Flexible Algorithmen in ISIS verstehen und Fehler beheben
Inhalt
Einleitung
In diesem Dokument werden der Betrieb von Flexible Algorithm (Flex-Algo) in ISIS sowie die entsprechenden Befehle für die Verifizierung und Fehlerbehebung beschrieben.
Voraussetzungen
Anforderungen
- Cisco empfiehlt, dass Sie Grundkenntnisse der Verkehrssteuerung des ISIS-Segments haben.
Verwendete Komponenten
- Die in diesem Dokument enthaltenen Informationen basieren auf den folgenden Geräten: Aggregation Services Router 9000 (ASR9K).
- Die Informationen in diesem Dokument beziehen sich auf Geräte in einer speziell eingerichteten Testumgebung. Alle in diesem Dokument verwendeten Geräte begannen mit einer gelöschten (Standard-)Konfiguration. Wenn Ihr Netzwerk in Betrieb ist, stellen Sie sicher, dass Sie die möglichen Auswirkungen aller Befehle kennen.
Flex-Algo - Überblick
- Der flexible Algorithmus (Flex-Algo) wird durch einen numerischen Wert zwischen 0 und 255 gekennzeichnet. Die Werte 0-127 sind reserviert, während 128-255 benutzerdefiniert sind.
- Ein Flex-Algo wird durch einen metrischen Typ (Interior Gateway Protocol (IGP) Metric, Delay Metric oder TE Metric) und eine Reihe von Einschränkungen (z. B. Verbindungsaffinität, Shared Risk Link Group (SRLG)) definiert.
- Durch den Einsatz von Flex-Algo können Netzwerke Netzwerk-Slicing implementieren, d. h. eine logische Segmentierung des Netzwerks, bei der die Pfadberechnung auf die Topologie beschränkt ist, die die definierten Einschränkungen erfüllt.
Abbildung 1: Prefix-SID Sub-TLV-Format (mit Algorithmusfeld)
Abbildung 2: Flex-Algo Definition (FAD) TLV-Format
Netzwerktopologie
Abbildung 3: Diagramm der Netzwerktopologie
Netzwerk
- Algorithmus 128 → Definiert eine latenzoptimierte Schicht.
- Algorithmus 129 → Definiert eine TE-optimierte Scheibe.
- ABR1 und ABR2 veröffentlichen ihre Flex-Algo-Definitionen (FAD TLVs) in IS-IS Link-State Protocol Data Unit (LSPs).
- Ein FAD-Ausgangspunkt kann ein beliebiger Router in der IS-IS-Domäne sein. Ein Router muss nicht an jedem Flex-Algo teilnehmen, um seine Definition anzukündigen.
Flex-Algo-Konfiguration
router isis core
flex-algo 128
interface Loopback100
passive
address-family ipv4 unicast
prefix-sid index 11 explicit-null
prefix-sid algorithm 128 index 811 explicit-null
Anmerkung:
- index 11 - Präfix-SID gebunden an Flex-Algo 0 (Standard Shortest Path First (SPF)).
- index 811 - Präfix-SID gebunden an Flex-Algo 128.
- Flex-Algo-Prefix-SIDs aktivieren Netzwerk-Slicing. Für ein bestimmtes Präfix (z. B. Loopback100) können mehrere Prefix-SIDs angekündigt werden - jede ist an ein bestimmtes Flex-Algo gebunden.
- Die erste Prefix-SID (Index 11) wird automatisch mit Flex-Algo 0 (Standard-IGP Shortest-Path-Algorithmus) verknüpft.
- Die zweite Prefix-SID (Index 811) ist explizit mit Flex-Algo 128, einem benutzerdefinierten Algorithmus, verknüpft.
