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中间系统中间系统
链路状态协议，通过路由器生成LSP，通过邻接关系，完成LSDB信息的同步，通过SPF算法对LSDB计算路由，通过计算出的ISIS路由放到IP路由表，来指导报文的转发。
编辑于2021-03-24 20:52:03- 相似推荐
- 大纲
IS-IS
一、基本概念
基本原理
链路状态协议，通过路由器生成LSP，通过邻接关系，完成LSDB信息的同步，通过SPF算法对LSDB计算路由，通过计算出的ISIS路由放到IP路由表，来指导报文的转发。
整体拓扑
ISIS与OSPF之间的区别： ①在OSPF中，每个链路只属于一个区域；而IS-IS，每个链路可属于不同的区域； ②IS-IS中，单个区域没有骨干与非骨干区域的概念；OSPF中，Area0被定义 为骨干区域。 ③IS-IS中，Level-1和Level-2级别的路由都采用SPF算法，生成最短路径树； OSPF只在同一个区域内才使用SPF算法，区域之间的路由通过骨干区域转发。
路由器分类
L1、L2、L1-L2级别路由器
地址结构
由区域ID+System ID+SEL组成 （共计20字节）
Area Address
标识区域（1到13字节不定长），可以最多配置3个区域地址，用于区域平滑迁移
System ID
标识主机或路由器，6字节长度，System id不能冲突
SEL
协议标识（1字节），用于标识不同的协议，IP则标识为00
网络类型
支持的网络类型
①广播，如Ethernet链路
②P2P，如PPP、HDLC链路
DIS和伪节点
广播网络需要选DIS，用于创建和更新伪节点，生成伪节点的链路状态协议数据单元LSP 路由器之间形成邻接关系，LSDB同步依靠DIS保证
DIS与OSPF中DR的区别
①从选举角度：ISIS 中优先级为0也能参与DIS选举，OSPF中优先级为0不能参与DR选举 ②从稳定性角度：DIS具有抢占特性，OSPF没有抢占特性 ③从邻接关系的角度：同网段同一级别的路由器都形成邻接关系，而OSPF中路由器只和DR、BDR建邻接关系
注意
对于NBMA网络，需要配置子接口且接口类型为P2P ISIS不支持P2MP链路
报文类型 （细分9种）
Hello PDU（3种）
用途：建立和维护邻居关系
分类
①广播 L1 IIH
②广播 L2 IIH
③P2P IIH
LSP（2种） 类似OSPF中的LSU
用途：用于交换链路状态信息
分类
L1 LSP
L2 LSP
LSP报文中重要字段
ATT字段：用于告知L1通过本L1/L2路由器去访问外部网络
OL字段：过载字段，收到该位置位的LSP时，计算路由时不采用过载路由器
IS Type字段：指明生成L1是L2的LSP，值01为L1，11为L2
SNP（4种）
用途：全部或部分的LSP，用来同步LSDB信息
分类
CSNP（全部序列号报文） 所有LSDB中LSP的摘要信息 （类似OSPF的LSR和LSAck）
L1 CSNP
L2 CSNP
注：广播网络上，CSNP由DIS定期发送（10s） P2P链路上，CSNP只在第一次建立邻接关系时发送
PSNP（部分序列号报文） 类似于 OSPF 中的 DBD
L1 PSNP
L2 PSNP
注：PSNP只列举最近收到的一个或多个LSP序列号，一次对多个LSP进行确认 LSDB不同步时，用PSNP来同步LSDB
二、邻居关系
影响邻居建立的因素
①区域，L1邻居区域必须一致
②路由器级别
③广播型网络要求掩码一致，P2P不要求掩码一致
④接口网络类型，网络类型了、链路层协议必须一致
⑤认证必须一致
⑥System id 不能冲突
广播链路 （选DIS）
邻居建立的过程： ①A广播发送LAN Hello，报文中无邻居标识。 ②B收到报文后， B干两件事：第一，标识和A邻居状态为Initial。 第二，B回复LAN Hello报文，报文中标识邻居为A。 ③A收到B的LAN Hello报文后， A干两件事： 第一，将与B的邻居状态标为Up。 第二，向B回复LAN Hello报文，报文中标识邻居为B。 ④B收到报文后，将与A的邻居状态标为Up。两个路由器建立了邻居关系。 注：Hello包中用system id标识对方
