弹性网络中核心层收敛

本秂侑毒 提交于 2020-01-11 07:55:36

本文将介绍网络核心层的收敛。文章内容包括:

  • 核心层网络收敛
  • OSPF 增强
  • IS-IS增强
  • IP 事件抑制
  • MPLS TE

1 核心网络收敛

网络收敛可以发生在OSI模型中的1-3层,物理层当前使用较多的是波分链路,利用波分特性可以在50ms内进行收敛,数据链路层收敛使用的是STP,RSTP或ERPS,网络层收敛通常是指路由协议的收敛。本文重点关注网络层收敛。在高速网络下,期望的网络收敛是50ms。
网络快速收敛主要通过三种方式实现:

  • 链路失效快速检测
  • 链路失效快速传递
  • 快速路由收敛

2 OSPF 收敛

2.1 OSPF throttling

定义在拓扑改变后,进行SPF计算前需要等待的时间,避免进行过多的SPF计算。
配置命令如下:
timers throttle spf 10 4800 90000
10表示起始等待时间;
4800表示等待间隔,如果在上一个等待时间内收到新的拓扑变化事件,下一次等待间隔将变成上一个等待间隔的两倍;如果在上一个等待间隔没有发生事件变化,等待间隔变成起始等待时间;
90000表示最长等待间隔;
详细图例如下:
https://networklessons.com/cisco/ccie-routing-switching-written/ospf-spf-scheduling-tuning-with-spf-throttling

2.2 OSPF LSA Throttling

  • 在这个特性出现之前,LSA的生成被限制在5秒,因此OSPF无法做到毫秒级收敛。
  • OSPF LSA throttling 出现后,可以将LSA的接收和发送控制在毫秒级别内,同时也提供了在网络不稳定时降低OSPF update的机制。
  • timer throttle 命令控制LSA的生成,第一个LSA会在网络发生变化时立即生成,后续相同的LSA会被限制在等待间隔后发生,如果在等待时间内再次接收到相同的LSA,等待间隔会加倍,直到超时到达最大等待时间。
  • 如果一个等待时间间隔内没有收到相同的LSA,则下一个等待间隔会从初始时间开始。
  • 相同的LSA具有相同的LSA 号,LSA类型和通告路由器id。
  • timers lsa arrival 命令控制接收最小LSA的时间间隔,如果相同的LSA接收时间间隔小于lsa arrival 定义的时间,LSA将会被丢弃,建议将该参数配置小于或等于生成的等待间隔。
  • 配置命令,所有数值单位为毫秒:
    timers throttle lsa all 100 10000 45000
    timers lsa arrival 2000
    100:开始等待间隔,默认为0ms
    10000:等待间隔,默认为5000ms
    45000:最大等待间隔,默认为5000

2.3 减少OSPF LSA 泛洪

默认情况下,OSPF每30分钟会将所有LSA重新泛洪,避免在60分钟的时候过期。在一些按流量 计费的链路下,hello报文和周期泛洪就需要支付更多的费用。
为了减少周期泛洪和hello报文,在了 LS age字段的高位置位,即标志位DoNotAge。配置命令如下:
interface g1/1/0
ip ospf flood-reduction
配置完成后,所有通过该接口的LSA都会标志DoNotAge,不会进行周期泛洪。

2.4 OSPF 快速hello包

接口下配置
ip ospf dead-interval minimal hello-multiplier 5
每秒发送5个Hello包,dead time 为1

2.5 ISPF

SPF的增强,只对变化部分进行SPF计算,可以减少收敛时间,降低所需资源,通常应用在大规模网络中效果明显。(IOS 已经不支持)

2.6 OSPF Graceful restart

graceful restart需要NSF和SSO支持,同时也需要邻居支持NSF aware,可以在RP切换时,继续转发流量。

3 IS-IS 网络收敛

3.1 IS-IS SPF throttling

IS-IS可以调整收到网络变化事件后进行SPF计算的间隔,配置命令如下
router isis
spf-interval m i e
m 表示最大等待间隔,i表示初始时间间隔,e表示增加的间隔,第一次等待i时间,第二次等待e时间,随后按照2*e的时间等待,直到到达最大等待时间。经理了两次最大等待时间无变化后,SPF等待时间将会从i 重新开始。
对于局部的SPF计算,命令是
prc-interval m i e

3.2 IS-IS LSA 生成

对于LSA 生成类似于SPF等待。配置命令为:
router isis
lsp-gen-interval m i e

3.3 减少IS-IS LSA 泛洪

OSPF到达max-age 值泛洪,而IS-IS使用TTL值倒计时的方法,当TTL 降到0后,重新泛洪,TTL值可以每台设备定义。
配置方式如下:
router isis
lsp-refresh-interval 65000
max-lsp-lifetime 65535

3.4 fast hello

和OSPF 概念一致,配置命令如下:
interface g1/1
isis hello-interval minimal
isis hello-multiplier 5

3.5 ISPF

和OSPF一样,IOS已经不支持

3.6 ISIS Graceful restart

graceful restart需要NSF和SSO支持,同时也需要邻居支持NSF aware,可以在RP切换时继续转发流量。

4 IP 事件抑制

接口下配置dampening可以抑制接口频繁up down 引起网络协议重新计算。

MPLS TE

MPLS TE下,保护方式包括路径保护和本地保护。
使用路径保护时,保护方式是按照1:1保护,即一条备用路径保护一条主用路径,两条路径要有相同的资源,包括带宽等参数。保护路径只有在主用路径中断时才会被使用。这种方式会消耗较多资源。
本地保护只保护一条隧道的部分节点或链路,所建立的保护可以被多条隧道使用,针对的是1:N的保护方式,较节省资源。数据包在通过保护路径时,会被新增一个标签,新增标签会在倒数第二条弹出。

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