Flex-Algo 129 definiert durch Metric-type TE
Konfiguration
Auf ABR2:
router isis core
flex-algo 129
priority 50
metric-type te
advertise-definition
interface Loopback100
address-family ipv4 unicast
prefix-sid algorithm 129 index 92 explicit-null >> Prefix-SID bound to Flex-Algo 129
interface HundredGigE0/1/0/2
point-to-point
address-family ipv4 unicast
fast-reroute per-prefix
fast-reroute per-prefix ti-lfa
te-metric flex-algo 20 level 2 >> 20 is the TE metric value for this link , need to be enabled on the links only between those routers participating in Flex-Algo 129
Verifizierung
PE3#show isis flex-algo 129
IS-IS core Flex-Algo Database
Flex-Algo 129:
Level-2:
Definition Priority: 100
Definition Source: ASR9906-2-ABR-1.00
Definition Equal to Local: No
Definition Metric Type: TE
Definition Flex-Algo Prefix Metric: No
<snip>
FRR Disabled: No
Microloop Avoidance Disabled: No
UCMP Disabled: No
Data Plane Segment Routing: Yes
Data Plane IP: Yes
PE3#show isis database 55A1-2-PE4.00-00 verbose internal
IS-IS core (Level-2) Link State Database
LSPID LSP Seq Num LSP Checksum LSP Holdtime/Rcvd ATT/P/OL Len Received From On Reason
55A1-2-PE4.00-00 0x00000149 0xfe2f 995 /1200 0/0/0 282 09:21:39 ASR9910-4-ABR-2 Hu0/1/0/0 Flooded
<snip>
TLV code:242 length:28
Router Cap: 10.10.44.44 D:0 S:0
SubTLV code:2 length:9
Segment Routing: I:1 V:0, SRGB Base: 16000 Range: 8000
SubTLV code:23 length:2
Node Maximum SID Depth:
Label Imposition: 12
SubTLV code:19 length:3
SR Algorithm:
Algorithm: 0
Algorithm: 1
Algorithm: 129
SubTLV code:29 length:1
IP Algorithm:
Algorithm: 129
TLV code:22 length:117
Metric: 10 IS-Extended ASR9910-4-ABR-2.00
SubTLV code:4 length:8
Local Interface ID: 32, Remote Interface ID: 38
SubTLV code:6 length:4
Interface IP Address: 10.10.244.44
SubTLV code:8 length:4
Neighbor IP Address: 10.10.244.2
SubTLV code:9 length:4
Physical BW: 10000000 kbits/sec
SubTLV code:16 length:9
Application Specific Link Attributes:
L flag: 0, SA-Length: 1, UDA-Length: 1
Standard Applications: 0x10 FLEX-ALGO
User Defined Applications: 0x10
SubTLV code:18 length:3
Admin. Weight: 20 >>>>>>>>>> configured TE metric
PE3#show isis topology flex-algo 129
IS-IS core paths to IPv4 Unicast (Level-2) routers
System Id Metric Next-Hop Interface SNPA
ASR9910-4-ABR-2 20 ASR9910-4-ABR-2 Hu0/1/0/0 *PtoP* >> 1 hop away from PE3
55A1-2-PE4 40 ASR9910-4-ABR-2 Hu0/1/0/0 *PtoP* >> 2 hops away from PE3
Flex-Algo 128 definiert durch metrische Verzögerung
Konfiguration
router isis core
flex-algo 128
priority 100
metric-type delay
advertise-definition
performance-measurement
interface HundredGigE0/1/0/0
delay-measurement >>> this CLI needs to be enabled only on those interfaces between those routers participating in Flex-Algo 128
!
!
interface HundredGigE0/1/0/3
delay-measurement
Verifizierung
PE1#show isis flex-algo 128
IS-IS core Flex-Algo Database
Flex-Algo 128:
Level-2:
Definition Priority: 100
Definition Source: ASR9906-2-ABR-1.00
Definition Equal to Local: No
Definition Metric Type: Delay
Definition Flex-Algo Prefix Metric: No
Anmerkung: Auf PE2 wird die HundredGigE0/1/0/1 >>-Verbindung zwischen PE2 und ABR 1-Verzögerungsmessungs-Advertise-Delay 100 >>-Verzögerung statisch konfiguriert. Dadurch wird die Verzögerungsmetrik in Richtung von PE2 zu PE1 um +100 erhöht, daher beträgt die Verzögerung beim Erreichen von ABR 1 von PE2 100.