邻居建立后需要选DIS，会等待两个Hello报文间隔进行DIS选举
DIS选举机制， ①优先级值越高越优先，（缺省为64，范围是0-127） ②优先级相同，接口MAC大的优先。 注：PPP网络中没有MAC地址，则比较system-id，值越大越优先。
DIS特点： 作用：周期性（10s）通告LSDB摘要信息CSNP ①可分为L1、L2的DIS ②优先级为 0 时可以参与选举 ③无备份DIS，DIS有抢占特性（不会影响邻居间的状态，对路由计算有影响） ④其他路由器和 DIS 建立全互连的邻居关系 ⑤邻居建立后 2 倍的 hello 时间竞选DIS。
P2P链路 （默认3次握手）
两次握手机制： 路由器收到对端的 P2P Hello报文，就把邻居的状态标记为UP，完成邻居的建立。
三次握手机制： 通过P2P Hello 完成三次握手建立邻居关系，类似广播邻居关系的建立
IS-IS建立邻居关系的原则 （4原则）
①同一层次的相邻路由器才有可能成为邻居。 ②Level-1路由器，区域号必须一致。 ③接口的网络类型必须一致。 注：以太网接口模拟成P2P接口，可以建立P2P链路邻居关系 ④接口地址必须处于同一网段。 注：如果不在同一个网段，可配置Hello报文不做IP地址检查，也能建立邻居。 对于P2P接口只需将接口配置忽略IP地址检查； 对于以太网接口，需要模拟成P2P接口，再配忽略IP地址检查。
LSP的交互过程
LSP的产生原因
①邻居Up或Down ②IS-IS相关接口Up或Down ③引入的IP路由发生变化 ④区域间的IP路由发生变化 ⑤接口被赋了新的metric值 ⑥周期性更新
LSP的处理过程
①接收的新的LSP放到自己的LSDB数据库中，并标记为flooding。 ②发送新的LSP到除了收到该LSP的接口之外的接口。 ③邻居再扩散到其他邻居。
LSP的“泛洪”
指当一个路由器向相邻路由器通告自己的LSP后，相邻路由器再将此LSP报文传送到除发送该LSP的路由器外的其它邻居，并这样逐级将LSP传送到整个层次内所有路由器的一种方式。
LSDB的同步
广播链路上LSDB的同步
同步过程 BMA网络在选出DIS后进行LSDB的同步，DIS周期10s发送CSNP报文，包含LSDB中摘要信息。 步骤1：新加入的路由器C首先发送Hello报文，与其他路由器建立邻居关系。 步骤2：建立邻居关系之后，C等待LSP刷新定时器超时，以组播方式发LSP。所有的邻居都将收到该LSP。 注：组地址（Level-1：01-80-C2-00-00-14；Level-2：01-80-C2-00-00-15） 步骤3：然后DIS把C的LSP放到LSDB中，并等待CSNP报文定时器超时并发送CSNP报文，进行LSDB的同步。 步骤4：C收到DIS发来的CSNP报文，对比LSDB信息，向DIS发送PSNP报文请求自己没有的LSP。 步骤5：DIS向C发送对应的LSP进行LSDB的同步。
DIS的LSDB更新过程
收到的LSP在自身LSDB中的情况： ①DIS收到LSP，在LSDB中查找是否有该LSP信息。若没有，则放到LSDB中并组播更新。 收到的LSP在自身LSDB中时： ②比较LSP序列号。 若收到的LSP序列号大，就把收到LSP放入LSDB中，并组播更新。 若本地LSP序列号大，就向对端发送本地LSP报文。 ③若序列号相同，则比较“剩余存活时间”。 若收到的“剩余存活时间”小，就把收到的LSP放到LSDB中，并组播更新LSDB。 若本地LSP报文的“剩余存活时间”小，就向对端发送本地LSP报文。 ④若序列号和“剩余存活时间”都相等，则比较“校验和”。 若收到的LSP的“校验和”大，则把收到的LSP放入LSDB中，并组播更新LSDB。 若本地的LSP“校验和”大，就向对端发送本地LSP报文。 ⑤序列号、剩余存活时间”和“校验和”都相等，则不转发该报文。
