IS-IS 与 OSPF 协议机制比较

原创 已于 2025-08-31 08:51:20 修改 · 931 阅读 · 16 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#IS-IS OSPF 协议比较

于 2025-08-31 07:30:45 首次发布

IS-IS 与 OSPF 协议机制比较

一、协议体系概述

（一）协议定位与设计背景

  • IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）：隶属于 ISO 的 CLNP（Connectionless Network Protocol，无连接网络协议）体系，最初为非 IP 网络设计，通过 LSP（Link State Protocol Data Unit，链路状态协议数据单元）描述拓扑，支持大规模网络分层架构。后经扩展支持 IP 网络，因稳定性和扩展性优势，广泛应用于运营商骨干网。
  • OSPF（Open Shortest Path First）：属于 IETF 的 IP 协议族，专为 IP 网络设计，通过 LSA（Link State Advertisement，链路状态通告）传递拓扑信息。依赖 DBD（Database Description，数据库描述）、LSR（Link State Request，链路状态请求）、LSU（Link State Update，链路状态更新）机制同步链路状态数据库（LSDB），是企业网主流 IGP（内部网关协议）。

（二）特征对比

对比项IS-ISOSPF
协议体系ISO 的 CLNP 体系IETF 的 IP 协议族
拓扑描述单元LSP（链路状态协议数据单元）LSA（链路状态通告）
网络类型支持广播型、点到点广播型、点到点、NBMA（非广播多路访问）、点到多点
区域结构Level-1（区域内）、Level-2（骨干）骨干区域（Area 0）、普通区域、特殊区域（如 NSSA、Stub）
路由计算算法PRC（Partial Route Calculation，部分路由计算）i-SPF（Incremental SPF，增量最短路径优先）
开销计算默认固定值，需手动配置与带宽匹配自动基于带宽计算（带宽越高，开销越小）
扩展性基于 TLV（Type-Length-Value）结构，扩展灵活（如支持 IPv6 仅需新增 TLV）IPv4/IPv6 版本独立（OSPFv2/OSPFv3）

二、报文与拓扑同步机制

（一）LSP 与 LSA 标识逻辑

对比项IS-IS（LSP）OSPF（LSA）
标识格式系统 ID.伪节点 ID-分片号（如 49.0001.0010.0002.01-00）类型+LSA ID+通告路由器 ID（如 Type-2, LSA ID: 192.168.1.0, AdvRtr: 1.1.1.1）
广播网抽象DIS 生成伪节点 LSPDR 生成 Type-2 LSA
拓扑同步机制CSNP（完全顺序报文）/PSNP（部分顺序报文）同步 LSDBDBD 摘要同步 + LSU 详细获取

（二）LSP ID 结构解析

以 49.0001.0010.0002.01-00 为例，采用三段式结构：

  • 系统 ID（49.0001.0010.0002）：6 字节，含 AFI（49，ISO 格式标识）、区域 ID（0001，2 字节）、节点 ID（0010.0002，3 字节，路由器唯一标识）。
  • 伪节点 ID（01）：1 字节，00 表示路由器自身 LSP，≥01 表示 DIS 生成的伪节点 LSP（每广播网从 01 递增）。
  • 分片号（00）：1 字节，00 表示未分片，分片时按顺序递增，最大支持 65536 个分片。

（三）LSP 与 LSA 类型对比

在 IS-IS 协议中，LSP（Link State PDU）用于传播链路状态信息。LSP 的类型和伪节点 ID 是协议中的重要概念。

  1. 路由器自身 LSP

    • LSP ID：由路由器的系统 ID 和一个序列号组成，例如 49.0001.0010.0002.00-00。
    • 功能：包含该路由器的接口、邻居及路由信息。
    • 描述：路由器自身 LSP 用于描述该路由器自身的链路状态信息，包括其接口状态、邻居关系以及本地路由信息。

