14、IS-IS TE

IS-IS TE

传统的路由器选择最短的路径作为主路由，不考虑带宽等因素。这样，即使某条路径发生拥塞，也不会将流量切换到其他的路径上。MPLS TE（Multiprotocol Label Routering Traffic Engineering）解决网络拥塞问题有自己的优势。通过MPLS TE，用户可以精确地控制流量流经的路径，从而可以避开拥塞的节点。同时，MPLS TE在建立隧道的过程中，可以预留资源，保证服务质量。

为了保证服务的连续性，MPLS TE还引入路由备份和快速重路由的机制，可以在链路出现问题时及时进行切换。通过MPLS TE技术，服务提供商能够充分利用现有的网络资源，提供多样化的服务。同时可以优化网络资源，进行科学的网络管理。

MPLS TE为了实现上述目的，需要了解整个网络中所有路由器的TE配置信息，但是MPLS TE缺乏这样一个机制：每个路由器在整个网络中泛洪各自的TE信息，并完成整网TE信息的同步。这个机制恰恰是IS-IS路由协议的一个基本特性，MPLS TE需要借助IS-IS完成TE信息的发布和同步。

IS-IS TE是IS-IS为了支持MPLS TE而做的扩展，它遵循RFC5305和RFC4205中关于IS-IS部分扩展的规定，通过在IS-IS LSP报文中定义新的TLV的方式，携带该路由器MPLS TE的配置信息，通过LSP的泛洪同步，实现MPLS TE信息的泛洪和同步。IS-IS TE把所有LSP中携带的TE信息提取出来，传递给MPLS的CSPF（Constraint Shortest Path First）模块，用来计算隧道路径。IS-IS TE在MPLS TE的流程中扮演着“搬运工”的角色，IS-IS TE和MPLS TE、CSPF的关系可以用图1来概括。

图1 MPLS TE、CSPF和IS-IS TE关系图

IS-IS TE新增TLV

IS-IS TE为了在LSP中携带TE信息，在RFC5305中新定义了如下四种TLV：

• Extended IS reachability TLV

  此TLV用来替换IS reachability TLV，并采用sub TLV的形式扩展了原来的TLV格式。sub TLV在TLV中的实现方式与TLV在LSP中的实现方式相同。这些sub TLV用来携带配置在物理接口下的TE信息。

  目前支持RFC5305中定义的所有sub TLV以及RFC4124中定义的22号sub TLV。

  表1 Extended IS reachability TLV已经定义的sub TLV

  名称	类型	长度（Byte）	值
  Administrative Group	3	4	管理组
  IPv4 Interface Address	6	4	本端IPv4接口地址
  IPv4 Neighbour Address	8	4	邻居的IPv4接口地址
  Maximum Link Bandwidth	9	4	最大链路带宽
  Maximum Reserved Link Bandwidth	10	4	最大预留链路带宽
  Unreserved Bandwidth	11	32	未预留带宽
  Traffic Engineering Default Metric	18	3	流量工程缺省开销值
  Bandwidth Constraints sub-TLV	22	36	带宽约束TLV

• Traffic Engineering router ID TLV

  此TLV type为134，包含了四字节的Router ID，在目前实现中就是MPLS LSR-ID。对于MPLS TE来说，Router ID用来唯一的标识一台路由器，它必须要和路由器一一对应。

• Extended IP reachability TLV

  此TLV用来替换IP reachability TLV，用来携带路由信息。扩展了路由开销值的范围（四个字节），并可以携带sub TLV。

• Shared Risk Link Group TLV

  此TLV type为138，用来携带共享风险链路组信息。每个共享链路信息为四字节的正整数值，该TLV可以携带多个共享链路信息。

IS-IS TE工作流程

IS-IS TE主要有两个流程：

• 响应MPLS TE的配置消息流程

  只有使能了MPLS TE，IS-IS TE特性才能运行。

  根据MPLS TE的配置，更新IS-IS LSP报文中的TE信息。

  将MPLS TE的配置传递给CSPF模块。

• 处理LSP中TE信息的流程

  提取收到的IS-IS LSP报文中的TE信息，传递给CSPF模块。

IS-IS TE的典型应用是协助MPLS TE建立TE隧道。如图2组网，建立一条从RouterA到RouterD的TE隧道。

图2 IS-IS TE组网示意图

RouterA、RouterB、RouterC和RouterD上使能MPLS TE，并在RouterA上使能MPLS TE CSPF计算隧道路径。

RouterA、RouterB、RouterC和RouterD运行IS-IS协议实现网络互通，并且使能IS-IS TE功能。

这样，RouterA、RouterB、RouterC和RouterD的IS-IS协议在各自发布的LSP报文中，分别携带各自路由器上配置的TE信息。RouterA根据收到的LSP报文，获得RouterB、RouterC和RouterD的MPLS TE配置，从而得到整网的TE信息。CSPF模块可以利用这些信息来计算满足隧道要求的路径。

TE隧道接口的路由计算方式

IS-IS Shortcut（AA）&Advertise（FA）是使用TE Tunnel接口来计算路由的两种方式。对于到达特定路由的流量，相比不可靠的IP转发，由MPLS来保证转发更适合。通过IS-IS Shortcut（AA）&Advertise（FA）这两种方式，让TE Tunnel接口参与路由计算，成为转发表中特定路由的出接口，这样就可以进行MPLS转发了。

图3 IS-IS Shortcut（AA）and Advertise（FA）基本原理示意图

IS-IS Shortcut（AA）与IS-IS Advertise（FA）的不同点包括：

• IS-IS Advertise（FA）支持将TE tunnel的链接信息发布到其它中间系统，IS-IS Shortcut（AA）则不支持。

  如图3所示，如果TE tunnel是IS-IS Advertise（FA）类型的，则RouterA会把RouterC作为邻居发送出去（邻居信息携带在22号TLV中，并且不含子TLV，即不含TE信息）。如果TE tunnel是IS-IS Shortcut （AA）类型的，RouterA则不会发布这样的消息。

• IS-IS Advertise（FA）会影响到其它路由器的SPF树，IS-IS Shortcut（AA）则不会影响。

  无论TE Tunnel存在与否，IS-IS Shortcut（AA）不影响IS-IS的SPF树的原有结构，即RouterA到RouterB和RouterB到RouterC的链路还在，只是多了一条RouterA到RouterC的带Shortcut标记的链路。计算路由的时候，这条带Shortcut标记的链路将参与路由计算。

  如果TE tunnel是IS-IS Advertise（FA）类型的，RouterA将把“RouterC是RouterA的邻居”这条消息发布到全网，其它路由器会认为RouterC是RouterA的邻居，并在SPF树中添加其信息，并且不会打上Shortcut标记。

• IS-IS Shortcut（AA）支持相对度量，IS-IS Advertise（FA）则不支持。

  IS-IS Shortcut（AA）的度量分为绝对度量和相对度量两种。

  绝对度量表示TE Tunnel在IS-IS层面的度量值是固定的。相对度量表示TE Tunnel在IS-IS层面的度量值是相对的，其开销值为物理链路值加相对度量值之和。如图3所示，如果配置相对度量为1，则RouterA到RouterC通过TE Tunnel的开销就是10+10+1=21。如果配置为0，则表示TE Tunnel和普通物理链路作为等价出接口，如果小于0，则优选TE Tunnel作为出接口。

• IS-IS Shortcut（AA）仅需要单向的Tunnel链路连通，而IS-IS Advertise（FA）需要双向TE tunnel链路才能算通。