路由协议---IS-IS

一、背景

1、大家都知道有了静态路由和ospf已经能解决大多数路由问题了，但是ospf也是有缺点的，比如：

1）、ospf扩展性差，你看IPv4升级到v6后，ospf基本得重做，直接升级为了ospfv3；

2）、ospf仅支持ip协议，

3）、ospf开销较大，在大规模运营商网络比较耗费资源。（如协议栈依赖，区域管理复杂，信息处理效率较低，扩展性差）

原来ospf还有这么多缺点，所以为了解决这些缺点，我们就从旧协议中找到了一款大致功能跟ospf类似的协议来做填充，它就是我们接下来要学习的新路由isis，学这个路由我们全程跟ospf进行对比学习。

二、什么是isis

isis全称intermediate system to intermediate system，中间系统到中间系统，同ospf一样也是基于链路状态算法spf的路由协议，常用于运营商网路，所以一般的企业网很少用的到，可能你工作多年也难遇到。

三、isis基础

1、进程：不同于ospf的进程id直接参与协议交互，isis的进程id仅用于设备本地标识，不影响协议交互或邻居建立，因为isis通过level-1/level-2分层天然支持路由隔离，无需进程划分。

2、区域：

1)、 不同于ospf分为骨干区域非骨干区域还有特殊区域，isis简单分为了level 1和level 2区域

2）、不同于ospf区域边界在于路由器接口，isis区域边界在于链路上，同一链路的两个接口可以属于不同区域，ospf一个接口只能属于一个区域，而isis中的level1-2则可以属于两个区域（类似于ospf的abr路由器）。

3）、所有level 2路由器构成骨干网，且无需强制物理连续，ospf则需连接到area 0或虚连接

4）、一台isis路由器最多支持配置3个区域

3、router-id：

ospf使用router-id作为唯一标识来建立邻居邻接关系，而isis则是使用nsap（最长20B）（area id（可变长1-13B）system id（6B）sel（1B））作为地址标识，在ip网络中需要固定配置sel为00时（即为net，特殊的nsap），其中使用system id来进行lsp泛洪。

net配置：如192.168.1.100可化为192.168.001.100即1921.6800.1100。所以net为49.0001（area id）.1921.6800.1100(system id).00(nesl),40表示为私有地址。

4、cost：

接口cost不同于ospf（1-65535）依赖于接口带宽，isis 的缺省cost为10，可配置为华为缺省narrow（1-63），wide（1-16777215）。

5、isis报文（4种）

iih:用于建立和维护邻接关系，共有三种类型，level1、level2、p2p

lsp:用于交换链路状态信息level1和level2

csnp：描述全部链路数据库中的lsp来同步lsdb，维护lsdb的完整和同步，也分1、2两种

psnp：描述部分，也分1和2两种

6、TLV

tlv：tpye，length，value也称clv（code-length-value），isis使用tlv结构构建报文灵活扩展性好。

四、isis路由器（3种）

1、不同于ospf路由器分为域内，域间，骨干路由，系统边界路由，isis的路由器则简单分为level1，level1-2，level2三种路由器。

level1：level1和level1-2唯一本区域lsdb，level1不能同level2建立邻接关系。

level2：可以与同区域或不同区域的level2和level1-2形成邻接关系，其中level2级别路由器必须是物理连续的，保证骨干网的连续性。

level1-2：类似ospf中的abr，维护1和2两个lsdb，可以同1和2形成邻接关系。（华为缺省）

五、网络类型（2种）

1、不同于ospf支持4种类型，isis只支持其中俩种，ma和p2p，主要也是因为isis组网中基本不会出现nbma和p2mp网络，故没做这方面的优化，需要的话可以做隧道来支持。

