igp快速收敛技术白皮书200510

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1、IGP快速收敛技术白皮书华为技术有限公司HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.目录1前言22技术简介33关键技术43.1ISPF43.2PRC53.3智能定时器63.4链路状态信息快速通告74典型应用85结束语8附录A参考资料9附录B缩略语9IGP快速收敛技术白皮书IGP快速收敛技术白皮书摘要：IGP快速收敛是一项综合性的技术，它通过ISPF、PRC来实现单路由器上的路由快速计算，结合链路状态信息的快速通告、指数退避定时器等技术来实现整个网络的路由快速收敛。本篇文档介绍了IGP快速收敛中所用到的先进技术，最后，阐明了快速收敛对于现代组网的重要意义。关键词：快速收敛、

2、ISIS、OSPF、ISPF、PRC、指数退避定时器、智能定时器1前言如下图所示，在一台路由器上，路由系统中的路由收敛过程大致可以分解为一下几个步骤：（1）IGP收到变化的链路状态报文；（2）IGP将变化的链路状态报文通告给邻居，并进行路由计算；（3）IGP根据计算结果向路由管理平面通告路由的变化；（4）路由管理平面将变化的路由下刷到FIB中，指导转发。若要使得路由收敛的速度加快，就需要针对上述几个关键过程进行优化。其中，IGP路由计算结果－>路由管理平面－>FIB的过程与软件系统的设计有关，不在本文的描述范围之内，可参阅相关的文档。8Copyright©2005华为技术有限公司

3、版权所有，侵权必究IGP快速收敛技术白皮书IGP快速收敛技术主要关注于链路状态信息的接收、发送，以及路由计算过程的优化。其中路由计算的优化是重点。目前的主流IGP协议（ISIS、OSPF）使用经典的SPF算法计算网络拓扑信息以及路由信息。在绝大多数情况下，当链路状态信息（对应于ISIS协议中的LSP、OSPF协议中的LSA）发生变化时，整个网络拓扑以及路由需要全部重新计算。对于现在的骨干网络，通常网络拓扑都比较复杂，路由量非常巨大，同时路由收敛性能要求也比较高。这种情况下，全部网络信息重新计算一遍不仅消耗的时间长、收敛慢，而且会耗费大量的CPU资源，对网络设备以及软件系统都造成了

4、一定的冲击，如果是很少一点的网络信息变化而导致的全部重新计算，带来的消耗更是没有必要。在这种情况下，IGP协议的快速收敛就体现出了其巨大的优势。1技术简介快速收敛是由多项技术结合而成的。在路由计算方面，主要的思想就是“增量计算”（即，只计算变化的部分，而不是全部计算）。SPF算法将整个网络信息分为两个部分（如下图所示）：一个部分是网络的顶点（对应于网络中的路由器、共享网段）和边（路由器以及共享网段之间的链路）组成的网络拓扑；另一个部分是挂在顶点上的叶子（网段路由、主机路由）。进行路由计算的路由器称为“根（ROOT）”；路由计算的第一步就是根据拓扑计算出以ROOT为根的一棵最短路径

5、树，第二步就是根据最短路径树计算各个顶点上的叶子（路由）。针对网络拓扑中的最短路径树的增量计算称为ISPF(IncrementalSPF)；而针对叶子（路由）8Copyright©2005华为技术有限公司版权所有，侵权必究IGP快速收敛技术白皮书的增量计算则称为PRC(PartialRouteCalculate)。“增量计算”能够极大地提高单路由器的计算性能，降低CPU负荷。另一方面，普通的路由计算定时器一般在10秒时间间隔，也阻碍了路由计算的快速进行，因此定时器的优化也成为要点。采用指数退避的形式来控制定时器的超时时间间隔从短间隔逐步增加到长间隔，可以有效的加快路由的计算速度，

6、同时避免了短时间内进行多次的路由计算。本文以下将这种定时器称为“智能定时器”。在只有少量信息变化的情况下，如果要求整个网络的快速收敛，不仅要求单路由器的快速计算，同时还需要变化的路由信息能够快速的传播到整个网络中，采用“链路状态信息快速通告”的技术可以实现这一需求。1关键技术1.1ISPF在SPF计算中，网络是由顶点（路由器以及共享网段）以及边（路由器之间以及与共享网段之间的链接）构成，最终形成一棵以计算路由器为根的最短路径树；而路由则是附着在树的顶点上的叶子。ISIS以及OSPF协议在数据库中存储的是自己特定格式的链路信息，这些信息并不能直接反映出拓扑的情况以及路由与拓扑的关系

7、，因此SPF必须通过全部的计算过程来确定最短路径树，并计算出路由。但是，SPF并不保存这个计算结果；这样当有信息发生变化时，SPF只能再次全部重新计算一遍。ISPF只处理网络拓扑的信息，即只负责计算出最短路径树。通过重新组织链路信息，ISPF形成了一个直接反映网络拓扑的“图”状数据库；而计算出的最短路径树则保存在这个“图”中。当链路状态信息发生变化，ISPF会判断出哪部分网络拓扑受到了影响，从而只计算那些受到了影响的部分，而不是全部网络拓扑。如下图所示：8Copyright©20