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IS-IS網路設計核心:選擇「扁平」還是「分層」?一次講透!
在大部分企業網路的環境中,IS-IS路由協定可能用得比較少。但隨著IPv6和SRv6的不斷普及,在許多企業和政府單位開始使用IS-IS路由協定來取代原有的OSPF路由協定。那麼在初期規劃網路的時候該如何設計和規劃路由相關資訊呢? 01.IS-IS的Level相關概念Level-1負責區域內的路由。 L1路由器只學習本區域的拓樸結構,且只維護一個Level-1的連結狀態資料庫。對於要去其他區域的封包,L1路由器會將其傳送給最近的Level-1-2路由器。 Level-2負責區域間的路由。 L2路由器學習整個骨幹區域的拓樸結構,維護一個Level-2的連結狀態資料庫。Level-2路由器共同構成網路的骨幹(Backbone),負責在不同區域之間傳遞路由資訊。 Level-1-2參與Level-1和Level-2路由。它維護兩個LSDB:L1 LSDB和L2 LSDB。它是區域通往外部世界的“網關”,負責將本區域的L1路由資訊洩漏到L2,並將L2的路由資訊(透過預設路由或路由洩露)傳遞到L1。現在我們知曉了這三種Level的意義,那麼在設計組網的時候該如何規劃呢? 02方案一:扁平化設計(單Level-2設計)在現代化資料中心,為了追求極致的簡單性和低延遲,扁平化的Level-2設計是絕對的主流。 優點最優路徑需求: 資料中心內伺服器之間的東西向流量要求任何時候都是最優路徑。如果分層,Leaf作為L1,它可能會把流量發給「最近」的Spine(L1-2),但這個Spine可能不是通往目的Leaf的最優路徑上的那一個。規模可控: 一個資料中心Pod內的裝置數量(通常是幾百台)對於現代交換器的硬體能力(CPU/記憶體)來說是完全可以承受的。簡化故障排查: 所有設備擁有相同的LSDB,網路拓樸一目了然,故障排除非常簡單。避免次優路徑: 從根本上消除了由分層設計帶來的次優路徑問題,無需引入複雜且容易出錯的路由外流配置。缺點擴充性差: 所有路由器的LSDB都會變得非常大,包含全網所有裝置和連結的資訊。這會導致SPF運算消耗更多CPU和記憶體資源,限製網路規模。故障域大: 任何地方的拓樸變化都會觸發全網路的SPF運算,影響網路收斂速度與平穩性。 03方案二:分層設計(多Level設計)設計想法: 將網路劃分為一個骨幹區域(L2)和多個非骨幹區域(L1)。骨幹區域由所有L2和L1-2路由器構成,非骨幹區域內部是L1和L1-2路由器。例如:Area 49.0001 (北京總部): 作為核心骨幹區域。 Area 49.0002 (上海中心): 作為一個非骨幹區域。 Area 49.0003 (深圳中心): 作為另一個非骨幹區域。 優點路由資訊隱藏: L1層級的路由器無需維護龐大的全網LSDB,只需知道本區域拓撲和一條指向L1-2的預設路由。這大大減少了LSDB大小和SPF計算範圍。故障範圍可控: 一個區域內部的拓樸變化,只會造成本區域內的L1路由器和骨幹區域的L2路由器進行SPF計算,其他L1區域不受影響。這提供了更好的網路穩定性。缺點可能會產生次優路徑: 這是分層設計最典型的代價。 L1區域內的路由器要去另一個區域時,預設行為是將流量傳送給最近的L1-2路由器(基於區域內開銷)。但這個「最近的出口」可能並不是通往目的區域的最優出口。設計與管理更為複雜: 需要事先規劃區域邊界、部署路由外洩策略,增加了設計與維運的複雜度。 04總結IS-IS的層間Level設計相比之下比OSPF的選擇更加多,相對於OSPF的一些特殊區域而言,IS-IS對於路由管理做得更加好一些。當效能和簡化是首要目標,且網路規模可控時,選擇扁平化的單Level-2設計。當面對大規模網絡,需要極強的擴展性和穩定性時,必須採用分層化設計。 此時,設計的核心在於規劃一個連續的骨幹區域、合理劃分L1區域、審慎使用路由外流來優化路徑,並確保L1-2路由器的穩定性。