Часть 3. Underlay. ISIS

Цель

• Настроить IS-IS для Underlay сети

В сетях, где данные струятся,

IS-IS проводит путь незримый.

Пакеты быстро мчатся, чтобы сняться

С узлов на узел нитью неделимой.

А. С. ChatGPT (c.)

Ожидаемый результат

1. Настроен IS-IS в Underlay сети для IP-связанности между всеми сетевыми устройствами.

2. В документации зафиксирован план работ, адресное пространство, схема сети, конфигурация устройств.

3. IP-связанность между устройствами проверена и подтверждена:

   • Со всех устройств должны быть доступны Loopback интерфейсы всех устройств

   • Leaf коммутаторы должны иметь 2 (два) маршрута до других Leaf'ов

Схема сети

Продолжаем работать со схемой из прошлого задания: 2 спайна, 3 лифа в Норвегии, Осло, DC1 "Мидгард" ヅ

Из настроек заботливо удалено всякое напоминание про OSPF.

Соединение	Подсеть	Устройство A	Интерфейс	IP A	Устройство B	Интерфейс	IP B
no-osl-dc1-f1-r01k01-spn01 <-> no-osl-dc1-f1-r03k01-lf01	10.16.2.0/31	no-osl-dc1-f1-r01k01-spn01	Ethernet 1	10.16.2.0	no-osl-dc1-f1-r03k01-lf01	Ethernet 1	10.16.2.1
no-osl-dc1-f1-r01k01-spn01 <-> no-osl-dc1-f1-r03k02-lf01	10.16.2.2/31	no-osl-dc1-f1-r01k01-spn01	Ethernet 2	10.16.2.2	no-osl-dc1-f1-r03k02-lf01	Ethernet 1	10.16.2.3
no-osl-dc1-f1-r01k01-spn01 <-> no-osl-dc1-f1-r03k03-lf01	10.16.2.4/31	no-osl-dc1-f1-r01k01-spn01	Ethernet 3	10.16.2.4	no-osl-dc1-f1-r03k03-lf01	Ethernet 1	10.16.2.5
no-osl-dc1-f1-r02k01-spn01 <-> no-osl-dc1-f1-r03k01-lf01	10.16.2.6/31	no-osl-dc1-f1-r02k01-spn01	Ethernet 1	10.16.2.6	no-osl-dc1-f1-r03k01-lf01	Ethernet 2	10.16.2.7
no-osl-dc1-f1-r02k01-spn01 <-> no-osl-dc1-f1-r03k02-lf01	10.16.2.8/31	no-osl-dc1-f1-r02k01-spn01	Ethernet 2	10.16.2.8	no-osl-dc1-f1-r03k02-lf01	Ethernet 2	10.16.2.9
no-osl-dc1-f1-r02k01-spn01 <-> no-osl-dc1-f1-r03k03-lf01	10.16.2.10/31	no-osl-dc1-f1-r02k01-spn01	Ethernet 3	10.16.2.10	no-osl-dc1-f1-r03k03-lf01	Ethernet 2	10.16.2.11

Loopback интерфейсы для нужд IS-IS и VTEP

Устройство	Loopback 0 (IS-IS)	Loopback 10 (VTEP)
no-osl-dc1-f1-r01k01-spn01	10.16.0.1/32	-
no-osl-dc1-f1-r02k01-spn01	10.16.0.2/32	-
no-osl-dc1-f1-r03k01-lf01	10.16.1.1/32	10.16.4.1/32
no-osl-dc1-f1-r03k02-lf01	10.16.1.2/32	10.16.4.2/32
no-osl-dc1-f1-r03k03-lf01	10.16.1.3/32	10.16.4.3/32

Немного теории про IS-IS.

Взято из Википедии: https://ru.wikipedia.org/wiki/IS-IS

Протокол маршрутизации промежуточных систем (англ. IS-IS) — протокол внутренних шлюзов (IGP), стандартизированный ISO и использующийся в основном в крупных сетях провайдеров услуг. IS-IS может также использоваться в корпоративных сетях особо крупного масштаба. IS-IS — это протокол маршрутизации на основе состояния каналов. Он обеспечивает быструю сходимость и отличную масштабируемость. Как и все протоколы на основе состояния каналов, IS-IS очень экономно использует пропускную способность сетей.

Далее, нас интересует понятие Net в IS-IS:

Адрес ISIS NET — это то, что нам нужно настроить, когда мы используем протокол маршрутизации ISIS в сети. Это связано с тем, что протокол ISIS изначально был разработан для сетей CLNS. Хотя мы используем IP-адрес для маршрутизации IP-трафика, пакеты управления ISIS по-прежнему используют адрес CLNS для связи друг с другом.

Машинный перевод части статьи https://rayka-co.com/lesson/isis-net-address-format/#google_vignette

Формат CLNS адреса для наглядности. Пригодится позже.

