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LSP-Berechnung

Eingeschränkte Pfad-LSP-Berechnung

Der CSPF-Algorithmus (Constrained Shortest Path First) ist ein fortschrittlicher Form des SPF-Algorithmus (Shortest Path First) zur Verwendung in OSPF- IS-IS Routenberechnungen. CSPF wird in Computing-Pfaden für LSPs verwendet, die mehreren Einschränkungen unterliegen. Bei Computing-Pfaden für LSPs berücksichtigt CSPF nicht nur die Topologie des Netzwerks, sondern auch die Attribute des LSP und der Verbindungen und versucht, Engpässe durch ein intelligentes Gleichgewicht der Netzwerklast zu minimieren.

Die Einschränkungen, die CSPF berücksichtigt, umfassen:

  • LSP-Attribute

    • Administrative Gruppen (d. h. Verbindungsfarbesanforderungen)

    • Bandbreitenanforderungen

    • Explicit Route (strict oder lose)

    • Hop-Beschränkungen

    • Priorität (Einrichtung und Hold)

  • Verbindungsattribute

    • Administrative Gruppen (d. h. dem Link zugewiesene Verbindungsfarbe)

    • Reservierbare Bandbreite der Verbindungen (statische Bandbreite ohne die derzeit reservierte Bandbreite)

Die Daten, die CSPF berücksichtigt, stammen aus den folgenden Quellen:

  • Traffic Engineering-Datenbank: Stellt für CSPF aktuelle Topologieinformationen, die aktuelle reservierbare Bandbreite der Verbindungen und die Verbindungsfarbe zur Verfügung. Damit der CSPF-Algorithmus seine Berechnungen durchführen kann, ist eine Link-State-IGP (z. B. OSPF oder IS-IS) mit speziellen Erweiterungen erforderlich. Damit CSPF effektiv ist, müssen die Verbindungsstatus-IGP auf allen Routern die speziellen Erweiterungen unterstützen. Beim Aufbau der Topologie-Datenbank müssen IGP aktuelle LSPs berücksichtigen und die Routeninformationen überall überfluten. Da Änderungen bei der reservierten Bandbreite und farblich genutzten Verbindungen zu Datenbankaktualisierungen führen, überflutet ein erweiterter IGP häufiger als ein normaler IGP. Ein Abbildung 1 Diagramm über die Beziehungen zwischen diesen Komponenten enthält ein Diagramm.

  • Derzeit aktive LSPs: Enthält alle LSPs, die vom Router und ihrem aktuellen Betriebsstatus (up, down oder timeout) stammen sollen.

Abbildung 1: CSPF-BerechnungsprozessCSPF-Berechnungsprozess

In diesem Abschnitt werden die folgenden Themen erörtert:

So wählt CSPF einen Pfad

Wenn Sie einen Pfad auswählen, folgt CSPF bestimmten Regeln. Folgende Regeln gelten für Sie:

  1. Berechnet die LSPs nach und nach, und beginnt mit dem LSP mit der höchsten Priorität (der mit dem geringsten Einrichtungsprioritätswert). Unter den LSPs mit gleichem Priorität dienstet CSPF die LSPs in alphabetischer Reihenfolge der LSP-Namen.

  2. Entfernt die Traffic-Engineering-Datenbank aller Verbindungen, die nicht Vollduplex sind und nicht über ausreichende reservierbare Bandbreite verfügen.

  3. Wenn die LSP-Konfiguration die Anweisung enthält, entfernen Sie alle include Verbindungen, die keine enthaltenen Farben teilen.

  4. Wenn die LSP-Konfiguration eine Anweisung enthält, entfernen Sie exclude alle Verbindungen, die ausgeschlossene Farben enthalten. Wenn der Link keine Farbe hat, wird er akzeptiert.

  5. Wenn mehrere Pfade zu gleichen Kosten gehen, wählen Sie die Adresse aus, deren Last-Hop-Adresse mit dem Ziel des LSP identisch ist.

  6. Wenn mehrere Pfade zu gleichen Kosten bestehen, wählt sie den Pfad mit der geringsten Anzahl von Hops aus.

  7. Wenn mehrere Pfade zu gleichen Kosten bestehen, wendet die auf dem LSP konfigurierte CSPF-Lastausgleichsregel an (am wenigsten ausfüllen, die meisten ausfüllen oder zufällig).