  2. 伪节点 LSP

    • LSP ID：由路由器的系统 ID、伪节点 ID 和一个序列号组成，例如 49.0001.0010.0002.01-00。
    • 伪节点 ID：从 01 开始，并且可以有多个伪节点 LSP，每个伪节点 LSP 的伪节点 ID 依次递增。
    • 功能：用于描述广播网络中的所有节点连接关系。
    • 描述：伪节点 LSP 是由某个路由器生成的，用于描述广播网络中的所有节点连接关系。这种 LSP 用于表示广播网络中的虚拟节点，以便在广播网络中正确传播链路状态信息。
LSP 类型标识示例伪节点 ID 特征描述内容
路由器自身 LSP49.0001.0010.0002.00-0000自身接口、邻居及路由信息
伪节点 LSP49.0001.0010.0002.01-00≥01广播网络中所有节点连接关系
LSA 类型（典型）生成者描述内容
Type-1所有路由器本路由器接口及邻接信息
Type-2DR（广播网）广播网络中所有路由器连接关系
Type-3ABR区域间路由汇总信息

三、广播网络关键机制

（一）DIS 与 DR 机制对比

对比项IS-IS（DIS）OSPF（DR）
选举优先级0-127（默认 64，0 不参与选举）0-255（默认 1，0 不参与选举）
选举依据优先级高者当选，同优先级选 MAC 地址大的优先级高者当选，同优先级选 Router ID 大的
抢占性支持（优先级变化触发）不支持（重启后重选）
备份机制无有 BDR（备份指定路由器）
邻接关系所有节点与伪节点形成 Full 邻接非 DR/BDR 间仅 2-Way 状态
功能生成伪节点 LSP、周期性发送 CSNP 同步 LSDB生成 Type-2 LSA、减少 LSA 泛洪量

（二）伪节点机制

  • 本质：DIS 为广播网络创建的逻辑抽象体，将 N 台设备的全互联拓扑（N×(N-1)/2 条邻接）简化为星型结构（N 条邻接），降低 LSDB 复杂度。
  • 生成流程：DIS 选举完成后自动生成，包含广播网所有路由器连接关系，通过 CSNP 泛洪同步。
  • 类比理解：广播网络如“研发部”，DIS 如“部门经理”，伪节点 LSP 如“部门通讯录”（记录所有成员与经理的连接，而非成员间全部关系）。

四、分片机制详解

对比项IS-IS 分片机制OSPF 分片机制
标识方式分片号显式包含于 LSP ID（如 01-00）LSA 头部分片位 + 扩展字段标识
触发条件内容超过 MTU 自动分片内容超过 MTU 自动分片
最大分片数典型支持 32 个典型支持 256 个
重组依据基于分片号顺序重组基于分片位及扩展信息重组
头部信息每分片含完整 LSP 头部每分片含完整 LSA 头部

五、邻接与邻居的区别

特征邻居（Neighbor）邻接（Adjacency）
定义物理直连且通过 Hello 报文识别的设备邻居经协议交互（如 LSDB 同步）后形成的逻辑连接
本质物理连接关系，邻接的前提逻辑连接关系，可交换路由信息
形成条件物理连接、Hello 报文交互、基本参数匹配（如区域号）基于邻居关系，完成认证、LSDB 同步等深层协商
状态标识Down、Init 等（未完成逻辑连接）Full（LSDB 完全一致）
网络类型表现广播网中所有直连设备均为邻居广播网中仅 DR/BDR（OSPF）或与伪节点（IS-IS）形成邻接

六、路由计算算法

（一）PRC（IS-IS）

  • 原理：网络拓扑变化时，仅对受影响的路由子集执行局部计算，而非重新计算整个拓扑。
  • 优势：收敛速度快，资源消耗低，适合大规模网络。

（二）i-SPF（OSPF）

  • 原理：拓扑变化时，仅对变化的拓扑子集重新计算最短路径，而非完整 SPF 树。
  • 优势：减少冗余计算，提升收敛效率，但复杂度略高于 PRC。

七、协议差异总览

维度IS-IS 特点OSPF 特点
标识以节点角色（伪节点）为中心以 LSA 类型及发布者身份为中心
网络类型广播型、点到点广播型、点到点、NBMA、点到多点
区域路由Level-1 到 Level-2 仅默认路由跨区域需经 Area 0，传递明细路由
报文类型简化（LSP、IIH、CSNP、PSNP）多样（LSA 分 7 类，依赖 DBD/LSR/LSU）
负载能力超强（适合运营商骨干网）强（适合企业网）

八、故障排查要点

（一）DIS/DR 选举异常

  • 检查接口优先级配置（IS-IS：display isis interface <接口>；OSPF：display ospf interface <接口>）。
  • 确认 MAC 地址（IS-IS）或 Router ID（OSPF）是否为网段最大（display interface <接口> | include MAC address）。