P2P链路上LSDB的同步
同步过程 前提：A先与B完成邻居关系的建立。 步骤1：A与B互发CSNP给对端设备，报文中包含各自的LSP摘要信息。双方根据收到CSNP报文会和自身的LSDB做比较， 对比自身缺少的LSP，则发送PSNP请求相应的LSP。 步骤2：假定B向A请求相应的LSP。A回复B请求的LSP的同时启动LSP重传定时器，并等待B发送PSNP对收到LSP做确认。 步骤3：如果A在重传定时器超时后，A依然没收到B发送的PSNP报文作为应答，则重新发送该LSP直至收到PSNP报文。
注意！！！ 在P2P链路上PSNP有两种作用： ①作为Ack应答以确认收到的LSP。 ②用来请求所需的LSP。
P2P链路LSDB更新过程
①若收到的LSP序列号大，则将收到的LSP放到LSDB中，并回复PSNP报文， 并将LSP发送给其他邻居 若本地的LSP序列号大，则向对端发送本地的LSP，等待对方PSNP报文确认； ②若序列号相同，则比较“剩余存活时间”。 若收到的LSP“剩余存活时间”小，则将收到的LSP放到LSDB中并发送PSNP确认， 将该LSP发送给其他邻居 若本地LSP“剩余存活时间”小，则向对端发送本地的LSP，并等待对方的PSNP确认。 ③若序列号“剩余存活时间”一样，则比“校验和”。 若收到LSP的“校验和”大，则将收到的LSP放入LSDB中并发送PSNP做确认， 将该LSP发送给其他邻居 若本地LSP的“校验和”大，则向对端发送本地的LSP，并等待对方发PSNP确认。 ④若序列号、“剩余存活时间”和“校验和”都相同，则不转发该报文。
LSP解析
LSP实例
LSP内容说明
①LSPID
System id
产生 LSP 的路由器的 system-id
伪节点标识符
值为0，则表示是路由器LSP（类似OSPF中1类LSA）， 值为非0，则表示是伪节点LSP，标识一个广播型网络及连接着哪些路由器 （伪节点连着哪些伪节点。查看详细信息就有该伪节点连接的这个广播型网络所有设备的system-id） DIS产生，类似OSPF 2类LSA
分片标识符
值为0，表示该LSP没有分片 值为非0，表示该LSP分片了
②序列号（Seq Num）
每生成一条 LSP 时 LSP 的序列号加 1，序列号越大越新 。
③校验和（Cheksum）
对LSP 做校验。LSP携带的校验和本地计算的校验不一致，则认为这条LSP不能用，并发送一条保持时间为0的通知删除该LSP
④保持时间（Holdtime）
从 1200s 按照时间递减，每隔 900s 泛洪一次 LSP。生存时间=1200s-保持时间， 生存时间为 1200s 的 LSP 是一条最新的 LSP。
⑤ATT/P/OL
ATT
告知L1路由器生成缺省路由，访问L2（其他外部）路由
L1/L2路由器在L1区域中携带
P
分区修复，用于实现 ISIS 中的虚链路，华为设备上没有实现该功能，所以 P 位永久置 0。
OL
说明什么： 说明该 LSP 的始发路由器的 LSDB已经超载，没有足够的资源计算路由
其他路由器会怎么做？ 其它路由器在进行SPF计算时不使用这台路由器做转发，只计算该节点上的直连路由。
注意！！！ OL和ATT不能同时置位。
四、ISIS路由
4.1 计算路由
总述
在 ISIS 中，拓扑信息和路由信息是分离的。 使用 system-id 表标识路由器（节点信息）， 使用伪节点标识符标识伪节点信息， 使用 IPv4 的路由信息表示 SPF 中的叶子信息。 以路由器为节点采用 SPF 算法进行拓扑计算，不关心网络层协议。 路由信息以叶子的形式挂载在节点上。
LSP
路由器LSP （伪节点标识符值为0）
谁产生？ 每台 ISIS 路由器都会在自身区域产生。 用途? 描述自身所连接的网络。 重要参数： NBR ID : 描述了自身连接的P2P邻居或伪节点 IP-Internal : 描述的内部路由信息
伪节点LSP （伪节点标识符值为非0）
谁产生？ DIS产生。 用途？ 描述广播型网段连接了哪些路由器，用system-id描述。 重要参数： SOURCE：伪节点的ID NBR-ID：伪节点连接的路由器
