IS-IS理论知识详解（六）

IS-IS理论知识详解（五）：http://www.023wg.com/lypz/318.html

    29、IS-IS Auto FRR

    随着网络的不断发展，VoIP和在线视频等业务对实时性的要求越来越高，而IS-IS故障恢复需要经历“故障感知、LSP更新、LSP泛洪、路由计算和下发FIB”这几个过程才能让流量切换到新的链路上，因此故障恢复的时间远远超过了50ms（即用户感知流量中断的时间），不能满足此类网络业务的实时性要求。

    IS-IS Auto FRR（Fast reroute）遵循RFC 5286（Basic Specification for IP Fast Reroute Loop-Free Alternates）协议，可为流量提供链路和节点的保护。IS-IS Auto FRR能够保证转发系统快速地响应这种故障事件并采取措施，尽快让业务流恢复正常。

    通常情况下，通过将BFD会话与IS-IS Auto FRR进行绑定，可以使故障恢复时间降低到50ms以内。当BFD检测到接口链路故障后，BFD会话状态会变为Down并触发接口进行快速重路由，将流量从故障链路切换到备份链路上，从而达到流量保护的目的。

    1、IS-IS Auto FRR工作原理

    IS-IS Auto FRR利用LFA（Loop-Free Alternates）算法预先计算好备份链路，并与主链路一起加入转发表。当网络出现故障时，IS-IS Auto FRR可以在控制平面路由收敛前将流量快速切换到备份链路上，保证流量不中断，从而达到保护流量的目的，因此极大的提高了IS-IS网络的可靠性。

    LFA计算备份链路的基本思路是：以可提供备份链路的邻居为根节点，利用SPF算法计算出到目的节点的最短距离。然后，按照RFC5286规定计算出无环的备份链路。

    IS-IS Auto FRR支持对需要加入IP路由表的备份路由进行过滤，通过过滤策略的备份路由才会加入到IP路由表，因此，用户可以更灵活的控制加入IP路由表的IS-IS备份路由。

    2、IS-IS Auto FRR组网应用

    IS-IS Auto FRR支持TE（Traffic Engineering）链路，分为如下两种类型：

    2.1、支持IP保护TE

                                        图1 IP保护TE

    如上图1所示，RouterS到RouterD的IS-IS cost最小的路径为TE-Tunnel，因此RouterS优选TE-Tunnel作为到RouterD的主路径。路径RouterS->RouterN->RouterD的cost值次小，根据LFA计算公式，RouterS选择RouterS->RouterN->RouterD作为备份路径，备份出接口为RouterS上到RouterN的出接口。

    如果备份出接口是TE-Tunnel的实际出接口时，保护失效。

    2.2、支持TE保护IP

                                                图2 TE保护IP

    如上图2所示，物理路径RouterS->RouterN->RouterD是RouterS到RouterD的所有路径中IS-IS cost值最小，因此RouterS将优选RouterS->RouterN->RouterD作为RouterS到RouterD的主路径。

    TE-Tunnel的IS-IS cost为12，TE-Tunnel的显示路径为RouterS到RouterD的直连链路。RouterS到RouterD的直连链路的IS-IS cost为13，大于TE-Tunnel的IS-IS Cost，因此IS-IS在计算备份路径时，选择TE-Tunnel为备份路径。这样就实现了TE保护IP。
    IS-IS Auto FRR流量保护分为链路保护和节点链路双保护。

    1、链路保护

    为经过特定链路的流量提供保护。

    链路开销必须满足不等式：Distance_opt(N,D) < Distance_opt(N,S) + Distance_opt(S,D)

                                       图3 IS-IS Auto FRR链路保护

    如上图3所示，流量从RouterS到RouterD进行转发，网络开销值满足链路保护公式，可保证当主链路故障后，RouterS将流量切换到备份链路RouterS到RouterN后可以继续向下游转发，确保流量中断小于50ms。

    2、节点链路双保护

    为本节点到下一跳节点间的链路出现故障或下一跳节点出现故障提供保护。在这种方式中，对节点保护的优先级高于对链路保护。

    节点链路双保护需同时满足如下两个条件：

    链路开销必须满足：Distance_opt(N,D) < Distance_opt(N,S) + Distance_opt(S,D)

    路由器的接口开销必须满足：Distance_opt(N,D) < Distance_opt(N,E) + Distance_opt(E,D)

                                 图4 IS-IS Auto FRR节点链路双保护

    如上图4所示，流量从RouterS经RouterE到RouterD进行转发，网络开销值满足链路保护公式，可保证当RouterS与RouterE之间的链路或者RouterE发生故障后，RouterS将流量切换到备份链路RouterS到RouterN后可以继续向下游转发，确保流量中断小于50ms。

    上面不等式Distance_opt(X，Y)是指节点X到Y之间的最优路径的开销值。其中，S是转发流量的源节点，E是发生故障的节点，N是备份链路的节点，D是流量转发的目的节点。

    30、IS-IS多实例和多进程

    对于支持VPN（Virtual Private Network）的设备，IS-IS多实例是指在同一台路由器上，可以配置多个VPN实例与多个IS-IS进程相关联。

    IS-IS多进程指在同一个VPN下（或者同在公网下）可以创建多个IS-IS进程，每个进程之间互不影响，彼此独立。不同进程之间的路由交互相当于不同路由协议之间的路由交互。

    每个IS-IS进程都可以绑定一个指定的VPN实例，其典型应用就是在VPN场景中PE和CE之间运行IS-IS协议，同时VPN骨干网上的IGP也采用IS-IS。那么，在PE上这两个IS-IS进程互不影响。

    IS-IS多实例和多进程的特点如下：

    1、IS-IS多进程共用同一个RM路由表。而IS-IS多实例使用VPN中的RM路由表，并且每个VPN都有自己单独的RM路由表。

    2、IS-IS多进程允许为一个指定的IS-IS进程关联一组接口，从而保证该进程进行的所有协议操作都仅限于这一组接口。这样，就可以实现一台路由器有多个IS-IS协议进程，每个进程负责唯一的一组接口。

    3、IS-IS进程在创建时可以选择绑定一个VPN实例，于是这个IS-IS进程就与此VPN实例相关联，并且只接收和处理此VPN实例内的事件。当VPN实例删除时，IS-IS进程也会跟着被删除。

IS-IS理论知识详解（七）：http://www.023wg.com/lypz/320.html