IGP:ISIS的几种快速收敛特性

ISIS目前作为骨干网唯一的路由协议，收敛速度是非常值得关注的。而普通的IGP路由收敛方式为用HELLO报文检测链路失效，周期性传递LSA的方式(在收到整个LSA的时候再向邻居扩散)。所以在网络规模扩大的时候，LSDB随之增大，SPF的计算时间也会相当漫长。为了改进计算方法，我们设计了如下几种改进方案。

I-SPF(Incremental SPF)

I-SPF是指增量路由计算，顾名思义它每次只对变化的一部分路由进行计算，而不是对全部路由重新计算。在ISO-10589中定义使用Dijkstra算法进行路由计算。当网络拓扑中有一个节点发生变化时，这种算法需要重新计算网络中的所有节点，计算时间长，占用过多的CPU资源，影响整个网络的收敛速度。

I-SPF改进了这个算法，除了第一次计算时需要计算全部节点外，每次只计算影响的节点，而最后生成的最短路径树SPT与原来的算法所计算的结果相同，大大降低了CPU的占用率，提高了网络收敛速度。

PRC(Partial Route Calculation)

部分路由计算PRC的原理与I-SPF相同，都是只计算变化的那一部分。但PRC不需要计算节点路径，而是根据I-SPF算出来的SPT来更新叶子(路由)。

在路由计算中，路由代表叶子，路由器则代表节点。如果I-SPF计算后的SPT改变，PRC会只处理那个变化的节点上的所有叶子;如果经过I-SPF计算后的SPT并没有变化，则PRC只处理变化的叶子信息。

比如一个节点使能一个IS-IS接口，则整个网络拓扑的SPT是不变的，这时PRC只更新这个节点的接口路由，从而节省CPU占用率。

PRC和I-SPF配合使用可以将网络的收敛性能进一步提高，它是原始SPF算法的改进，所以已经代替了原有的算法。

LSP快速扩散

为了加快整个网络的收敛速度，当IS-IS收到其它路由器发来的LSP时，如果此LSP比自己LSDB中的要新，按原来RFC协议的实现，则是用一个定时器，定时将LSDB内的LSP扩散出去，所以LSDB的同步会比较缓慢。

LSP快速扩散特性改进了这种方式，配置此特性的路由器收到一个或多个比较新的LSP时，在路由计算之前，先将小于指定数目的LSP扩散出去，加快LSDB的同步过程。这种方式在很大程度上可以提高整个网络的收敛速度。

智能定时器

改进了路由算法后，如果触发路由计算的间隔较长，同样会影响网路的收敛速度。使用毫秒级定时器可以缩短这个间隔时间，但如果网络变化比较频繁，又会造成过度占用CPU资源。SPF智能定时器既可以对少量的外界突发事件进行快速响应，又可以避免过度的占用CPU。

通常情况下，一个正常运行的IS-IS网络是稳定的，发生大量的网络变动的几率很小，IS-IS路由器不会频繁的进行路由计算，所以第一次触发的时间可以设置的非常短(毫秒级)。如果拓扑变化比较频繁，智能定时器会随着计算次数的增加，间隔时间也会逐渐延长，避免占用大量的CPU资源。

与SPF智能定时器类似的还有LSP生成智能定时器。在IS-IS协议中，当LSP生成定时器到期时，系统会根据当前拓扑重新生成一个自己的LSP。原有的实现机制是采用间隔时间定长的定时器，不能同时满足快速收敛和低CPU占用率的需要。为此将LSP生成定时器也设计成智能定时器，使其可以对于突发事件(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。