CSPF findet den kürzesten Pfad zum Ausgangsrouter des LSP unter Berücksichtigung der Explicit-Path-Einschränkungen. Wenn der Pfad beispielsweise Router A passieren muss, werden zwei separate SPFs berechnet, einen vom ingress-Router zu Router A, den anderen vom Router A zum Egress-Router. Alle CSPF-Regeln werden in beiden Berechnungen angewendet.

CSPF-Pfadauswahl Tie-Breaking

Wenn nach der Anwendung der CSPF-Regeln (How CSPF Selects a Path)immer noch mehr als ein Pfad verfügbar ist, wird eine tie-breaking-Regel angewendet, um den Pfad für den LSP zu wählen. Die verwendete Regel hängt von der Konfiguration ab. Es gibt drei Tie-Breaking-Regeln:

  • Zufall: Der restliche Pfad wird nach dem Zufallsprinzip ausgewählt. Diese Regel platzieren in der Regel unabhängig vom verfügbaren Bandbreiten-Verhältnis eine gleich große Anzahl von LSPs auf jeder Verbindung. Das ist das Standardverhalten.

  • Geringste Füllung: Der Pfad mit dem größten verfügbaren Mindestbandbreiten-Verhältnis wird bevorzugt. Mit dieser Regel versucht man, die Reservierung für jeden Link zu ausgleichen.

  • Meist ausfüllen – Der Pfad mit dem kleinsten verfügbaren Mindestbandbreiten-Verhältnis wird bevorzugt. Diese Regel versucht, einen Link zu füllen, bevor er zu anderen Links über geht.

Die folgenden Definitionen beschreiben, wie eine Abbildung für das minimal verfügbare Bandbreiten-Verhältnis von den am wenigsten füllenden und am meisten ausfüllten Regeln abgeleitet wird:

  • Reservierbare Bandbreite = Bandbreite des Links x Abonnementfaktor der Verbindung

  • Verfügbare Bandbreite = reservierbare Bandbreite – (Summe der Bandbreiten der LSPs, die den Link durchqueren)

  • Verfügbares Bandbreiten-Verhältnis = verfügbare Bandbreite/reservierbare Bandbreite

  • Minimal verfügbares Bandbreiten-Verhältnis (für einen Pfad) = das kleinste verfügbare Bandbreiten-Verhältnis der Verbindungen in einem Pfad

Anmerkung:

Die Pfade müssen ihre Bandbreite (angegeben mithilfe der Anweisung auf Der Hierarchieebene) oder die Mindestbandbreite (die mit der Anweisung auf der Hierarchieebene angegeben wurde) auf einem Wert von mehr als 0 konfigurieren (angegeben mit der Anweisung auf der bandwidth[edit protocols mpls label-switched-path lsp-name]minimum-bandwidth[edit protocols mpls label-switched-path lsp-name auto-bandwidth] Hierarchieebene). Wenn die Bandbreite bzw. Mindestbandbreite der Pfade nicht mit 0 konfiguriert oder konfiguriert ist, kann die mindestens verfügbare Bandbreite nicht berechnet und stattdessen das Zufallspfadauswahlverhalten verwendet werden.

CSPF-Pfade offline computingen

Der Junos OS bietet nur Online-CSPF-Berechnung in Echtzeit. jeder Router führt unabhängig von den anderen Routern im Netzwerk CSPF-Berechnungen durch. Diese Berechnungen basieren auf den aktuell verfügbaren Topologieinformationen – Informationen, die in der Regel aktuell, aber nicht vollständig richtig sind. LSP-Platzierungen werden lokal auf Basis des aktuellen Netzwerkstatus optimiert.

Um Verbindungen global im Netzwerk zu optimieren, können Sie ein Offline-Tool verwenden, um die CSPF-Berechnungen durchzuführen und die Pfade für die LSPs zu bestimmen. Sie können ein solches Tool selbst erstellen oder ein vorhandenes Netzwerkdesign-Tool ändern, um diese Berechnungen durchzuführen. Sie sollten das Tool regelmäßig (täglich oder wöchentlich) ausführen und die Ergebnisse in den Router herunterladen. Bei der Durchführung der optimierten Berechnungen sollte ein Offline-Tool Folgendes berücksichtigen:

  • Alle Anforderungen von LSP

  • Alle Link-Attribute

  • Vollständige Netzwerktopologie

Konfigurieren von CSPF Tie Breaking

Bei der Auswahl eines Pfads für einen LSP verwendet CSPF einen Tie-Breaking-Prozess, wenn mehrere Pfade zu gleichen Kosten verfügbar sind. Informationen dazu, wie CSPF einen Pfad auswählt, finden Sie unter How CSPF Selects a Path (Wie CSPF einen Pfad auswählt).

