018A-ISIS协议概念
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ISIS与OSPF对比
IS-IS的意思是标识中间系统到中间系统，是为ISO无连接网络协议（ISO’s connectionless network protocol , CLNP）设计的路由选择协议
ISIS协议的时间和OSPF发布的时间基本同一时期，稍早或者稍迟一点，都基于链路状态并使用最短路径优先算法进行路由计算的一种IGP协议
本意是支持从TCP/IP协议栈向OSI的转换，但是前者却成为了实际的工业标准，而ISIS现在更多的作为服务应用商网络的IGP的层面（华为设备优先级15）
为了提供对IP的路由支持，IETF在RFC1195中对IS-IS进行了扩充和修改，使它能够同时应用在TCP/IP和OSI环境中，修订后的IS-IS协议被称为集成化的IS-IS。由于IS-IS的简便性及扩展性强的特点，目前在大型ISP的网络中被广泛地部署。
IS-IS是ISO定义的OSI协议栈中无连接网络服务CLNS (Connectionless Network Service)的一部分，用于动态路由数据包。
- CLNS由以下三个协议构成:
- CLNP：类似于TCP/IP中的IP协议。IP协议为TCP/IP网络层服务。CLNP为OSI网络层服务。
- IS-IS： 中间系统(路由器)间的路由协议，类似于IP中的OSPF
- ES-IS：主机系统与中间系统间的协议，就象IP中的ARP，IGMP（RD）等。
(ISO’s connectionless network protocol , CLNP)
(Intermediate System-Intermediate System,IS-SI)
(end system-Intermediate System)
ospf与ISIS的使用场景
- 园区网特点：
- 应用型网络，主要面向企业网用户。
- 路由器数量偏少，动态路由的LSDB库容量相对偏少，三层路由域相对偏少。
- 有出口路由的概念，对内部外部路由划分敏感。
- 地域性跨度不大，带宽充足，链路状态协议开销对带宽占用比偏少。
- 路由策略和策略路由应用频繁多变，需要精细化的路由操作。
OSPF的多路由类型（内部/外部），多区域类型（骨干/普通/特殊），开销规则优良（根据带宽设定），网络类型多样（最多五种类型）的特点在园区网得到了极大的发挥。
- 骨干网特点：
- 服务型网络，由ISP（互联网服务提供商）组建，并为终端用户提供互联服务。
- 路由调度占据绝对统治地位，路由器数量庞大。
- 架构层面扁平化，要求IGP作为基础路由为上层BGP协议服务。
- LSDB规模宏大，对链路收敛极度敏感，线路费用高昂。
- 追求简单高效，扩展性高，满足各种客户业务需求（IPV6/IPX）。
IS-IS的快速算法（PRC得到加强），简便报文结构（TLV），快速邻居关系建立，大容量路由传递（基于二层开销低）等一系列特点在骨干网有着天然的优势。
- OSPF 和ISIS的共同特征
- 维护一个链路状态数据库，当然是基于Dijkstra算法
- 都利用Hello包形成和维护邻居关系
- 使用区域的概念来构成层次化的拓扑结构
- 都提供在区域之间提供地址汇总的能力
- 无类路由协议
- 都选取一个指定路由器来描述广播性网路
- 认证能力
ISIS邻居关系的建立
- 邻居关系建立：
- 邻居关系建立主要是通过HELLO包交互并协商各种参数，包括链路类型（level-1/level-2），Hold time，网络类型，支持协议，区域号，系统ID，PDU长度，接口IP等。
- 链路信息交换：
- 与OSPF不同，ISIS交互链路状态的基本载体不是LSA（link state advertisement），而是LSP（link state PDU）；交互的过程没有OSPF协议那样经历了多个阶段，主要是通过CSNP和PSNP两种协议报文来同步，请求以及确认链路状态信息（承载的是链路状态信息摘要），而链路状态信息的详细拓扑和路由信息是由LSP报文传递。
- 路由计算：
- SPF计算和OSPF基本一样的，但ISIS算法分离了拓扑结构和IP网段，加快了网络收敛速度。
NSAP
- 由IDP和DSP组成。IDP和DSP的长度都是可变的，NSAP总长最多是20个字节，最少8个字节。
IDP相当于IP地址中的主网络号。它是由ISO规定，并由AFI与IDI两部分组成。AFI表示地址分配机构和地址格式，IDI用来标识域。 - DSP 相当于IP 地址中的子网号和主机地址。它由High Order DSP、System ID和SEL三个部分组成。High Order DSP用来分割区域，System ID用来区分主机，SEL用来指示服务类型。
net
- Area Address（Area ID）由IDP和DSP中的High Order DSP组成，既能够标识路由域，也能够标识路由域中的区域。因此，它们一起被称为区域地址，相当于OSPF中的区域编号。同一 Level-1区域内的所有路由器必须具有相同的区域地址，Level-2区域内的路由器可以具有不同的区域地址。
- System ID用来在区域内唯一标识主机或路由器。在设备的实现中，它的长度固定为48bit（6字节）。一边情况下，我们采用设备的router-id转换为System ID。