Вводные для IS-IS:

• Для упрощения и совместимости принимаем, что все устройства работают с IS-IS Level 2.

• В качестве System ID используем видоизмененный адрес Loopback

  • 10.16.0.1 представляем видом 100.160.000.001 - добавляем лидирующих или конечных нулей

  • Переписываем значение в вид 100.160.000.001, двигаем точки и получаем: 1001.6000.0001

Достижение результата

Тут мы эволюционируем и меняем парадигму xD. Принимаем за основу состояние сети из Netbox.

После установки и конфигурирования считаем, что у нас в Netbox 5 устройств: 2 Spine-коммутатора, 3 - Leaf-коммутатора. Описываем их состояние внутри Netbox:

Для каждого устройства указаны соответствующие настройки интерфейсов средствами Netbox - адреса, кабели, состояние физического интерфейса - включен/выключен, description.

Пример состояния интерфейсов для no-osl-dc1-f1-r01k01-spn01

Для устройств создан Config Template со следующим содержимым:

spine_template.j2

hostname {{ device.name }}
!
{%- block content %}
management api http-commands
   no shutdown
   !
   vrf default
      no shutdown
   !
   vrf {{ vrfs.mgmt }}
      no shutdown
{%- endblock %}
!
ip routing
no ip routing vrf {{ vrfs.mgmt }}
!
ip route vrf {{ vrfs.mgmt }} 0.0.0.0/0 {{ mgmt_default_gw }}
!
{%- for key, value in stp_mode.items() %}
spanning-tree mode {{ value }}
!
{%- endfor %}
{%- for key, value in vrfs.items() %}
vrf instance {{ value }}
!
{%- endfor %}
{%- for interface in device.interfaces.all() %}
  {%- if interface.name.startswith('Ethernet') %}
interface {{ interface.name }}
    {%- for ip in interface.ip_addresses.all() %}
  no switchport
  isis enable {{ isis_instances.hw2_instance }}
  ip address {{ ip.address }}
    {%- endfor %}
    {%- if not interface.enabled %}
  shutdown
    {%- else %}
  no shutdown
    {%- endif %}
    {%- if interface.description %}
  description {{ interface.description }}
    {%- endif %}
!
  {%- elif interface.name.startswith('Loopback') %}
interface {{ interface.name }}
    {%- for ip in interface.ip_addresses.all() %}
  ip address {{ ip.address }}
  isis enable {{ isis_instances.hw2_instance }}
    {%- endfor %}
    {%- if interface.description %}
  description {{ interface.description }}
    {%- endif %}
!
  {%- elif interface.name.startswith('Management') %}
interface {{ interface.name }}
    {%- for ip in interface.ip_addresses.all() %}
  ip address {{ ip.address }}
  vrf {{ vrfs.mgmt }}
    {%- endfor %}
    {%- if interface.description %}
  description {{ interface.description }}
    {%- endif %}
!
  {%- endif %}
{%- endfor %}
router isis {{ isis_instances.hw2_instance }}
  net {{ isis_net_prefix }}{{ isis_id }}{{ isis_net_suffix }}
  is-type {{ isis_type.type_2 }}
  !
  address-family ipv4 unicast
!
end

Этот темплейт делает следующие замечательные вещи:

1. Генерирует конфигурацию для интерфейсов с именем, которое начинается на "^Ethernet", а именно:

   • Вытягивает и устанавливает IP-адрес для интерфейса из Netbox

   • Если на интерфейсе назначен IP-адрес переводит его в режим no switchport

   • Назначает ему имя процесса IS-IS

   • В случае, если интерфейс помечен, как активный в Netbox, переводит его в no shutdown

2. Генерирует конфигурацию интерфейсов Loopback и Management

3. Генерирует прочую общую информацию в виде

   • vrf

   • default gw для mgmt трафика

   • stp режим

   • настройки ISIS, общие для устройств

Остальная магия с настройками и шаблоном Jinja2 связана с понятием Config Context из Netbox

Для каждого устройства, участвующего в построении IS-IS, указан локальный контекст с именем "isis_id":

{
    "isis_id": "0101.6000.0001"
}

Контекст для коммутаторов из нашей схемы

{
    "isis_id": "0101.6000.0001"
}

{
  "isis_id": "0101.6000.0002"
}

{
  "isis_id": "0101.6000.1001"
}

{
  "isis_id": "0101.6000.1002"
}

{
  "isis_id": "0101.6000.1002"
}

С помощью шаблона он генериуется в NET адрес в конструкции:

router isis {{ isis_instances.hw2_instance }}
    net {{ isis_net_prefix }}{{ isis_id }}{{ isis_net_suffix }}
    is-type {{ isis_type.type_2 }}
!
    address-family ipv4 unicast

Весь контекст суммируется на вкладке Rendered Context и представляет собой вот это:

