魏立津　左丞

摘 要 對于比較大型的IP網絡來說，組成十分復雜。其路由器就會組成成千上萬臺，還會具有很大的規(guī)模、很多的網絡節(jié)點、很復雜的網絡結構以及非常巨大的路由信息。正是由于這些大型網絡的這些變化，使得大型的網絡對于網絡的實時性以及安全性能具有更高的要求。ISIS路由協(xié)議是一個重要的IGP協(xié)議，它在大型的IP網絡中使用十分普遍。文章簡要介紹ISIS的工作過程、IP網絡中部署ISIS路由協(xié)議的方法，探討基于ISIS的IP網絡設計方法。

關鍵詞 ISIS；路由協(xié)議；大型IP網絡

中圖分類號：TN929 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0050-02

1 概述

對于比較大型的IP網絡來說，組成十分復雜。其路由器就會組成成千上萬臺，還會具有很大的規(guī)模、很多的網絡節(jié)點、很復雜的網絡結構以及非常巨大的路由信息。正是由于這些大型網絡的這些變化，使得大型的網絡對于網絡的實時性以及安全性能具有更高的要求。

大型網絡的評價標準有很多，主要的標準有高效性能、健壯性以及可擴展性等等。高效性能主要指的是路由協(xié)議應該使用更小的負載（其中有較小的CUP計算負載以及鏈路帶寬）；健壯性能主要指的在大型網絡的網絡拓補發(fā)生變化的時候，該路由協(xié)議能夠將其中的影響降低至最低；可擴展性指的是：不會因為擴大了網絡容量，網絡協(xié)議的性能就會迅速下降。大型IP網絡建設中對于路由的設計等非常重要，往往在整個系統(tǒng)中能起到舉足輕重的作用。大型IP網絡，路由協(xié)議的選擇標準是：可擴展性、高效性和穩(wěn)定性等，而ISIS協(xié)議恰恰滿足了大型IP網絡的選擇路由協(xié)議的標準。

2 ISIS路由協(xié)議介紹

1）ISIS協(xié)議簡介。ISIS協(xié)議是七層的OSI構架之中的路由協(xié)議。它與TCP/IP協(xié)議中的OSPF協(xié)議具有很多相同的地方。近些年來計算機和互聯(lián)網發(fā)展十分迅速，已經普及到人們生活的方方面面。而ISIS協(xié)議也在大型的ISP骨干網絡中具有非常重要的作用。正是由于ISIS協(xié)議的重要性，國內外主要的設備提供廠商都提供了相應的ISIS的網絡產品，這些廠家包括中興、華為和思科等等。但是這樣就存在著一個問題，就是不同廠商之間的產品是否存在兼容性的問題。因此應該對不同廠商的產品進行測試，使得這些支持ISIS協(xié)議的網絡產品能夠相互通信，同時還應該提高可靠性。這是因為對于一個網絡來說，穩(wěn)定性以及高效率是至關重要的。

ISIS路由協(xié)議按尋徑算法分類，是距離矢量算法；按照應用范圍分，是內部路由協(xié)議。ISIS有兩種網絡類型，分別為點到點網絡類型和廣播網。ISIS有三種數(shù)據(jù)包，分別是：LSP（鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)包）、序列號的數(shù)據(jù)包以及Hello數(shù)據(jù)包。鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)包（LSP）是ISIS鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫當中的信息單元，區(qū)域內的路由器把所有接收到的LSP匯聚在一起就成了鏈路數(shù)據(jù)庫（LSPDP）。

2）ISIS for IPv6。ISIS的IPv6版本就是ISIS for IPv6，它是一種比較新興的技術，還沒有比較正式的RFC標準。相對于傳統(tǒng)的互聯(lián)網網絡協(xié)議來說，其并沒有實質性的變化。ISIS協(xié)議能夠直接訪問數(shù)據(jù)鏈路層，同時不會因為網絡層采用的協(xié)議類型受到影響。

3 ISIS的路由計算

1）SPF算法。所謂SPF算法，中文名稱是“最短路徑的優(yōu)先算法”。其能夠根據(jù)網絡拓補，自動產生出一個SPT（最短路徑樹）。同時在這個過程中，IP的子網是生成的最短路徑樹的葉子。如果LSP里面的IP狀態(tài)改變，那么我們只需要對很少的相應的路由進行計算，即可得到對于網絡節(jié)點的最短路徑。SPF算法是在兩個數(shù)據(jù)庫中運行的，這兩個數(shù)據(jù)庫分別是LEVEL-1以及LEVEL-2數(shù)據(jù)庫。

2）鏈路狀態(tài)協(xié)議路由算法。此算法同樣是通過SPF算法生成路由表，但是所使用的方法不同。其使用穩(wěn)定性很高的擴算算法個路由器，收集到所有不同的路由器所發(fā)出的拓補信息。將其變成比較具體和統(tǒng)一的拓補圖。

4 ISIS路由規(guī)劃與設計

1）區(qū)域的規(guī)劃與設計。把大型IP網絡劃分成若干個區(qū)域，增加網絡的層次性，減小了信息的傳播范圍和距離，同時路由器鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫只需要對本區(qū)域的數(shù)據(jù)負責，在執(zhí)行SPF算法時，減少了CPU的使用程度、隱藏了區(qū)域的網絡的不確定性。在ISIS網絡中把L-1-2等路由器互聯(lián)路徑構成的集合稱為骨干區(qū)域，它們在邏輯意義上的并不是真正的區(qū)域，可以位于不同的區(qū)域中。