Sie können eine der folgenden Anweisungen konfigurieren (Sie können nur eine dieser Anweisungen um einen Zeitpunkt konfigurieren), um das Verhalten von CSPF tie-breaking zu ändern:

  • Standardmäßig wird eine Zufalls-Tie-Breaking-Regel für CSPF verwendet, um einen Pfad aus der Gruppe von Pfaden zu gleichen Kosten auszuwählen. Sie können diesen Behvior jedoch auch explizit mithilfe der Aussage random konfigurieren:

  • Um diesen Pfad mit den am wenigsten ausgelasteten Verbindungen zu bevorzugen, müssen Sie die Aussage least-fill beinhalten:

  • Um den Pfad mit den am meisten ausgelastetesten Links zu bevorzugen, müssen Sie die Aussage most-fill beinhalten:

Sie können jede dieser Anweisungen auf den folgenden Hierarchieebenen enthalten:

  • [edit protocols mpls label-switched-path lsp-name]

  • [edit logical-systems logical-system-name protocols mpls label-switched-path lsp-name]

Deaktivierung der LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden

Wenn der IGP ein Link-State-Protokoll (z. B. IS-IS oder OSPF) ist und Erweiterungen unterstützt, anhand derer die aktuelle Bandbreitenreservierung auf der Verbindung jedes Routers gemeldet werden kann, werden Constrained Path-LSPs standardmäßig berechnet.

Die Junos-Implementierungen von IS-IS- OSPF umfassen die Erweiterungen, die die LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden unterstützen.

  • IS-IS: Diese Erweiterungen sind standardmäßig aktiviert. Um diese Unterstützung zu deaktivieren, fügen Sie die Anweisung auf der Hierarchieebene ein, wie disable in der Junos OS Routing Protocols Library für [edit protocols isis traffic-engineering]Routing-Geräte erläutert.

  • OSPF: Diese Erweiterungen sind standardmäßig deaktiviert. Um diese Unterstützung zu ermöglichen, müssen Sie die Anweisung in die Konfigurationen aller Router, die auf OSPF ausgeführt werden, hinzufügen, wie in der Junos OS traffic-engineering Routing Protocols Library für Routinggeräte beschrieben.

Wenn IS-IS Router aktiviert ist oder Sie OSPF Traffic Engineering-Erweiterungen aktivieren, führt MPLS standardmäßig die LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden aus. Informationen über die Funktionsweise der LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden finden Sie unter Constrained-Path LSP Computation.

Eingeschränkte Pfad-LSPs können aus den folgenden Gründen schnell und erfolgreich eingerichtet werden:

  • Die LSP-Berechnung berücksichtigt die aktuelle Bandbreitenreservierung.

  • Eingeschränkte Pfad-LSPs rerouten sich weg von Node-Ausfällen und Überlastungen.

Wenn die LSP-Berechnung über eingeschränkte Pfade aktiviert ist, können Sie den LSP so konfigurieren, dass er regelmäßig neu optimiert wird( wie unter Optimizing Signaled LSPs beschrieben.

Wenn ein LSP eingerichtet wird oder ein vorhandener LSP ausfällt, wiederholt sich die LSP-Berechnung mit eingeschränktem Pfad regelmäßig in dem vom Wiederholungs-Timer angegebenen Intervall, bis der LSP erfolgreich eingerichtet wurde. Sobald der LSP eingerichtet wurde, wird keine Neucomputation durchgeführt. Weitere Informationen zum Wiederholungs-Timer finden Sie unter Konfigurieren der Verbindung zwischen Ingress- und Egress-Routern.

Standardmäßig ist die LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden aktiviert. Wenn alle Knoten die erforderlichen Traffic-Engineering-Erweiterungen nicht unterstützen, können Sie die LSP-Berechnung für eingeschränkte Pfade deaktivieren. Um die LSP-Berechnung von eingeschränkten Pfaden zu deaktivieren, müssen Sie die Anweisung no-cspf beinhalten:

Eine Liste von Hierarchieebenen, in denen Sie diese Aussage enthalten können, finden Sie im Abschnitt "Statement Summary" in dieser Anweisung.

Wenn Sie die LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden für LSPs deaktivieren, indem Sie die Anweisung konfigurieren und dann versuchen, andere LSPs mit geringeren Metriken zu werben als die IGPs dieses Routers in IS-IS oder OSPF, können neue LSPs nicht eingerichtet no-cspf werden.