現在、バックボーンネットワークではISISが唯一のルーティングプロトコルであり、コンバージェンス速度が大きな課題となっています。通常のIGPルーティングのコンバージェンス方法は、HELLOメッセージでリンク障害を検出し、定期的にLSAを配信する方法です。そのため、ネットワーク規模が大きくなると、それに伴ってLSDBも大きくなり、SPFの計算時間が非常に長くなってしまいます。そこで、この計算方法を改善するために、以下のような改善策を考案しました。
I-SPF（インクリメンタルSPF）
I-SPFはインクリメンタル経路計算のことで、その名の通り、すべての経路を再計算するのではなく、一度に変更された経路の一部だけを計算します。ISO-10589では、経路計算にダイクストラのアルゴリズムを使用することが定義されています。ネットワーク・トポロジーの1つのノードが変更された場合、このアルゴリズムはネットワーク内のすべてのノードを再計算する必要があり、計算に時間がかかり、CPUリソースを使いすぎ、ネットワーク全体の収束速度に影響します。
I-SPFでは、このアルゴリズムを改良し、全ノードの計算が必要な***回を除き、影響を受けるノードだけを毎回計算することで、***回で生成される最短パス木SPTは元のアルゴリズムで計算されたものと同じになり、CPU占有率が大幅に削減され、ネットワークの収束速度が向上します。
PRC（部分経路計算）
部分経路計算PRCは、I-SPFと同じ原理で、変更部分のみを計算します。ただし、ノードの経路を計算するのではなく、I-SPFで計算したSPTに基づいてリーフを更新します。
経路計算において、経路はリーフ、ルータはノードを表します。I-SPF計算後にSPTが変更された場合、PRCはその変更されたノードのリーフのみをすべて処理し、I-SPF計算後にSPTが変更されなかった場合、PRCは変更されたリーフ情報のみを処理します。
例えば、あるノードがIS-ISインタフェースを有効にした場合、ネットワークトポロジー全体のSPTは変更されず、PRCはこのノードのインタフェース経路のみを更新するため、CPU占有率を節約できます。
PRCとI-SPFは、ネットワークの収束性能をさらに向上させるために一緒に使用することができ、これは元のSPFアルゴリズムの改良であるため、元のアルゴリズムに取って代わりました。
LSPの急速な普及
ネットワーク全体の収束を早めるために、IS-ISが他のルータからLSPを受信したときに、このLSPが自分のLSDBにあるLSPよりも新しい場合、RFCプロトコルの元の実装によると、タイマーを使って一定間隔でLSDBにLSPを拡散させるため、LSDBの同期が遅くなります。
この機能が設定されたルーターは、1つまたは複数の比較的新しいLSPを受信すると、経路計算で、指定された数よりも小さいLSPを最初に拡散して、LSDBの同期プロセスを高速化します。この方法により、ネットワーク全体の収束速度を大幅に向上させることができます。
インテリジェントタイマー
ルーティングアルゴリズムを改善した後、ルーティング計算をトリガーする間隔が長いと、ネットワークの収束速度にも影響します。ミリ秒タイマーを使用すると、この間隔を短くすることができますが、ネットワークが頻繁に変更される場合、CPUリソースが過剰になります。SPFインテリジェントタイマーは、少数の外部緊急事態に迅速に対応できるだけでなく、CPUの過剰消費も避けることができます。
通常、正常に動作しているIS-ISネットワークは安定しており、ネットワークが大量に変更される可能性は非常に低いです。 IS-ISルータはルーティング計算を頻繁に実行しないため、トリガの***時間は非常に短く設定できます。トポロジーの変更が頻繁に発生する場合は、CPUリソースを大量に消費しないように、計算の回数が増えるにつれて、スマートタイマーは間隔を徐々に長くします。
SPFスマートタイマーと似ているのが、LSP生成スマートタイマーです。IS-ISプロトコルでは、LSP生成タイマーが切れると、システムは現在のトポロジーに従って独自のLSPを再生成します。本来の実装メカニズムは、固定間隔時間のタイマーを使用することですが、これでは収束の速さとCPU占有率の低さのニーズを同時に満たすことはできません。このため、LSP生成タイマーはインテリジェントタイマーとして設計され、予期せぬイベントに素早く対応し、ネットワークの収束速度を加速します。同時に、ネットワークが頻繁に変化する場合、インテリジェントタイマーのインターバル時間は自動的に延長され、CPUリソースの過剰占有を防ぎます。