PE1#show isis database ASR-9904-5-PE2.00-00 verbose internal
IS-IS core (Level-2) Link State Database
LSPID LSP Seq Num LSP Checksum LSP Holdtime/Rcvd ATT/P/OL LSP Length
ASR-9904-5-PE2.00-00 0x00000231 0x6084 1131 /1200 0/0/0 310
<snip>
TLV code:242 length:25
<snip>
SubTLV code:19 length:3
SR Algorithm:
Algorithm: 0
Algorithm: 1
Algorithm: 128
TLV code:22 length:144
Metric: 10 IS-Extended ASR9906-2-ABR-1.00
SubTLV code:4 length:8
Local Interface ID: 17, Remote Interface ID: 22
SubTLV code:6 length:4
Interface IP Address: 10.10.221.22
SubTLV code:8 length:4
Neighbor IP Address: 10.10.221.1
SubTLV code:9 length:4
Physical BW: 99999998 kbits/sec
SubTLV code:33 length:4
Link Average Delay: 100 us
SubTLV code:34 length:8
Link Min/Max Delay: 100/100 us
SubTLV code:35 length:4
Link Delay Variation: 0 us
SubTLV code:16 length:14
Application Specific Link Attributes:
L flag: 0, SA-Length: 1, UDA-Length: 1
Standard Applications: 0x10 FLEX-ALGO
User Defined Applications: 0x10
SubTLV code:34 length:8
Link Min/Max Delay: 100/100 us >>> delay calculated on this link due to the confoguration
PE2#show isis topology flex-algo 128
IS-IS core paths to IPv4 Unicast (Level-2) routers
System Id Metric Next-Hop Interface SNPA
ASR9906-2-ABR-1 100 ASR9906-2-ABR-1 Hu0/1/0/1 *PtoP*
ASR9906-1-PE1 112 ASR9906-2-ABR-1 Hu0/1/0/1 *PtoP*
Wenn auf der Schnittstelle keine manuelle Anzeigeverzögerung konfiguriert ist und das Standardverzögerungsmessungsprofil auf der Schnittstelle aktiviert ist, werden für die Verbindungen Prüfpunkte gesendet, um die Verzögerung auf der Schnittstelle zu messen.
ABR-1#show performance-measurement sessions
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
0/1/CPU0
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Transport type : Interface
Measurement type : Delay Measurement
Interface name : HundredGigE0/1/0/0
Nexthop : Unknown
Delay Measurement session:
Session ID : 4097
Profile Keys:
Profile name : default
Profile type. : Interface Delay Measurement
Last advertisement:
Advertised at: Sep 26 2025 14:00:36.179 (247623.282 seconds ago)
Advertised reason: Periodic timer, min delay threshold crossed
Advertised delays (uSec): avg: 12, min: 12, max: 13, variance: 0
A flag set: False
Next advertisement:
Threshold check scheduled in 2 more probes (roughly every 120 seconds)
Aggregated delays (uSec): avg: 12, min: 11, max: 12, variance: 1
Rolling average (uSec): 11
Current computation:
Started at: Sep 29 2025 10:47:17.373 (22.88 seconds ago)
Packets Sent: 8, received: 8
Measured delays (uSec): avg: 12, min: 11, max: 12, variance: 1 >>>>>>>>>>>> the delay measured using probes on this interface
Next probe scheduled at: Sep 29 2025 10:47:47.369 (in 7.908 seconds)
Next packet will be sent in 1.908 seconds
Packet sent every 3.0 seconds
Responder IP : 10.10.111.11
Number of Hops : 1
ABR-1#show isis database ASR9906-1-PE1.00-00 verbose internal
IS-IS core (Level-2) Link State Database
LSPID LSP Seq Num LSP Checksum LSP Holdtime/Rcvd ATT/P/OL LSP Length