路由
区域内
采用 SPF 算法计算最短路径，区域内要求 LSDB 同步， L1的区域形成L1邻居关系； L2的区域形成L2邻居关系； L1/2 的路由器用于连接 L1 区域和L2 区域，会同时维护 L1 的 LSDB 和 L2 的 LSDB。
区域间
思考1：L2区域如何访问L1区域？ 第一：L1/L2路由器做如下事件： L1/2 的路由器将L1 区域的路由，以叶子的形式挂载在自身节点上，向 L2 区域产生路由器LSP 描述自身链接有 L1 区域的路由， L2 区域的路由器通过该 LSP 计算去往 L1 区域的明细路由。
思考1：L1区域如何访问L2区域路由？ 缺省情况，L1 的路由器访问 L2 区域的路由，使用缺省路由访问。 （L1区域类似OSPF特殊区域中的完全NSSA） 思考2：缺省路由如何产生的？ 缺省情况，在 L1/2的路由器向 L1 区域产生的“路由器 LSP” 中会将 ATT 位置 1， L1 的路由器在收到 ATT位置1 的“路由器 LSP ”后，自动产生下一跳为L1/2 路由器的缺省路由， 开销值为自身去往该 L1/2 路由器的开销。 思考3：L1区域通过缺省路由访问L2区域的优缺点？ 优点：减少 LSP 的大小，提高 L1区域路由器的处理效率 缺点：如存在多台L1/L2的路由器，容易产生次优路径。 思考4：针对L1区域是否还有其他方法访问L2区域的路由？ 路由泄露。在 L1/2 路由器上配置路由泄露，将 L2 区域的路由引入 L1 区域，使得 L1 区域的路由器能够通过明细路由访问L2 的区域，防止次优路径，如多台L1/L2路由器则需要同时配置。
4.2 路由汇总
可以在什么设备上做汇总？能在L1/L2、L1、L2上做汇总， 在L1、L2上汇总只能汇总汇总路由器的直连路由（意义不大）。
4.3 路由引入
场景1：有两个L1/L2时： 在L1/L2上引入外部路由并且汇总时，建议以L1/L2方式引入进来并且加avoid-feedback、generate_null0_route， 防止次优路径和环路。 场景2：存在同区域的两台L1/L2路由器时， 在L1/L2上引入直连路由到L1且汇总到L1时，请加avoid-feedback防环。 汇总路由的开销值如何确定？ ①ISIS汇总路由Cost值继承明细路由中Cost值最小的。 ②汇总路由的外部路由不用分片LSP描述，而是作为自身直连路由做描述 ③外网路由在L2路由器上引入时DU置0 isis引入外部路由时，必须遵守的规则： 任何级别的路由器，引入外部路由默认引入到级别2的区域 1.在级别1的路由器上引入外部路由，需要引入到级别1的区域，即import-route static level-1 2.在级别2的路由器上引入外部路由，需要引入到级别2的区域，即import-route static level-2 3.在级别1-2的路由器上引入外部路由，需要引入到级别1-2的区域，即import-route static level-1-2
4.4 路由过滤
①通过Filter-Policy 方式进行路由过滤。 ②通过Router-Policy方式进行路由过滤 2.在L1/L2路由器上做路由过滤 3.接收路由时做路由过滤 注：是对自身路由表做过滤，无法过滤LSP，其他路由器可以有该路由
计算路由时 filter-policy import 引入路由时 route-policy 将已引入的外部路由向外发布时 filter-policy export
4.5 缺省路由
缺省路由的产生方式： ①强制产生缺省路由 ②使用策略“条件式”产生缺省路由 参数：可以配置缺省路由的开销、Tag、发布缺省路由的级别 avoid-learning参数：不把其他协议或其他ISIS进程产生缺省路由放入本地路由表。（防环） 缺省路由的优选原则： ②有其他协议或其他ISIS进程的缺省路由时，下发缺省路由。 当ISIS协议下发缺省路由且比其他协议，
ISIS开销类型
