IS-IS协议

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于 2024-03-07 14:10:58 首次发布

本文详细介绍了IS-IS路由协议，包括其层次结构（Level-1、Level-2和Level-1-2路由器），邻接关系建立原则，IS-IS开销计算，报文格式，以及在广播网络中的操作，如DIS和伪节点的作用，路由计算过程和路由渗透技术的应用。

什么是IS-IS？

IS-IS（Intermediate System to Intermediate System，中间系统到中间系统）是ISO （International Organization for Standardization，国际标准化组织）为它的CLNP（ConnectionLessNetwork Protocol，无连接网络协议）设计的一种动态路由协议。IS-IS是ISO定义的OSI协议栈中的CLNS（ConnectionLess Network Service，无连接网络服务）的一部分。（简单来说一种类似于ospf的东西，位于网络层）

NET

NET （ Network Entity Title ，网络实体名称）是 OSI 协议栈中设备的网络层信息，主要用于路由计算，由区域地址（ Area ID ）和 System ID 组成，可以看作是特殊的 NSAP （ SEL 为 00 的 NSAP ）。

NET 的长度与 NSAP 的相同，最长为 20Byte ，最短为 8Byte 。

在 IP 网络中运行 IS-IS 时，只需配置 NET ，根据 NET 地址设备可以获取到 Area ID 以及 System ID 。

每台运行IS-IS的网络设备至少需拥有一个NET，当然，一台设备也可以同时配置多个NET，但是这些NET的System ID必须相同。(看一眼够了)

在华为的网络设备上，System ID的长度总是固定的6Byte。在一个IS-IS路由域中，设备的System ID必须唯一，为了便于管理，一般根据Router ID配置System ID。（类比router-id）

IS-IS和OSPF区域划分的区别

（将不同的level类比成ospf的不同区域，2是核心的，边边的是1-2，非骨干的是1 ）

Level-1路由器

Level-1路由器是一种IS-IS区域内部路由器，它只与属于同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成邻接关系，这种邻接关系称为Level-1邻接关系。Level-1路由器无法与Level-2路由器建立邻接关系。

Level-1路由器只负责维护Level-1的链路状态数据库LSDB，该LSDB只包含本区域的路由信息。值得一提的是，Level-1路由器必须通过Level-1-2路由器接入IS-IS骨干区域从而访问其他区域。

Level-2路由器

Level-2路由器是IS-IS骨干路由器，它可以与同一或者不同区域的Level-2路由器或者Level-1-2路由器形成邻接关系。Level-2路由器维护一个Level-2的LSDB，该LSDB包含整个IS-IS域的所有路由信息。

所有Level-2级别（即形成Level-2邻接关系）的路由器组成路由域的骨干网，负责在不同区域间通信。路由域中Level-2级别的路由器必须是物理连续的，以保证骨干网的连续性。

Level-1-2路由器

Level-1-2路由器与OSPF中的ABR非常相似，它也是IS-IS骨干网络的组成部分。

Level-1-2路由器维护两个LSDB，Level-1的LSDB用于区域内路由，Level-2的LSDB用于区域间路由。

同时属于Level-1和Level-2的路由器称为Level-1-2路由器，它可以与同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成Level-1邻接关系，也可以与其他区域的Level-2和Level-1-2路由器形成Level-2的邻接关系。

IS-IS开销值

一条IS-IS路径的Cost等于本路由器到达目标网段沿途的所有链路的Cost总和。

IS-IS有三种方式来确定接口的开销，按照优先级由高到低分别是：接口开销：为单个接口设置开销。

全局开销：为所有接口设置开销。

自动计算开销：根据接口带宽自动计算开销。

IS-IS报文格式

IS-IS报文是直接封装在数据链路层的帧结构中的。

PDU（Protocol Data Unit，协议数据单元）可以分为两个部分，报文头（IS-IS Header）和变长字段部分（Variable Length Fields ）。

其中IS-IS Header又可分为通用头部（PDU Common Header）和专用头部（PDU Specific Header）。

对于所有PDU来说，通用报头都是相同的，但专用报头根据PDU类型不同而有所差别。

• IS-IS 的 PDU 有 4 种类型： IIH(IS-IS Hello) ， LSP （ Link State PDU ，链路状态报文）， CSNP （ Complete Sequence Number PDU ，全序列号报文）， PSNP （ Partial Sequence Number PDU ，部分序列号报文）。

• IIH ：用于建立和维持邻接关系，广播网络中的 Level-1 IS-IS 路由器使用 Level-1 LAN IIH ；广播网络中的 Level-2 IS-IS 路由器使用 Level-2 LAN IIH ；点到点网络中则使用 P2P IIH（暂时用不到）。（IS-IS Hello消息——类似hello：选举dis（DR）建立邻居）

• LSP ：用于交换链路状态信息。 LSP 分为两种， Level-1 LSP 、 Level-2 LSP。（类似update：交换链路信息，类似update TLV ==LSA ）