ASR9906-1-PE1.00-00 0x00000777 0x13ef 497 /1200 0/0/0 370
<snip>
TLV code:22 length:197
Metric: 10 IS-Extended ASR9906-2-ABR-1.00
SubTLV code:4 length:8
Local Interface ID: 40, Remote Interface ID: 21
SubTLV code:6 length:4
Interface IP Address: 10.10.111.11
SubTLV code:8 length:4
Neighbor IP Address: 10.10.111.1
SubTLV code:9 length:4
Physical BW: 99999998 kbits/sec
SubTLV code:33 length:4
Link Average Delay: 12 us >>>>>>>>>>>>>> the calculated delay is propagated via ISIS which is used by the Headend router to calculate the path with minimum delay
SubTLV code:34 length:8
Link Min/Max Delay: 12/13 us
SubTLV code:35 length:4
Link Delay Variation: 0 us
SubTLV code:16 length:14
Application Specific Link Attributes:
L flag: 0, SA-Length: 1, UDA-Length: 1
Standard Applications: 0x10 FLEX-ALGO
User Defined Applications: 0x10
SubTLV code:34 length:8
Link Min/Max Delay: 12/13 us
PE1#show isis topology flex-algo 128
IS-IS core paths to IPv4 Unicast (Level-2) routers
System Id Metric Next-Hop Interface SNPA
ASR9906-2-ABR-1 12 ASR9906-2-ABR-1 Hu0/1/0/0 *PtoP*
ASR-9904-5-PE2 24 ASR9906-2-ABR-1 Hu0/1/0/0 *PtoP*
Anmerkung:
- Vom PE1 zum ABR 1 besteht nur eine Verzögerung von 12 us.
- Vom PE1 zum PE2 beträgt die Verzögerung 24 us.
Topologieunabhängige Loop-Free Alternate (TI-LFA) und Microloop Avoidance (MLA) auf FLEX-ALGO 129
Abbildung 4: Netzwerktopologiediagramm zur Demonstration von TI-LFA und MLA für Flex-Algo 129
ABR-1#show isis fast-reroute flex-algo 129 10.10.2.2/32 detail
L2 10.10.2.2/32 [20/115] Label: 16092, medium priority
Installed Sep 17 10:40:08.503 for 00:16:25
via 10.10.12.2, HundredGigE0/1/0/1, Label: Exp-Null-v4, ASR9910-4-ABR-2, SRGB Base: 16000, Weight: 0
Backup path: TI-LFA (link), via 10.10.221.22, HundredGigE0/1/0/3 ASR-9904-5-PE2, SRGB Base: 16000, Weight: 0, Metric: 60
P node: ASR9910-3-PE3.00 [10.10.33.33], Label: 16933 >>>>>>>>>> TI-LFA precomputed path for FRR
Prefix label: 16092
Backup-src: ASR9910-4-ABR-2.00
P: No, TM: 60, LC: No, NP: No, D: No, SRLG: Yes
src ASR9910-4-ABR-2.00-00, 10.10.2.2, prefix-SID index 92, R:0 N:1 P:1 E:1 V:0 L:0, Alg:129
Anmerkung:
- Label 16933 PE3 Flex-Algo 129
- Label 16092 ABR -2 Flex-Algo 129
- Der TI-LFA-Pfad ist auch mit dem logischen Netzwerk-Slice von flex algo 129 eingeschränkt
Wenn die Verbindung zwischen ABR 1 und 2 abgeschaltet wird, wird auf ABR-1 der MLA-Tunnel ausgelöst:
ABR-1 #show isis microloop avoidance 10.10.2.2/32 flex-algo 129 detail
10.10.2.2/32 participated in 1 of 6 microloop avoidance events
number start spf duration cleanup duration pins: ipv4 ipv6
--- --- --- --- --- --- --- ---
5 restart 10:59:16.440 0 ms 10:59:16.643 3 0
trigger: Link down, near node: ASR9906-2-ABR-1.00, far node: ASR9910-4-ABR-2.00
via 10.10.221.22, Hu0/1/0/3, Labels: 16933
Sowohl beim TI-LFA als auch beim MLA führt Flex-Algo 129 einen eigenen eingeschränkten SPF aus, der einen schnellen Umleitungstunnel vorberechnet, der Algo 129-Einschränkungen berücksichtigt, wobei nur FLEX-ALGO 129-Labels verwendet werden.
