本文主要是介绍IS-IS加快收敛特性，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
概述：
目前，国内电信运营商在其IP骨干网中大量使用IS-IS协议，在这种规模较大的网络中，IS-IS 的收敛速度是很重要的，如果网络发生故障，而IS-IS协议收敛速度太慢的话，直接会影响到业务的响应速度，所以IS-IS 采用了以下手段来提高收敛速度:
- 增量SPF算法(I-SPF)。
- 部分路由计算(PRC)。
- 智能定时器。
- LSP快速扩散。
- 按优先级收敛
1.增量SPF算法(I-SPF )：
和OSPF使用的I-SPF相同相同，对于传统的Dijkstra SPF算法来说，网络拓扑越复杂，SPF 算法的资源开销就越大。如果网络拓扑发生变化，比如网络中加入了一台新路由器，或者是某个链路故障，这些事件都会导致网络中的所有路由器进行-次完整的SPF计算过程，也就是需要计算所有节点的SPT (最短路径树)。如果网络故障频繁，SPF计算会影响所有的路由器的性能而对整个网络的稳定性产生冲击。
针对上述情况，增量SPF算法对传统的SPF算法进行了改进。所有节点只是在首次进行完整的SPF计算，计算出并保持好以自己为根的SPT。之后如果网络发生变化，根据情况只需要进行增量SPF算法就行,从而避免了节点重复进行SPF计算而消耗过多的网络资源，具体包括以下几种情况。
图1：SPF计算
图2：I-SPF计算
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第一种情况
图1所示的右边显示了R1在首次进行SPF计算后形成的SPT网络运行过程中如果有拓扑变化，比如向网络中增加或删除一台 新的路由器，网络中的节点只是将这台新的路由器作为叶子节点添加到现有的SPT，只需要很简单的SPF计算(类似距离矢量路由协议一样的计算)，而不需要所有节点重新进行一次完整的SPF计算。如图2所
示，当R7作为新节点接入网络中时，R1不需要重新计算到其他节点的SPT，而只是将R7作为叶子添加到自己的SPT上就行了。 -
第二种情况
有时候链路出现故障会导致节点重新进行SPF计算，但是出现故障的链路如果不在SPT上，那么对节点是没有影响的，比如在图1中，如果R3-R4之间的链路出现故障，由于这条链路不在R1的SPT上，所以R1不需要SPF计算。如果是链路的开销变化，有可能会导致路由器去往其他目标网络的最优路径发生变化，这时需要进行SPF计算。 -
第三种情况
最后一种情况就是当SPT上的路径出现故障后，需要重新计算到"下游节点的路径，那些不受影响的节点是不需要进行SPF计算的，比如在图1的拓扑中，如果R2到R4之间的路径发生故障，那么R2只需要重新计算到R4和R5的最短路径，到其他节点的最短路径不需要重新计算。
2.部分路由技术（PRC）：
当网络中增加一条末梢链路( Stub Link),或者网络中的-一个子网网段发生变化，这些情况并未导致整个拓扑的改变，所以网络中的节点不需要进行SPF计算，而只需要像距离矢量路由协议那样，将新的链路对应用的路由及metric信息添加进路由表就行，从而节省了设备的开销，这就是部分路由计算。
部分路由计算的特性起初是在IS-IS 定义的，OSPFv2后来也引入了该特性，但跟IS-IS的部分路由计算特性还是有些区别，本节后面就会介绍。在前文中我们学习到，IS-IS的LSP是基于TLV结构的，不同的信息通过不同的TLV来传递，比如对于一台路由器的邻居和网络前缀信息，分别使用了IS Reachability TLV和IP Reachability TLV来承载和传递。当一台路由器接收到一个只有IP Areachability信息的LSP后，将其中的网络前缀信息作为路由安装进路由表即可，不需要重新计算SPF。
