到期时,系统会根据当前拓扑重新生成一个自己的LSP。原有的实现机制是采用间隔时间定长的定时器,不能同时满足快速收敛和低CPU占用率的需要。为此将LSP生成定时器也设计成智能定时器,使其可以对于突发事件(如接口Up/Down)快速响应,加快网络的收敛速度。同时,当网络变化频繁时,智能定时器的间隔时间会自动延长,避免过度占用CPU资源。
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