IPRAN中IS-IS的概念和原理(上)

IPRAN中IS-IS的概念和原理(上)

一、IS-IS分区域和多进程

为了支持大规模的路由网络,IS-IS协议支持区域划分。一个大的Domain(域)可以被分为多个Area(区域),每个区域的区域标识必须一致。在同一区域内的路由器只需维护本区域的链路状态信息。

1、IS-IS区域

为了支持大规模的路由网络,IS-IS在路由域内采用两级的分层结构,即一个大的Domain(域)可以被分为多个Areas(区域)。如下图所示为一个运行IS-IS协议的网络,整个Domain(域)不仅包括Area1中的所有L2设备,还包括其它区域的L1/2路由器。结合图示,介绍下IS-IS网络中三种不同级别的设备:

  • Level-1路由器

    Level-1路由器负责区域内的路由,它只与属于同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成邻居关系。一个Level-1路由器只负责维护本区域内的LSDB(Link State Database,链路状态数据库),对于目的地不在本区域内的路由,Level-1路由器会将该路由的目的地标识为最近的Level-1-2路由器。

  • Level-2路由器

    Level-2路由器负责区域间的路由,可以与Level-2或其它区域的Level-1-2路由器形成邻居关系,维护一个Level-2的LSDB,该LSDB包含区域间的路由信息。

    所有Level-2级别的设备组成路由域的骨干网,负责在不同区域间通信,路由域中Level-2级别的设备必须是连续的,以保证骨干网的连续性。只有Level-2级别的设备才能直接与区域外的设备交换数据报文或路由信息。

  • Level-1-2路由器

    同时属于Level-1和Level-2的路由器称为Level-1-2路由器,可以与同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成Level-1邻居关系,也可以与其他区域的Level-2和Level-1-2路由器形成Level-2的邻居关系。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-1-2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。

在IPRAN网络下,目前方案是全网使用Level-2路由器。

2、IS-IS多进程

IS-IS多进程指同在公网下(或者在同一个VPN下)创建多个IS-IS进程。 在一个设备上配置多个IS-IS进程,不同的接口可以运行不同的IS-IS进程。一台路由器可以用多进程的方式划分成多个虚拟的路由器,实现了对路由的隔离。

3、对应IPRAN中的配置

isis 1
 is-level level-2//配置为Level-2路由器

二、ISIS地址结构

IS-IS作为一种基于链路状态算法的IGP协议,要求每台运行IS-IS的路由器在网络中要有一个标识,并且要求该标识必须唯一。就像每一个人都要有一个身份证号码一样。在IS-IS中,这个标识就是NET(Network Entity Titles),也称作网络实体名称。

1、地址结构

一个NET地址的长度范围可以是8~20个八位组字节,并可以描述为区域ID(Area ID)和一台设备的系统ID(System ID)两部分。

  • Area ID的长度从1到13字节,可以根据管理上的考虑进行规划。一般情况下,同一个路由域中不允许有相同的区域地址。一个主机设备只需要配置一个区域地址,且同一区域中所有节点的区域地址都要相同。为了支持区域的平滑合并、分割及转换,在设备的实现中,一个IS-IS进程下最多可配置3个区域地址。
  • SYSTEM ID在VRP规定为6个字节,具体配置的时候,可以使用MAC地址或由Loopback接口的IP地址转化得来。
  • SEL(NSAP Selector,有时也写成N-SEL)的作用类似IP中的“协议标识符”,不同的传输协议对应不同的SEL。在IP上SEL均为00。

确定Area ID的方法:由于Area ID的长度是不固定的,而SYSTEM ID和SEL是固定长度的,所以在整段地址中把后面的1字节的SEL和6字节的SYSTEM ID去掉,剩余的部分就是Area ID。

2、NET举例

假设路由器有一个Loopback接口,IP地址为192.168.1.01,首先转换为SystemID:

  • 对于点分十进制环回IP地址的每一个字节不够3位数字,使用0进行填充以不足3位。即转换为:192.168.001.001。
  • 将12位的IP地址按照每4个数字一组分为3组,转换为:1921.6800.1001。
  • 1921.6800.1001作为SystemID字段,再加上区域地址和NSEL(00)后便形成NET地址。