• SNP ：通过描述全部或部分链路数据库中的 LSP 来同步各 LSDB ，从而维护 LSDB 的完整与同步。 SNP 包括 CSNP 和 PSNP ，进一步又可分为 Level-1 CSNP 、 Level-2 CSNP 、 Level-1 PSNP 和 Level-2 PSNP 。

IS-IS CSNP（Complete Sequence Number PDUs，全时序报文）——类似DD：描述所有数据库内容，用来同步数据类似DD
IS-IS PSNP（Partial Sequence Number PDUs，部分时序报文）——类似request：类描述部分数据库能容，并向对方索取。似request报文

IS-IS邻接关系建立原则

1.只有同一层次的相邻路由器才有可能成为邻接。

2.对于Level-1路由器来说，Area ID 必须一致。

3.链路两端IS-IS接口的网络类型必须一致。

4.链路两端IS-IS接口的地址必须处于同一网段（默认情况下）。

（就是跟人家一个模子出来的就可以了）

广播网络中的邻接关系建立过程

（这不比ospf的简单？？）

DIS与伪节点

在广播网络中，IS-IS需要在所有的路由器中选举一个路由器作为DIS（Designated Intermediate System）。

DIS用来创建和更新伪节点（Pseudonodes），并负责生成伪节点的LSP，用来描述这个网络上有哪些网络设备。伪节点是用来模拟广播网络的一个虚拟节点，并非真实的路由器。在IS-IS中，伪节点用DIS的System ID和Circuit ID（非0值）标识。

IS-IS中的DIS与OSPF中的DR

Level-1 和 Level-2 的 DIS 是分别选举的，用户可以为不同级别的 DIS 选举设置不同的优先级。

DIS 的选举规则如下：

DIS 优先级数值最大的被选为 DIS 。

如果优先级数值最大的路由器有多台，则其中 MAC 地址最大的路由器会成为 DIS 。

DIS 发送 Hello PDU 的时间间隔是普通路由器的1/3 ，这样可以确保 DIS 出现故障时能够被更快速地被发现。

IS-IS 中 DIS 与 OSPF 协议中 DR （ Designated Router ）的区别：

在 IS-IS 广播网中，优先级为 0 的路由器也参与 DIS 的选举，而在 OSPF 中优先级为 0 的路由器则不参与 DR 的选举。

在 IS-IS 广播网中，当有新的路由器加入，并符合成为 DIS 的条件时，这个路由器会被选中成为新的 DIS ，原有的伪节点被删除。此更改会引起一组新的 LSP 泛洪。而在 OSPF 中，当一台新路由器加入后，即使它的 DR 优先级值最大，也不会立即成为该网段中的 DR 。（这个老二会谋权篡位，ospf的BDPR就不会）

在 IS-IS 广播网中，同一网段上的同一级别的路由器之间都会形成邻接关系，包括所有的非 DIS 路由器之间也会形成邻接关系。而在 OSPF 中，路由器只与 DR 和 BDR 建立邻接关系。

查看非伪节点的LSP

查看伪节点LSP

广播网络中LSP的同步过程

Level-1路由器的路由计算

R1是 Level-1 路由器，只维护Level-1 LSDB ，该 LSDB 中包含同属一个区域的 R2 及 R3 以及 R1 自己产生的 Level-1 LSP 。

R1 根据 LSDB 中的 Level-1 LSP 计算出Area 49.0001内的拓扑，以及到达区域内各个网段的路由信息。

R2及 R3 作为 Area 49.0001 内的 Level-1-2 路由器，会在它们向该区域下发的Level-1 LSP中设置ATT标志位，用于向区域内的 Level-1路由器宣布可以通过自己到达其他区域。 R1 作为 Level-1 路由器，会根据该ATT标志位，计算出指向R2或R3的默认路由。

Level-1-2路由器的路由计算

R2及 R3 都维护Level-1 LSDB，Level-2 LSDB ，它们能够通过这些LSDB 中的 LSP 计算出Area 49.0001，Area 49.0002的路由。

R2及 R3 将到达 Area 49.0001 的路由以Level-2 LSP 的形式发送到 Area 49.0002 。

Level-2路由器的路由计算

R4及R5作为Level-2路由器，只会维护Level-2 LSDB，它们能够根据该LSDB计算出到达全网各个网段的路由。

看着可多是吧，欧克，给你小结一下，简简单单

虽然L1看不到L2的东西，但是能ping通

路由渗透

缺省情况下，Level-1-2路由器不会将到达其他区域的路由通告本Level-1区域中。

通过路由渗透，可以将区域间路由通过Leve-1-2路由器传递到Level-1区域，此时Leve-1路由器可以学习到其他区域的详细路由，从而计算出最优路径。

欧克，完事。

在这里给个实验演示演示

由于缺省时R1并不知道到达L2区域的具体路由，仅仅通过L1-2路由器发布的缺省路由到达L2区域，因此当前R1只能选择R2及R3作为等价的下一跳设备到达L2区域。为了将R1发往R5的流量引导到R3进行转发，可以在R3上配置路由渗透，由其将到达L2区域的路由渗透到L1区域，使得R1能够通过IS-IS学习到相关路由。