Einschränkungen für die Link-Affinität-Zuordnung
- Affinity ist ein 32-Bit-Attribut, das mit einer IGP-Verbindung verknüpft ist und vom Operator administrativ zugewiesen wurde.
- Jede Bitposition entspricht einer vom Operator definierten semantischen Bedeutung.
- Diese Affinitätsbits werden im IGP (OSPF/IS-IS) als Teil der TE-Attribute der Verbindung gemeldet.
Wenn ein Flex-Algo seinen SPF (Shortest Path Tree) berechnet, wendet es bei der Pfadauswahl Affinitätseinschränkungen an:
- Einschließen-Beliebig (IA): Der berechnete Pfad muss mindestens eine Verbindung durchlaufen, für die eines der angegebenen Affinitätsbits festgelegt ist.
- Alle einschließen (IAll): Der berechnete Pfad darf nur Verbindungen durchlaufen, die zusammen alle angegebenen Affinitätsbits enthalten.
- Alle ausschließen (EA): Der berechnete Pfad muss alle Verbindungen vermeiden, die eines der angegebenen Affinitätsbits tragen.
Konfiguration
Zu ABR 1 und 2:
On ABR 1and 2
router isis core
affinity-map ALGO-129 bit-position 6
flex-algo 129
priority 100
metric-type te
advertise-definition
affinity exclude-any ALGO-129
Veröffentlichen Sie diese Konfiguration auf dem angegebenen FAD.
Verifizierung
PE4#show isis database ASR9906-2-ABR-1.00-00 verbose internal
IS-IS core (Level-2) Link State Database
LSPID LSP Seq Num LSP Checksum LSP Holdtime/Rcvd ATT/P/OL Len Received From On Reason
ASR9906-2-ABR-1.00-00 0x0000023f 0xa89f 871 /1200 0/0/0 453 11:12:43 ASR9906-1-PE1 Hu0/0/0/5 Flooded
TLV code:242 length:44
Router Cap: 10.10.1.1 D:0 S:0
<snip>
SubTLV code:19 length:4
SR Algorithm:
Algorithm: 0
Algorithm: 1
Algorithm: 128
Algorithm: 129
SubTLV code:26 length:4
Flex-Algo Definition:
Algorithm: 129 Metric-Type: 2 Alg-type: 0 Priority: 100
SubTLV code:1 length:4
Flex-Algo Exclude-Any Ext Admin Group: >>> FAD to exclude any link with this bit position set
0x00000040
PE4#show isis flex-algo 129
IS-IS core Flex-Algo Database
Flex-Algo 129:
Level-2:
Definition Priority: 100
Definition Source: ASR9906-2-ABR-1.00
Definition Equal to Local: No
Definition Metric Type: TE
Definition Flex-Algo Prefix Metric: No
Exclude Any Affinity Bit Positions: 6
Pfad von PE4 zu PE3, wenn die Link-Affinitätszuordnung für keinen der Links konfiguriert ist:
PE4#traceroute sr-mpls labels 16933 lsp-end-point 10.10.33.33
Type escape sequence to abort.