{
    "isis_id": "0101.6000.0001",
    "isis_instances": {
        "hw2_instance": "hw2"
    },
    "isis_net_prefix": "49.0001.",
    "isis_net_suffix": ".00",
    "isis_type": {
        "type_1": "level-1",
        "type_2": "level-2"
    },
    "mgmt_default_gw": "172.16.108.1",
    "stp_mode": {
        "mstp": "mstp"
    },
    "vrfs": {
        "mgmt": "mgmt"
    }
}

PoC. Импорт конфигурационного файла, созданного в Netbox в устройства (ручной режим)

На момент написания статьи не удалось реализовать импорт конфигурации в автоматическом режиме, поэтому автор копирует конфигурацию в каждое устройство как есть. При этом предполагается, что для устройств настроен только mgmt интерфейс, привилегированный пользователь. Остальные настройки соответствуют умолчаниям.

no-osl-dc1-f1-r01k01-spn01

hostname no-osl-dc1-f1-r01k01-spn01
!
management api http-commands
   no shutdown
   !
   vrf default
      no shutdown
   !
   vrf mgmt
      no shutdown
!
ip routing
no ip routing vrf mgmt
!
ip route vrf mgmt 0.0.0.0/0 172.16.108.1
!
spanning-tree mode mstp
!
vrf instance mgmt
!
interface Ethernet1
  no switchport
  isis enable hw2
  ip address 10.16.2.0/31
  no shutdown
!
interface Ethernet2
  no switchport
  isis enable hw2
  ip address 10.16.2.2/31
  no shutdown
!
interface Ethernet3
  no switchport
  isis enable hw2
  ip address 10.16.2.4/31
  no shutdown
!
interface Ethernet4
  shutdown
!
interface Ethernet5
  shutdown
!
interface Ethernet6
  shutdown
!
interface Ethernet7
  shutdown
!
interface Ethernet8
  shutdown
!
interface Ethernet9
  shutdown
!
interface Ethernet10
  shutdown
!
interface Ethernet11
  shutdown
!
interface Ethernet12
  shutdown
!
interface Ethernet13
  shutdown
!
interface Ethernet14
  shutdown
!
interface Ethernet15
  shutdown
!
interface Ethernet16
  shutdown
!
interface Loopback0
  ip address 10.16.0.1/32
  isis enable hw2
  description Loopback for RE
!
interface Management1
  ip address 172.16.108.101/24
  vrf mgmt
!
router isis hw2
  net 49.0001.0101.6000.0001.00
  is-type level-2
  !
  address-family ipv4 unicast
!
end

no-osl-dc1-f1-r02k01-spn01

hostname no-osl-dc1-f1-r02k01-spn01
!
management api http-commands
   no shutdown
   !
   vrf default
      no shutdown
   !
   vrf mgmt
      no shutdown
!
ip routing
no ip routing vrf mgmt
!
ip route vrf mgmt 0.0.0.0/0 172.16.108.1
!
spanning-tree mode mstp
!
vrf instance mgmt
!
interface Ethernet1
  no switchport
  isis enable hw2
  ip address 10.16.2.6/31
  no shutdown
!
interface Ethernet2
  no switchport
  isis enable hw2
  ip address 10.16.2.8/31
  no shutdown
!
interface Ethernet3
  no switchport
  isis enable hw2
  ip address 10.16.2.10/31
  no shutdown
!
interface Ethernet4
  no shutdown
!
interface Ethernet5
  no shutdown
!
interface Ethernet6
  no shutdown
!
interface Ethernet7
  no shutdown
!
interface Ethernet8
  no shutdown
!
interface Ethernet9
  no shutdown
!
interface Ethernet10
  no shutdown
!
interface Ethernet11
  no shutdown
!
interface Ethernet12
  no shutdown
!
interface Ethernet13
  no shutdown
!
interface Ethernet14
  no shutdown
!
interface Ethernet15
  no shutdown
!
interface Ethernet16
  no shutdown
!
interface Loopback0
  ip address 10.16.0.2/32
  isis enable hw2
  description Loopback for RE
!
interface Management1
  ip address 172.16.108.102/24
  vrf mgmt
!
router isis hw2
  net 49.0001.0101.6000.0002.00
  is-type level-2
  !
  address-family ipv4 unicast
!
end