（二）LSDB 同步问题

  • 抓包分析同步报文：IS-IS 检查 CSNP 是否包含伪节点 LSP ID；OSPF 检查 DBD 是否包含完整 LSA 摘要。
  • 确认 MTU 一致（建议 ≥ 1500 字节），避免分片丢失。

（三）伪节点异常

  • 确认接口类型为广播网（如 Ethernet），点到点网络无伪节点。
  • 查看 DIS 切换日志（display logbuffer | include IS-IS DIS），排查频繁切换导致的拓扑震荡。

九、知识总结

  • LSP 标识口诀：系统 ID.伪节点 ID-分片号，自身 LSP 为 .00-00，伪节点从 .01 开始。
  • DIS 职责链：选举 → 生成伪节点 LSP → 发送 CSNP 同步 LSDB → 维护拓扑一致性。
  • 邻接与邻居：邻居是物理基础，邻接是逻辑升级，仅邻接可交换路由信息。
  • 协议选择：大规模骨干网优先 IS-IS，企业网优先 OSPF（适配多网络类型）。

十、IS-IS 与 OSPF 术语对照表

缩略语OSI 术语IETF 术语
ISIntermediate SystemRouter
ESEnd SystemHost
DISDesignated Intermediate SystemOSPF 中的 DR
SysIDSystem IDOSPF 中的 Router ID
LSPLink State PDUOSPF 中的 LSA
IIHIS-IS Hello PDUOSPF 中的 Hello 报文
PSNPPartial Sequence Number PDUOSPF 中的 LSR 或 LSAck 报文
CSNPComplete Sequence Number PDUOSPF 中的 DD 报文

通过以上内容，可系统掌握 IS-IS 与 OSPF 的机制、差异及应用场景，为网络设计与故障排查提供理论支撑。

via:

年代久远，出处未记录。

最常用路由协议RIP-1/2 OSPF IS-IS BGP的特点对比
10-01
OSPF协议报文通过IP协议封装后在传输层使用端口89进行传输。OSPF使用了多种机制来确保路由信息传输的可靠性，包括确认机制和LSA（Link State Advertisement，链路状态公告）的交互过程。OSPF还支持链路状态的划分...
IS-IS协议详解.doc
09-08
首先，IS-IS和OSPF都是链路状态路由协议，它们都维护了一个链路状态数据库（LSDB）并使用最短路径优先（SPF）算法来计算到目标网络的最优路径。两者都利用Hello报文来建立和维护邻接关系，确保网络中的路由器能够...
深入剖析 IS - IS 路由协议的原理、配置及与 OSPF 的对比
m0_74172897的博客
03-27 1529
深入剖析 IS - IS 路由协议的原理、配置及与 OSPF 的对比
IS-IS协议原理和配置 与OSPF
热门推荐
艺博东的博客
06-07 1万+
真正的成功没有捷径可走。 文章目录 一、拓扑 二、基础配置 三、观察与分析 四、原理 五、IS-IS与OSPF
OSPF与IS-IS协议对比
qq_39980997的博客
08-06 972
​OSPF和IS-IS作为两种主流的链路状态路由协议，核心功能高度相似（均基于SPF算法实现最优路径计算），但在设计哲学、扩展能力、部署场景上各具特色——OSPF以标准化、易管理著称，适合中大型企业网的标准化需求；IS-IS以扩展性、灵活性见长，更适合超大规模网络和运营商级应用。​网络工程师的选型逻辑先明确网络的核心需求（规模大小？是否需要多协议支持？扩展性优先还是管理简单优先？），再匹配协议的核心优势；结合现有网络架构（如是否已部署IP/MPLS？是否有严格的区域分层要求？
OSPF 和 IS-IS 路由协议比较
u013669912的博客
10-06 1889
……
深入解析OSPF与IS-IS协议：路由与转发的机制
weixin_33419305的博客
04-16 424
本文深入探讨了OSPF和IS-IS两种内部网关协议的基本工作原理和机制。通过对比分析，揭示了它们在实现网络路由和转发过程中的相似之处和关键区别。详细介绍了OSPF的区域划分、路由器类型以及控制信息的处理，同时阐述了IS-IS协议在协议栈位置、消息传递机制和区域划分上的不同。文章还探讨了EIGRP协议的特性和它作为IGP替代方案的原因。
深入理解OSPF与IS-IS路由协议的选择
weixin_30336531的博客
05-13 438
本文深入探讨了OSPF和IS-IS两种路由协议的技术特点、运营考虑、技术考量以及业务因素，并对比分析了它们在现代网络设计中的应用与选择。通过详细解读各种网络环境下的协议表现，文章旨在为网络设计师和工程师提供决策依据。
IS-IS 路由选择协议入门
商务合作|种草文章|产品测评
10-01 2287
本文首先介绍了开放式系统互连(Open SystemInterconnection, OSI)参考模型，然后简要探讨了ISO在OSI参考模型框架内定义的2种数据通信服务类型:面向连接网络服分(Connection Network Service，CONS) 和无连接网络服务(Connectionless Network Service, CLNS)。 IS-IS 是CLNS环境的部分， 具有ISO CLNS网络环境中动态路由数据包的基本特性，提供必需的自动智能服务。从最初，IS-IS 协议就被修改以适合IP
21、深入解析IS - IS与OSPF路由协议：特性、差异与选择考量
time3的博客
09-08 10
本文深入解析了IS-IS与OSPF两种链路状态路由协议的特性、差异及选择考量。从Hello PDU填充机制、链路状态信息分发、LSP结构、关键TLV类型到数据库同步机制，全面对比了两者的实现细节。文章还分析了在不同网络规模、拓扑变化频率和安全性需求下的适用场景，探讨了实际部署中的注意事项以及SDN、NFV等新技术对协议发展的影响，最后展望了未来网络中两种协议的共存与演进方向，为网络工程师提供决策参考。
华为路由器 三层路由防环--OSPF 协议与 IS-IS 协议互引路由
04-06
**OSPF协议与IS-IS协议互引路由概述** OSPF和IS-IS都是链路状态路由协议，它们维护网络的完整拓扑视图，通过Dijkstra算法来计算最短路径树（SPF）。OSPF适用于IPv4，而IS-IS可以同时支持IPv4和IPv6。在多协议环境下...
IS-IS与OSPF路由协议对比分析
"本文档对比了IS-IS和OSPF两种路由协议的特点和差异，涵盖了拓扑结构、链路状态数据库、SPF算法、区域划分、地址处理、摘要路由、损坏LSP/LSA的处理以及邻居建立等多个方面。" 在路由器之间进行路径选择时，IS-IS...
【四旋翼飞行器】【模拟悬链机器人的动态】设计和控制由两个四旋翼飞行器推动的缆绳研究（Matlab代码实现）
11-26
【四旋翼飞行器】【模拟悬链机器人的动态】设计和控制由两个四旋翼飞行器推动的缆绳研究（Matlab代码实现）内容概要：本文围绕“设计和控制由两个四旋翼飞行器推动的缆绳系统”展开研究，通过建立动力学模型并利用Matlab进行仿真，模拟类似悬链机器人的动态行为。研究重点在于多无人机协同控制、缆绳张力分析及系统稳定性控制，结合非线性动力学与控制理论，实现对柔性连接负载的精确操控。文中提供了完整的Matlab代码实现，便于复现实验结果，适用于复杂空中作业任务的仿真验证。; 适合人群：具备一定控制理论基础和Matlab编程能力的研究生、科研人员及从事无人机协同控制、机器人系统开发的工程技术人员。; 使用场景及目标：①研究多无人机协同搬运与柔性负载控制；②掌握缆绳系统动力学建模与仿真方法；③应用于空中机器人、工业吊装、救援运输等实际场景的控制系统设计与优化； 阅读建议：建议结合Matlab代码逐模块分析，重点关注动力学建模、控制律设计与仿真结果验证部分，可进一步扩展至更多无人机协同或复杂环境干扰下的鲁棒性研究。