2、isis中的dis与ospf的相同点与不同点

1）、在ma网络中，isis一样需要选举一个路由器作为dis（伪节点），但是不需要选举备dis

2)、dis的选举是优先级+大mac地址，不同于ospf的优先级+大router id

3）、dis发送hello报文的时间是普通路由器的1/3，这样可以保障dis故障后能被快速发现

4）、dis中优先级（0-127，ospf为0-255）为0时实验证明是可以进行选举的

5）、dis支持抢占模式，而dr则不支持

6）、dis中所有同一网段同一级别路由器之间会形成邻接关系，而非ospf只有dr/bdr有此功能

六、isis工作原理（邻居-邻接）

1、与ospf类似，isis通过三次发送hello报文（iih）来确认邻居，在通过csnp，lsp，psnp报文来同步lsdb。

具体步骤：

1）、比如在广播网络中，已有R1R2两台isis路由器，这时候新加入一台isis R3路由器，新加入的路由器首先发送iih报文与该广播域的其他路由器建立邻接关系。建立邻接关系后，R3路由器等待lsp刷新定时器超时，然后将自己的lsp发往固定的组播mac地址。

2）、dis会把收到的lsp加入自己的lsdb中，并等待csnp定时器超时后发送csnp报文

3）、R3收到dis发送的csnp报文后，对比自己的lsdb数据库，然后向dis发送psnp请求自己没有的lsp

4）、dis收到psnp后向R3发送对应的lsp进行lsdb的同步

注意：不同于ospf的邻居只能通过接口的主地址来建立邻居关系（从ip地址可以被发布），isis可以通过从邻居建立邻接，实现多宿主冗余。

七、isis报文认证（3种）

1、相比ospf，isis除了接口认证（iih报文认证），区域认证（level 1，csnp，psnp，lsp报文认证）还有路由域认证（level 2，csnp，psnp，lsp报文认证）。为什么区域认证和路由域认证不需要对hello报文进行认证呢？

原因：isis中的hello报文主要用于邻居发现和邻接关系维护，而路由域和区域则是关注网络层拓扑结构，伪造邻居可能导致短暂邻接混乱，但需物理链路可达，危害小，而伪造拓扑信息可以直接劫持流量，危害大。

八、isis快速收敛

1、同ospf一样，isis也有prc、智能定时器，frr等，与ospf机制类似，但isis多了一个i-spf。（节点代表路由器，叶子代表路由）

i-spf：网络拓扑改变时，只对受影响的路由计算计算，而不是对全部路由进行计算。

prc：网络路由发生改变时，只对发生变化的路由进行重计算，而不计算节点路径。

2、lsp快速扩散：正常情况下，isis路由器收到新lsp时，需要启用一个定时器定期的把已更新的lsp进行扩散，配置这种特性后，则在路由计算前先把小于指定数目的lsp扩散出去

九、isis路由控制

1、负载分担，使用等价路由进行负载分担，跟ospf类似

2、isis的缺省路由，isis按att位缺省使用规则生成缺省路由。isis规定，如果isis level1-2设备根据lsdb判断通过level 2区域的比level 1区域能够到达更多区域，该设备会在所发布的level 1 lsp将att置位，对于收到att置位的level 1设备，会生成一条目的为该level1-2设备的缺省路由

isis发布缺省路由到域外，跟ospf类似

3、isis多进程和多实例

1）、isis多实例是指同一台路由器上，可以配置多个vpn实例与多个isis进程相关联，自己单独vpn路由表

2）、  isis多进程指在同一个vpn下可以创建多个isis进程，每个进程相互独立，但公用同一全局路由表

十、lsp分片

1、当isis发布的pdu信息量太大时，isis路由器就会生成多个lsp分片携带更多isis信息，一个分片号为1B，所以一个isis进程最多可产生256个lsp分片

2、lsp分片扩展：在isis中每个系统id标识一个系统，可以增加附加系统id，最多 配置50个，从而使得isis进程最多拥有 生成13056个lsp分片。

有两种模式，mode 1目标路由器不支持，把附加系统当真的处理，mode 2则只处理真系统

十一、isis GR

1、isis跟ospf的GR类似，只是isis重启协商依赖于RR标志位，而ospf则是grace lsa