no-osl-dc1-f1-r03k01-lf01

hostname no-osl-dc1-f1-r03k01-lf01
!
management api http-commands
   no shutdown
   !
   vrf default
      no shutdown
   !
   vrf mgmt
      no shutdown
!
ip routing
no ip routing vrf mgmt
!
ip route vrf mgmt 0.0.0.0/0 172.16.108.1
!
spanning-tree mode mstp
!
vrf instance mgmt
!
interface Ethernet1
  no switchport
  isis enable hw2
  ip address 10.16.2.1/31
  no shutdown
!
interface Ethernet2
  no switchport
  isis enable hw2
  ip address 10.16.2.7/31
  no shutdown
!
interface Ethernet3
  no shutdown
!
interface Ethernet4
  no shutdown
!
interface Ethernet5
  no shutdown
!
interface Ethernet6
  no shutdown
!
interface Ethernet7
  no shutdown
!
interface Ethernet8
  no shutdown
!
interface Ethernet9
  no shutdown
!
interface Ethernet10
  no shutdown
!
interface Ethernet11
  no shutdown
!
interface Ethernet12
  no shutdown
!
interface Ethernet13
  no shutdown
!
interface Ethernet14
  no shutdown
!
interface Ethernet15
  no shutdown
!
interface Ethernet16
  no shutdown
!
interface Loopback0
  ip address 10.16.1.1/32
  isis enable hw2
  description Loopback for RE
!
interface Management1
  ip address 172.16.108.111/24
  vrf mgmt
!
router isis hw2
  net 49.0001.0101.6000.1001.00
  is-type level-2
  !
  address-family ipv4 unicast
!
end

no-osl-dc1-f1-r03k02-lf01

hostname no-osl-dc1-f1-r03k02-lf01
!
management api http-commands
   no shutdown
   !
   vrf default
      no shutdown
   !
   vrf mgmt
      no shutdown
!
ip routing
no ip routing vrf mgmt
!
ip route vrf mgmt 0.0.0.0/0 172.16.108.1
!
spanning-tree mode mstp
!
vrf instance mgmt
!
interface Ethernet1
  no switchport
  isis enable hw2
  ip address 10.16.2.3/31
  no shutdown
!
interface Ethernet2
  no switchport
  isis enable hw2
  ip address 10.16.2.9/31
  no shutdown
!
interface Ethernet3
  no shutdown
!
interface Ethernet4
  no shutdown
!
interface Ethernet5
  no shutdown
!
interface Ethernet6
  no shutdown
!
interface Ethernet7
  no shutdown
!
interface Ethernet8
  no shutdown
!
interface Ethernet9
  no shutdown
!
interface Ethernet10
  no shutdown
!
interface Ethernet11
  no shutdown
!
interface Ethernet12
  no shutdown
!
interface Ethernet13
  no shutdown
!
interface Ethernet14
  no shutdown
!
interface Ethernet15
  no shutdown
!
interface Ethernet16
  no shutdown
!
interface Loopback0
  ip address 10.16.1.2/32
  isis enable hw2
  description Loopback for RE
!
interface Management1
  ip address 172.16.108.112/24
  vrf mgmt
!
router isis hw2
  net 49.0001.0101.6000.1002.00
  is-type level-2
  !
  address-family ipv4 unicast
!
end

no-osl-dc1-f1-r03k03-lf01

hostname no-osl-dc1-f1-r03k03-lf01
!
management api http-commands
   no shutdown
   !
   vrf default
      no shutdown
   !
   vrf mgmt
      no shutdown
!
ip routing
no ip routing vrf mgmt
!
ip route vrf mgmt 0.0.0.0/0 172.16.108.1
!
spanning-tree mode mstp
!
vrf instance mgmt
!
interface Ethernet1
  no switchport
  isis enable hw2
  ip address 10.16.2.5/31
  no shutdown
!
interface Ethernet2
  no switchport
  isis enable hw2
  ip address 10.16.2.11/31
  no shutdown
!
interface Ethernet3
  no shutdown
!
interface Ethernet4
  no shutdown
!
interface Ethernet5
  no shutdown
!
interface Ethernet6
  no shutdown
!
interface Ethernet7
  no shutdown
!
interface Ethernet8
  no shutdown
!
interface Ethernet9
  no shutdown
!
interface Ethernet10
  no shutdown
!
interface Ethernet11
  no shutdown
!
interface Ethernet12
  no shutdown
!
interface Ethernet13
  no shutdown
!
interface Ethernet14
  no shutdown
!
interface Ethernet15
  no shutdown
!
interface Ethernet16
  no shutdown
!
interface Loopback0
  ip address 10.16.1.3/32
  isis enable hw2
  description Loopback for RE
!
interface Management1
  ip address 172.16.108.113/24
  vrf mgmt
!
router isis hw2
  net 49.0001.0101.6000.1003.00
  is-type level-2
  !
  address-family ipv4 unicast
!
end

Результат настройки IS-IS

Маршруты на spine-коммутаторах:

Маршруты на leaf-коммутаторах:

Необходимо доделать

• добавить в шаблон генерацию секции IS-IS для Loopback интерфейсов VTEP Добавлено путем добавления интерфейсов в Netbox

• добавить в шаблон генерацию секции BFD Добавлено в новой версии шаблона

• проверить и в случае необходимости добавить настройки ECMP