narrow ①接口metric：6bit---63 ②路由metric: 10bit---1023 narrow类型下使用的TLV： 128号TLV：携带域内的IS-IS路由信息。 130号TLV：携带域外的IS-IS路由信息。 2号TLV：携带邻居信息。
wide ①接口metric：24bit ②路由metric: 32bit 135号TLV：携带IS-IS路由信息，扩展了路由开销值的范围，可携带sub TLV。 22号TLV：携带邻居信息。
五、选路原则
L1>L2>泄露L1（L2路由泄露到L1时，UD置位）
六、防环机制
当 L1 的区域存在多台 L1/2 的路由器，如果其中一台 L1/2 路由器失去了所有的 L2的邻居关系， 那么它也不会使用其他 L1/2 路由器产生的 ATT 位置 1 的 LSP。 如果此时在其他某台路由器上配置了 L2 的路由泄露进 L1，那么这台失去所有 L2 邻居的 L1/2 路由器可 以使用泄露的 L2 区域的明细访问 L2 区域的路由。
如何防止L1区域的环路
缺省情况下： L1 区域的路由会泄露到 L2 的区域中，不会再泄露回 L1 的区域。
如何防止L2区域的环路
L1/L2路由器把L2路由泄露到L1区域，U/D置位，其他L1/L2路由器不使用L1的LSP，泄露到L1区域的路由不会回到L2区域 注：当L1/L2路由器没有所有L2的邻居，则可以使用U/D置位的LSP
区域间防环
L1>L2>泄露L1（L2路由泄露到L1时，UD置位）
七、认证
认证分类
接口认证
对 L1、L2 、P2P的 hello 报文做认证，其他报文不做认证 缺省情况，发送报文携带认证，接受时，对报文做认证； 参数 send-only 指发送时携带认证，接收时忽略认证。
区域认证
对 L1 的 LSP、SNP（CS/PS）做认证
路由域认证
对 L2 的 LSP、SNP（CS/PS） 做认证 （注意如果配置了路由域认证，则整个路由域的路由器都要配置）
OSPF、ISIS 和 PPP 认证
共同点
①用于检验报文来源的合法性 ②可以支持多种认证类型，比如md5、明文
不同点
ISIS：接口，区域，路由域3种认证，针对不同报文做认证
OSPF：接口认证和区域认证，都是对所有报文做认证，接口和区域的区别就是认证的范围
PPP：分为 PAP 和 CHAP，一次认证，成功后就无需再次认证， PPP使用专用的认证报文实现，ISIS 和 OSPF 的认证信息直接携带在其他报文中。
默认情况下ISIS协议没有启用认证，则忽略对认证TLV的处理。
八、收敛特性
快速收敛机制
从计算拓扑和路由的角度: ①SPF：首次收敛时全网使用SPF。 ②增量最短路径优先算法I-SPF,对变化节点进行路由计算，加快路由收敛。 ③部分路由计算PRC,对发生变化的“路由”进行重新计算
从LSP的角度： ①LSP 快速扩散 ②智能定时器
按优先级收敛
九、特性支持
ISIS报文变长字段TLV
TLV三要素
ISIS、BGP、EIGRP等路由协议支持TLV，扩展性好。 当需要支持新功能或新协议时，只需定义新的TLV来支持即可。 协议可以根据需要携带TLV，协议也可以根据需要是否处理这些TLV
LSP分片扩展
IS-IS通过泛洪LSP来宣告链路状态信息，由于一个LSP能够承载的信息量有限，IS-IS将对LSP进行分片。
模式
Mode-1 用于部分路由器不支持LSP分片的情况
Mode-2 用于路由器都支持LSP分片的情况
ISIS主机名的映射
目标：方便对IS-IS网络的维护和管理
3种情况将System ID替换为主机名： ①显示IS-IS邻居时； ②显示LSDB中的LSP时； ③显示LSDB的详细信息时。
映射方式： 动态主机名映射 静态主机名映射
管理标记
RIPv1 不支持tag，V2支持。 OSPF只有5类、7类LSA支持tag ISIS支持tag
标记在什么情况下携带？ 在宽度量风格下携带。
管理标记如何做？
ISIS开销
narrow 路由信息： 128 TLV 表示 域内路由信息 130 TLV 表示域外路由信息 邻居信息： 2号TLV 携带邻居信息