2）IP地址規(guī)劃。為了便于路由匯總和網絡擴展，IP地址規(guī)劃應該與區(qū)域規(guī)劃同步，同時做到相鄰的IP地址應該分配在物理上相鄰的區(qū)域，可以方便網絡路由的匯總和給不同區(qū)域分配不同的IP空間。變長子網掩碼可以充分利用IP；給路由的回環(huán)接口分配IP用作路由的管理地址，可以方便路由器的管理。

3）CLNS地址規(guī)劃。CLNS的作用是對路由器進行標記，同時生成數(shù)據(jù)庫。對于CLNS來說，一個很重要的問題就是地址規(guī)劃。其主要規(guī)劃區(qū)域的區(qū)域數(shù)量和每個路由器的系統(tǒng)地址。回環(huán)地址的唯一性保證了系統(tǒng)身份在網絡中的唯一性，由區(qū)域數(shù)量和系統(tǒng)身份就能確定路由器的CLNS地址，用此地址來標記路由器的唯一性。

4）路由器級別規(guī)劃。路由器級別分為：L-1（作為區(qū)域內部路由器）L-2（骨干網的路由器）和L-1-2（連接別的區(qū)域的路由器）分為維持level-1、level-2、level-1和level-2鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。路由器級別規(guī)劃有利于建立網絡邏輯拓撲結構和節(jié)省開支。

5）鏈路級別規(guī)劃。鏈路級別的規(guī)劃主要針對L-1-2路由器。當L-1-2路由器分別與L-1路由器、L-2路由器相鄰時，鏈路級別分別設置為L-1和L-2。同時也要保證路由器級別的規(guī)劃。

6）實施路由聚合。在ISIS中，可以實時路由聚合的地方有：L-1-2路由器、L-1路由器被公告到L-2骨干區(qū)域內、L-2泄露到L-1區(qū)域時和其他路由協(xié)議發(fā)過來的路由。這樣做有許多好處，比如可以減少路由表的規(guī)模、同時還能夠降低路由器的負擔、減少路由器的存儲空間。另外，此方法還能提高網絡路由的穩(wěn)定性。endprint

7）缺省路由的使用。ISIS中能產生兩種缺省路由。第一種缺省路由是L-1-2路由器。L-1-2路由器向其區(qū)域內的L-1路由器發(fā)送L-1的LSP時，會設置LSP附加比特位為1；第二種路由是手動的在某路由器上配置缺省路由。這樣做有利于簡化配置、減少路由表等。

8）路由泄露的使用。缺省狀況下，L-1區(qū)域內部的數(shù)據(jù)包要發(fā)送到別的區(qū)域時，通過缺省路由到達最近的L-1-2路由器，再由L-1-2路由器發(fā)送的指定的區(qū)域。但是這種方式在區(qū)域有多個L-1-2路由器出口時可能造成次優(yōu)路由選擇。解決辦法是：利用ISIS泄露技術，在L-1-2路由器出口上配置路由泄露。

9）NBMA網絡技術。我們通常所說的NBMA技術，指的是非廣播多路的網絡訪問的技術。這種技術采用多種封裝形式：X25、ATM和幀中繼等。其中的一個串行接口能夠連接多個路由器，但是這個串行接口卻不能夠真實地傳遞數(shù)據(jù)信息。對于這種技術，如果需要廣播發(fā)送相應的數(shù)據(jù)時，相應的接口會對數(shù)據(jù)包進行復制，然后把數(shù)據(jù)包分別放在許多的虛電路中發(fā)送。這是一種模擬出來的對于數(shù)據(jù)包的廣播發(fā)送方法。

ISIS的路由協(xié)議實際上能夠使用廣播型接口以及點對點接口，同時還能夠使用這兩種接口的HELLO報文。我們所說的NBMA的網絡串行接口，在本質上是一種廣播型接口。ISIS網絡協(xié)議將其看成是廣播型接口，但是這樣處理也存在著一些問題：如果NBMA網絡并不是全連通而是部分連通的，那么路由的連通性就會出現(xiàn)問題。而且發(fā)送端與接收端也可能無法正常交互數(shù)據(jù)，這是因為如果子接口（點對點）和多點接口相連接時，兩者所使用的HELLO報文是不同規(guī)則的。

所以，如果要解決上述問題，我們可以對路由器的串行接口進行配置。將其變成許多或者一個點到點的子接口，所有與子接口都能夠和連接的路由器形成鄰居關系。

5 總結

ISIS能夠支持大規(guī)模的IP網絡的路由協(xié)議。對于ISIS來說，ISIS路由規(guī)劃的重點不僅要了解ISIS的特性，同時也要考慮實際情況。在實際的使中，我們還應該注意以下幾點。

1）應該盡可能地采取扁平化的網絡結構，同時降低網絡的分層數(shù)目，這樣能夠使收斂速度得到加強。

2）網絡路由和用戶路由信息排除在ISIS路由計算之外，確保骨干路由的穩(wěn)定。

3）適當?shù)膮?shù)設置。

4）啟用部分路由計算PRC，這樣可以優(yōu)化IP路由的收斂性能。

本文簡要介紹了ISIS的工作過程、IP網絡中部署ISIS路由協(xié)議的方法，探討了基于ISIS的IP網絡設計。

參考文獻

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