起初因为IS-IS 的部分路由计算特性，而使得IS-IS 协议在单区域中的扩展性比OSPFv2更好，因为OSPF将网络可达性信息和拓扑信息都放在Type-1的LSA中进行传递，而且OSPFv2 LSA不是基于TLV的结构，所以这两种信息无法分开放置和传递。这样的话，网络中不论是节点或链路发生变化，还是增加一条新的末梢链路，OSPFv2 节点都会进行完整的SPF计算。在OSPFv2中，只有LSA3/4/5/7 才会进行部分路由计算。
注意：
IS-IS和OSPF只是在初次路由计算时使用Full SPF之后任何变化都只计算受影响的节点周边拓扑，这就是iSPF (增量SPF)； 至于iSPF 树上节点上的叶子路由发生变化，则只需要PRC计算，即只对那片叶子(路由)做计算即可，大大减少CPU的计算负荷。但是，OSPF 在区域内任何路由变化(需要扩散新的LSA1和LSA2) 时都会触发iSPF计算，如果是区域间或外部路由(LSA3/4/5/7) 发生变化只需要进行PRC，而IS-IS 在任何路由变化时都只进行PRC。
3.智能定时器：
在一个不稳定的网络中，网络频繁发生变化时，IS-IS 协议会频繁地产生新的LSP和进行SPF计算，这会消耗设备大量的CPU和内存资源，从而影响到设备的业务转发。智能定时器就是在网络频繁发生变化时，减少对网络的性能和稳定性的冲击，它包括以下两种类型。
一、 LSP智能定时器
LSP的生成存在一个最小间隔的限制，一般缺省最小时间间隔为5s，做了这种限制后，如果在网络发生变化时，因为这个时间的限制，而不能快速扩散新的LSP，将导致收敛速度受到影响;如果网络变化比较频繁时，不断地生成新的LSP又会占用大量的系统资源。LSP 智能定时器就是根据网络的稳定性情况确保LSP的生成间隔趋于合理，同时满足快速收敛和低CPU占用率的要求。使用LSP智能定时器后，路由设备可以对突发事件(如接口Up/Down)快速响应，加快网络的收敛速度。同时，当网络变化频繁时，智能定时器的间隔时间会自动延长，避免过度占用CPU资源。
二、SPF智能定时器
缺省情况下，IS-IS 协议使用固定的SPF计算间隔，这个间隔默认最大值为5s。当网络频繁发生变化时，可以将计算间隔时间调小以加快收敛速度，但这样会使得SPF消耗系统大量的CPU资源；如果将计算间隔调大，又会影响收敛速度。SPF智能定时器能使SPF计算更好地适应网络的需求。
在使用SPF智能定时器后，路由器刚开始进行SPF计算时，两次计算的间隔时间较小，以保证IS-IS路由的收敛速度。之后随着整个IS-IS网络的振荡频率加快，可以适当地延长两次SPF计算的间隔时间，从而减少不必要的资源消耗。
4.LSP的快速扩散：
正常情况下，路由器从一个接口收到一个新的LSP后，会将其拷贝安装进数据库并进行SPF计算，随后再将这个新的LSP从其他IS-IS接口泛洪出去。IS-IS 协议一般是采用周期性的方式泛洪LSP，缺省情况下，接口发送LSP的最小间隔时间是50ms，每次最多发送10个LSP当网络频繁发生变化时，由于要等待计时器到期才能泛洪新的LSP出去，这就拖慢了网络的收敛速度。LSP的快速扩散特性改进了这种方式，当接收到的新的LSP而导致SPF计算时，不需要等到周期时间到期，按规定数目直接将这些LSP泛洪出去，这就加快了链路状态数据库的同步过程，提高了网络的收敛速度。
5.按优先级收敛：
IS-IS按优先级收敛是指在大量路由情况下，能够让某些特定的路由（例如匹配指定IP前缀的路由）优先收敛的一种技术。因此用户可以把和关键业务相关的路由配置成相对较高的优先级，使这些路由更快的收敛，从而使关键的业务收到的影响减小。通过对不同的路由配置不同的收敛优先级，达到重要的路由先收敛的目的，提高网络的可靠性。
整理资料来源：华为hedex文档，《HCIE路由交换学习指南》
这篇关于IS-IS加快收敛特性的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