wrid 路由信息： 135 TLV 表示路由信息 邻居信息： 22号TLV 携带邻居信息
两端的开销风格不一样，邻居可以建立，路由不能计算的。
基本特点
IS-IS路由渗透
IS-IS路由过载
IPv6 ISIS
新增两种TLV
236 TLV 描述可达的IPv6前缀信息 IPv4中有IPv4内部可达性TLV和IPv4外部可达性TLV，在IPv6的扩展中使用“X”bit来区分“内部”和“外部”。
232 TLV IPv6 Interface Address “接口地址TLV”只包含发送hello包的接口的Link-local地址
IPv6 Reachability TLV
U：up/down bit ，标识这个前缀是否是从高level通告下来的（用来防环路）。
X：external original bit ，标识这个前缀是否是从其他路由协议中引入过来的。
S：subtlv present bit，子TLV标识位。(可选)
ST单拓扑的不足
必须同时运行IS-IS IPv4和IS-IS IPv6，部署不灵活。
IPv4区域来链接不同的IPv6区域，会丢弃IPv6的流量
MT（多拓扑）
邻居的建立，
路由可达（Prefix Reachable）与路由器可达（IS Reachable）的发布，
SPF计算以及路由计算。
四种新的TLV
TLV 229 – Multi-Topology Identifier
TLV 222 – Multi-Topologies Intermediate System
TLV 235 – Multi-Topologies Reachable IPv4 Prefixes
TLV 237 – Multi-Topologies Reachable IPv6 Prefixes
ISIS 规划
区域规划
ISIS Cost 设计
可以根据链路物理带宽设计
Cost的设计决定网络流量的走向
设置Cost值的3种方法： 在接口视图下设置接口的Cost值 在系统视图下设置ISIS实例下所有接口Cost值 在系统视图下根据带宽自动计算Cost值
ISIS 收敛规划
BFD For ISIS：链路故障快速检测
ISPF：加快路由收敛（缺省支持）
PRC：加快路由收敛（缺省支持）
LSP 快速扩散：加快LSDB同步
智能定时器：加快路由收敛，增强网络稳定性
安全规划
ISIS支持三种认证方式：接口认证；区域认证；域认证；
十、OSPF与ISIS之间的区别
①基本比较
相同点
均为IGP协议，且应用广泛
均支持IP环境
均采用分层设计和分区域设计
不同点
OSPF仅支持IP；IS-IS及支持IP，又支持CLNP
OSPF支持的网络类型丰富；IS-IS仅支持两种网络类型
OSPF支持虚连接；IS-IS虽然有类似功能，但是多数厂商不支持
OSPF工作在IP之上；IS-IS工作在数据链之上
OSPF基于接口划分区域；IS-IS基于链路划分区域
②邻接关系比较
相同点
均通过Hello建立和维护邻居关系
多点访问网络均选举DR/DIS
不同点
OSPF建立邻居关系条件相对苛刻；IS-IS的要求则相对宽松
OSPF建立邻居需要检查Hello报文中的掩码、认证、hello/dead时间间隔、区域等信息。而IS-IS形成邻居关系条件比较宽松。
OSPF点对点链路形成邻居关系比较可靠；IS-IS可靠性相对较弱
OSPF邻居关系不分层次；IS-IS邻居关系分两个层次
IS-IS邻居关系分为层1和层2
OSPF处理DR/BDR和IS-IS处理DIS方式不同
③数据库同步比较
相同点
均需形成统一的LSDB
不同点
OSPF LSA种类繁多；IS-IS LSP种类较少
OSPF与IS-IS数据库同步过程不同
OSPF LSA生存时间从零递增；IS-IS LSP生存时间从最大值递减
④其他比较
相同点
均使用SPF算法计算路由
无环路，收敛快，支持大规模网络部署
不同点
OSPF开销类型较为简单；IS-IS开销类型相对较复杂
OSPF支持按需拨号网络；IS-IS无此特性