0 10.10.244.44 MRU 1500 [Labels: 16933/explicit-null Exp: 0/0] >>>>>>>>>>>>>>>>>>>> PE4
L 1 10.10.244.2 MRU 1500 [Labels: explicit-null/explicit-null Exp: 0/0] 5 ms >>>>>>>>ABR2
! 2 10.10.32.33 4 ms >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>PE3
Abbildung 5: Traceroute zwischen PE4 und PE3 ohne definierte Affinitätszuordnung
Konfiguration auf ABR-2 der Affinity Map
router isis core
affinity-map ALGO-129 bit-position 6 >> define the bit position and associate it with a name
router isis core
interface HundredGigE0/1/0/2 >>> link between ABR-2 to PE3
affinity flex-algo ALGO-129 >>>>> link affinity map
point-to-point
address-family ipv4 unicast
fast-reroute per-prefix
fast-reroute per-prefix ti-lfa
te-metric flex-algo 20 level 2
Verifizierung
PE4#show isis database ASR9910-4-ABR-2.00-00 verbose internal
<snip>
TLV code:22 length:193
<snip>
SubTLV code:6 length:4
Interface IP Address: 10.10.32.2
SubTLV code:8 length:4
Neighbor IP Address: 10.10.32.33
SubTLV code:9 length:4
Physical BW: 99999998 kbits/sec, 12499999744 bytes/sec
SubTLV code:16 length:21
Application Specific Link Attributes:
L flag: 0, SA-Length: 1, UDA-Length: 1
Standard Applications: 0x10 FLEX-ALGO
User Defined Applications: 0x10
SubTLV code:14 length:4
Ext Admin Group:
0x00000040 >>>>>> link affinity flooded via IGP
SubTLV code:3 length:4
Affinity: 0x00000040
SubTLV code:18 length:3
Admin. Weight: 20
Gemäß FAD für Flex Algo 129 von PE4 in Richtung PE3 muss jede Verbindung mit der Affinitätsabbildungs-Bitposition 6 ausgeschlossen werden.
PE4#traceroute sr-mpls labels 16933 lsp-end-point 10.10.33.33
0 10.10.244.44 MRU 1500 [Labels: 16933/explicit-null Exp: 0/0]
L 1 10.10.244.2 MRU 1500 [Labels: 16933/explicit-null Exp: 0/0] 5 ms >>>>>>>>>>>>> ABR2
L 2 10.10.12.1 MRU 1500 [Labels: 16933/explicit-null Exp: 0/0] 4 ms >>>>>>>>>>>>>> ABR1
L 3 10.10.221.22 MRU 1500 [Labels: explicit-null/explicit-null Exp: 0/0] 15 ms >>> PE2
! 4 10.10.233.33 4 ms >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> PE3
Abbildung 6: Pfad von PE4 zu PE3 nach Konfiguration der Affinitätszuordnung
Anmerkung: Ebenso können wir mit "include any" und "include all" im FAD eines Flex Algo die Pfadberechnung vom Head End zum Tail End beeinflussen.
Schlussfolgerung
In diesem Dokument wird die Verwendung von Flexible Algorithm (Flex-Algo) zum logischen Aufteilen einer IS-IS-Domäne in mehrere Netzwerk-Slices beschrieben. Jedes Segment kann seine eigenen Regeln und Einschränkungen für die Pfadberechnung festlegen, sodass Datenverkehrsströme je nach SLA-Anforderungen oder Datenverkehrsempfindlichkeit unterschiedlich behandelt werden können.
Befehle
show isis flex-algo <>
show isis flex-algo 129 neighbors
show isis topology flex-algo
show isis database <> verbose detail
show isis route <> flex-algo <> detail
show mpls forwarding labels <> detail
show isis microloop avoidance <> flex-algo <> detail
show isis fast-reroute flex-algo <> <prefix> detail
Revisionsverlauf
| Überarbeitung | Veröffentlichungsdatum | Kommentare |
|---|---|---|
2.0 |
10-Sep-2025
|
Erstveröffentlichung |
1.0 |
08-Sep-2025
|
Erstveröffentlichung |
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