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ISIS在联通IP承载网中的设计与应用

作　者: 王娜
导　师: 刘勤
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 军事通信学
关键词: 路由协议链路状态 ISIS SPF
分类号: TN915.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

由于Internet的迅速发展,网络已经成为人与人之间沟通的主要通信方式。为了保证通信的有效和可靠,灵活的IP路由协议承担着不可或缺的首要任务。在当今的网络中,OSPF和ISIS等链路状态路由选择协议占据主导地位,成为大型网络首选的IGP协议。其中,集成的ISIS协议既可以用在CLNP环境,又可以使用在纯IP环境,有良好的兼容性。此外,由于ISIS工作在网络层,相比工作在IP之上的OSPF更加安全,并且ISIS使用TLV三元组,通过增加新的TLV可以方便灵活的实现功能扩展。因此,ISIS日益成为主流的IGP协议。在网络中处于核心地位的路由协议除了能够发布并获取正确的路由信息,还必须能够保证路由的可靠性、稳定性,以及当网络链路状态发生变化时能及时发现并且快速的收敛。尤其在大型网络中,路由的不可靠、不稳定或收敛速度慢等问题会对网络产生严重的影响。平滑重启(Graceful Restart,简称GR)是一种冗余容错技术,支持GR能力的路由器在路由协议重启的时候能够确保流量转发的正常,以保证关键业务不中断。当ISIS协议重启时会引起网络暂时中断,这是因为该路由器与其它邻居的邻接关系被拆除,该路由器的LSP报文被删除,使得路由计算不准确,造成报文丢失。ISIS GR特性可以解决这个问题,该特性使路由器将其重启状态通知给邻居,允许邻居重新建立邻接关系而保持转发不终止,保证路由的稳定性。为了减小设备故障对业务的影响,提高网络的可用性,网络设备需要能够尽快检测到与相邻设备间的通信故障,以便及时采取措施,保证业务继续进行。双向转发检测(Bidirectional Forwarding Detection,简称BFD)就是为解决现有检测机制的不足而产生的。BFD对相邻转发引擎之间的路径提供轻负荷、短持续时间的检测。采用单一机制对所有类型的介质、协议层进行检测,实现全网统一的检测机制。因而BFD能够快速检测到ISIS邻居间的链路故障,并报告给ISIS协议,结合增量最短路径优先计算、部分路由计算和智能定时器等IGP路由快速收敛技术,从而实现ISIS协议的快速收敛。本文从数据包格式、区域划分、邻接关系建立、链路状态更新过程等几个方面详细研究了集成的ISIS协议。在详细阐述ISIS基本原理的基础之上,设计了基于ISIS的工P承载网IGP方案,并从路由可靠性、稳定性和快速收敛等方面对该方案进行了深入的分析,详细讨论了利用ISIS GR实现平滑重启,利用ISIS的快速收敛特性实现网络的快速收敛,以及利用BFD实现链路故障的快速检测的基本原理和实现方法,并基于华为路由器对其有效性进行了验证。该方案在实际的网络中得到应用并且性能良好。最后,结合自己的工作经验分析了在网络中部署ISIS协议时可能遇到的一些问题,并讨论了可能的原因和常用的解决方法。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-7
目录  7-10
第一章论文概述  10-14
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 选题意义  11-12
  1.3 本文内容  12-14
第二章路由协议概述  14-20
  2.1 路由协议概述  14
  2.2 路由信息协议  14-17
    2.2.1 工作原理  15
    2.2.2 路由更新算法  15-16
    2.2.3 RIP协议的局限性  16-17
  2.3 开放最短路径优先协议  17-20
    2.3.1 OSPF协议特性  17
    2.3.2 工作原理  17-18
    2.3.3 最短路径优先算法  18-20
第三章 ISIS路由协议原理  20-30
  3.1 ISIS路由协议概述  20
  3.2 协议数据单元  20-26
    3.2.1 ISIS Hello PDU  22-24
    3.2.2 ISIS链路状态PDU  24-25
    3.2.3 ISIS序列号PDU  25-26
  3.3 区域  26
  3.4 网络实体标题  26-27
  3.5 邻接关系  27-28
  3.6 链路状态更新  28-30
第四章 ISIS配置方法  30-36
  4.1 ISIS基本配置  30-31
    4.1.1 系统简介  30
    4.1.2 ISIS基本配置方法  30-31
  4.2 配置ISIS GR  31-32
    4.2.1 ISIS GR简介  31
    4.2.2 配置方法  31-32
  4.3 配置BFD for ISIS  32-33
    4.3.1 BFD简介  32
    4.3.2 配置方法  32-33
  4.4 配置快速收敛  33-36
    4.4.1 快速收敛简介  33
    4.4.2 配置方法  33-36
第五章 ISIS在联通IP承载网中的设计与应用  36-60
  5.1 网络拓扑结构  36
  5.2 IGP路由策略和地址规划  36-42
    5.2.1 IGP路由策略  36-37
    5.2.2 地址规划  37
    5.2.3 ISIS基本配置实例分析  37-42
  5.3 路由稳定性  42-45
    5.3.1 ISIS平滑重启  42-43
    5.3.2 ISIS GR实例分析  43-45
  5.4 快速收敛  45-53
    5.4.1 ISIS快速收敛技术  45-48
    5.4.2 ISIS快速收敛实例分析  48-53
  5.5 路由可靠性  53-58
    5.5.1 BFD  53-54
    5.5.2 ISIS BFD实例分析  54-58
  5.6 路由协议测试  58-60
    5.6.1 测试过程  58-59
    5.6.2 测试结果  59-60
第六章 ISIS网络常见问题及解决方法  60-66
  6.1 邻接关系问题及解决方法  60-61
  6.2 路由问题及解决方法  61-66
    6.2.1 路由条目缺失问题及解决方法  61-62
    6.2.2 次优路径选择问题及解决方法  62-63
    6.2.3 路由翻动问题及解决方法  63
    6.2.4 LSP破坏风暴问题及解决方法  63-66
第七章结论与展望  66-68
  7.1 本文总结  66
  7.2 进一步研究方向  66-68
致谢  68-70
参考文献  70-72
附录A  72-74
附录B  74-75

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