假设区域地址为49.0021,那么完整的NET地址如下:

3、对应IPRAN中的配置

isis 1
 network-entity 49.0021.1921.6800.1001.00//配置NET

三、IS-IS Wide Metric

IS-IS协议支持两种Metric度量方式,在IPRAN网络中主要使用的是Wide Metric方式。

IS-IS协议支持两种Metric度量方式:

  • Narrow-Metric:IS-IS默认Metric值为每个接口是10,接口开销限制为6bit即为0-63,整个路径的开销限制为10bit即为最大1023。
  • Wide Metric:Wide Cost用24个bit来定义,取值范围1-16777215。

缺省情况下,IS-IS路由的开销类型为narrow模式,即只能发送和接收路由开销在1~63范围内的路由。当IS-IS作为基础协议应用在MPLS TE中时,IS-IS的LSP报文需要携带TE的信息,或者当IS-IS需要携带tag信息应用某种路由策略时,由于LSP携带了附加的内容,导致在Narrow模式下无法泛洪这些LSP。cost-style命令可以根据网络需要,改变IS-IS路由的开销类型,使LSP顺利传送。

在实际应用中,为了方便IS-IS实现其扩展功能,通常将IS-IS的路由开销类型设置为wide模式。在网络运行过程中修改路由开销类型会导致IS-IS进程重启,并可能会造成邻居断连,如果需要修改IS-IS的路由开销类型,请在配置IS-IS的基本功能时完成cost-style的配置。

对应IPRAN中的配置

isis 1
 cost-style wide//配置IS-IS接收和发送路由的开销类型配置为wide

四、IS-IS TE

1、基本原理

IS-IS TE是IS-IS为了支持MPLS TE而做的扩展,遵循RFC5305和RFC4205中关于IS-IS部分扩展的规定,通过在LSP报文中携带TE信息,协助MPLS完成TE信息的泛洪、同步和解析,并将解析出来的TE信息传递给CSPF模块。IS-IS TE在MPLS TE的流程中扮演着“搬运工”的角色,IS-IS TE和MPLS TE、CSPF的关系可以用下图来概括:

IS-IS TE为了在LSP中携带TE信息,IS-IS的路由开销类型需设置为wide模式,这里对应了上篇内容里的IS-IS Wide Metric部分内容。

IS-IS TE主要有两个流程:

  • 响应MPLS TE的配置消息流程

    只有使能了MPLS TE,IS-IS TE特性才能运行。

    根据MPLS TE的配置,更新IS-IS LSP报文中的TE信息。

    将MPLS TE的配置传递给CSPF模块。

  • 处理LSP中TE信息的流程

    提取收到的IS-IS LSP报文中的TE信息,传递给CSPF模块。

2、组网应用

IS-IS TE的典型应用是协助MPLS TE建立TE隧道。如下图组网,建立一条从CX-A到CX-D的TE隧道。

配置要求:

  • CX-A使能MPLS TE,并使能MPLS TE CSPF计算隧道路径。
  • CX-B、CX-C和CX-D使能MPLS TE。
  • CX-A、CX-B、CX-C和CX-D运行IS-IS协议实现网络互通,并且使能IS-IS TE功能。

这样,CX-A、CX-B、CX-C和CX-D的IS-IS协议在各自发布的LSP报文中,分别携带各自路由器上配置的TE信息。CX-A根据收到的LSP报文,获得CX-B、CX-C和CX-D的MPLS TE配置,从而得到整网的TE信息。CSPF模块可以利用这些信息来计算满足隧道要求的路径。

3、对应IPRAN中的配置

isis 1
 traffic-eng level-2//指定使能Level-2区域的IS-IS TE特性

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文章标题:IPRAN中IS-IS的概念和原理(上)

文章字数:2.1k

本文作者:F_numen

发布时间:2020-03-13, 23:08:25

最后更新:2020-03-24, 15:59:36

原始链接:https://netheroone.cn/archives/3dcf8de7.html

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