基于遗传算法的梯级水电站群联合火电厂优化调度研究（Python代码实现）
11-26
基于遗传算法的梯级水电站群联合火电厂优化调度研究（Python代码实现）内容概要：本文研究了基于遗传算法的梯级水电站群联合火电厂优化调度问题，旨在通过智能优化方法实现电力系统中水火电资源的协调调度，提升能源利用效率与调度经济性。文中构建了考虑水电站间水力联系、水库库容约束、机组出力特性及火电厂运行成本的综合优化模型，并采用遗传算法进行求解，给出了完整的Python代码实现。该方法能够有效处理复杂的非线性、多约束、多变量调度问题，具备良好的收敛性和实
无人机基于改进粒子群算法的无人机路径规划研究[和遗传算法、粒子群算法进行比较]（Matlab代码实现）
最新发布
11-26
【无人机】基于改进粒子群算法的无人机路径规划研究[和遗传算法、粒子群算法进行比较]（Matlab代码实现）内容概要：本文围绕基于改进粒子群算法的无人机路径规划展开研究，重点探讨了在复杂环境中利用改进粒子群算法（PSO）实现无人机三维路径规划的方法，并将其与遗传算法（GA）、标准粒子群算法等传统优化算法进行对比分析。研究内容涵盖路径规划的多目标优化、避障策略、航路点约束以及算法收敛性和寻优能力的评估，所有实验均通过Matlab代码实现，提供了完整的仿真验证流程。文章还提到了多种智能优化算法在无人机路径规划中的应用比较，突出了改进PSO在收敛速度和全局寻优方面的优势。; 适合人群：具备一定Matlab编程基础和优化算法知识的研究生、科研人员及从事无人机路径规划、智能优化算法研究的相关技术人员。; 使用场景及目标：①用于无人机在复杂地形或动态环境下的三维路径规划仿真研究；②比较不同智能优化算法（如PSO、GA、蚁群算法、RRT等）在路径规划中的性能差异；③为多目标优化问题提供算法选型和改进思路。; 阅读建议：建议读者结合文中提供的Matlab代码进行实践操作，重点关注算法的参数设置、适应度函数设计及路径约束处理方式，同时可参考文中提到的多种算法对比思路，拓展到其他智能优化算法的研究与改进中。
图像重建使用FDK的三维谢普洛根幻影重建（Matlab代码实现）
11-26
【图像重建】使用FDK的三维谢普洛根幻影重建（Matlab代码实现）内容概要：本文介绍了使用FDK算法在Matlab环境中实现三维谢普洛根幻影（Shepp-Logan phantom）图像重建的技术方法，重点展示了图像重建过程中的关键步骤与代码实现。该资源属于一系列图像处理与医学成像技术研究的一部分，涵盖了从投影数据生成到反投影重建的完整流程，帮助读者理解CT图像重建的基本原理与FDK算法的应用细节。; 适合人群：具备一定Matlab编程基础，从事医学图像处理、计算机断层成像（CT）或相关领域研究的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标：①学习和掌握FDK算法在三维图像重建中的具体实现；②理解Shepp-Logan幻影模型在仿真成像中的作用；③为医学图像重建、算法验证与教学演示提供可运行的Matlab代码参考； 阅读建议：建议结合Matlab代码逐行调试，理解投影（正弦图）生成与滤波反投影的每一步操作，同时可延伸学习其他重建算法（如FBP
【大数据搜索技术】Elasticsearch7.8安装部署与集群管理：基于CentOS的分布式搜索引擎配置及性能优化实践
11-26
内容概要：本文详细介绍了Elasticsearch 7.8的安装部署及核心功能应用，涵盖环境准备、解压配置、启动优化、集群搭建、分片管理、健康监控等内容，并结合Kibana和Logstash构建完整的ELK日志分析体系。文章还讲解了中文分词器IK的使用、快照备份与恢复机制，以及如何通过Filebeat采集Nginx等服务的日志数据并进行可视化展示，系统性地呈现了Elasticsearch在实际生产环境中的部署与运维流程。; 适合人群：具备Linux基础和一定运维经验的技术人员，尤其是从事日志分析、搜索系统搭建或中间件维护的开发与运维工程师；适合初学者入门Elasticsearch及相关生态组件。; 使用场景及目标：①掌握Elasticsearch单节点与集群环境的安装与配置；②理解索引、分片、副本等核心概念并应用于实际业务；③构建基于Filebeat+Logstash+ES+Kibana的日志采集与分析链路；④实现数据的备份恢复与中文检索功能； 阅读建议：建议按照文档顺序逐步操作，重点关注配置参数调优与常见错误处理（如权限、虚拟内存限制），动手实践集群部署与日志采集流程，结合Kibana进行数据验证与可视化分析，加深对ELK生态协同工作的理解。
commonapi-dbus-demo
11-26
commonapi-dbus-demo
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
表情包 代码片
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值