-NSEL（NSAP-Selector）NSAP标识，用来指示选定的服务，相当于TCP/IP地址中的端口号,对NET地址来讲，是00。 SEL的作用类似IP中的“协议标识符”，不同的传输协议对应不同的SEL。在IP上SEL均为00，这样说是因为华为路由器上将ISIS协议做了一些改变，如果华为路由器上ISIS接口没有配置地址，ISIS是建立不了邻接关系的
AFI=49 AFI=49 的地址为 OSI 协议的私有地址，类比 TCP/IP TCP/IP TCP/IP中的 10.0.0.0 等
用ISIS 做网络设计需要注意
保证 L2 路由器是连续
保证所支持的多个可路由协议是连续的
NET
网络实体名称NET（Network Entity Title）指的是设备本身的网络层信息，可以看作是一类特殊的NSAP（SEL＝00），NET的长度与NSAP 的相同，最多为20个字节，最少为8个字节。在路由器上配置IS-IS 时，只需要考虑NET即可，NSAP可不必去关注。
在配置IS-IS过程中，NET最多也只能配3个。在配置多个NET时，必须保证它们的System ID都相同。
没有 NET 地址 ISIS 无法运行
该地址包含了区域 ID 和系统 ID ，而它本质上是一个 ISO 地址
最后的 SEL 等同于 TCP 的端口号，永远作为 的端口号，永远作为 的端口号，永远作为 00出现
NET由三部分组成：
区域ID，区域ID的长度可以是变化的（1～13个字节）。
系统ID，长度为固定值6个字节。
最后一个字节SEL，其值必须为00。
49.0001.aaaa.bbbb.cccc.00
49.aaaa.bbbb.cccc.00
49.0002.1234.1234.1111.00
49.0002.1234.1234.1234.1111.00
上述两对地址均不相同
system ID
一个中间系统(路由器)至少有一个NET（最多可有3个）
同一AREA的中间系统必须有相同的AREA ID
每个中间系统在一个AREA中必须有一个唯一的System ID
一个domain中的两个Level-2中间系统不能有相同的System ID
NSAP至少为8个字节，最多为20个字节
对于ip应用程序而言，1字节定义AFI（标识二进制DSP语法的地址域），最少2字节定义实际区域信息，6字节定义系统ID和1字节的NSEL，故NSAP地址最少为8字节。
ISIS sglf
ISIS有三种路由器
- level-1路由器
Level-1路由器负责区域内的路由，它只与属于同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成邻居关系，属于不同区域的Level-1路由器不能形成邻居关系。Level-1路由器只负责维护Level-1的链路状态数据库LSDB，该LSDB包含本区域的路由信息。到本区域外的报文转发给最近的Level-1-2路由器。Level-1路由器必须通过Level-1-2路由器才能连接至其他区域 - level-2路由器
路由器负责区域间的路由，它可以与同一或者不同区域的Level-2路由器或者其它区域的Level-1-2路由器形成邻居关系。Level-2路由器维护一个Level-2的LSDB，该LSDB包含IS-IS区域的所有路由信息。所有Level-2级别（即形成Level-2邻居关系）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。在ISIS中不存在虚链路 - level-1-2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邻居关系，也可以与其他区域的Level-2和Level-1-2路由器形成Level-2的邻居关系。Level-1路由器必须通过Level-1-2路由器才能连接至其他区域。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
将Level-1路由器部署在非骨干区域，Level-2路由器和Level-1-2路由器部署在骨干区域。每一个非骨干区域都通过Level-1-2路由器与骨干区域相连
在OSPF中，每个链路只属于一个区域；而在IS-IS中，每个链路可以属于不同的区域；
在IS-IS中，单个区域没有物理的骨干与非骨干区域的概念；而在OSPF中，Area0被定义为骨干区域；
在IS-IS中，Level-1和Level-2级别的路由器分别采用SPF算法，分别生成最短路径树SPT；在OSPF中，只有在同一个区域内才使用SPF算法，区域之间的路由需要通过骨干区域来转发。
ISIS邻居的建立
-
level-1 区域邻居的建立条件
1、Area号要一致
2、level-1的路由可以和level-1的路由建立level-1的邻居
3、level-1的路由可以和level-1/2的路由建立level-1的邻居 -
Level-2区域邻居的建立条件
1、Area号可以不致
2、level-2的路由器可以和level-2的路由器建立level-2的邻居
3、level-2的路由器可以和level-1/2的路由器建立level-2的邻居
ISIS的9个报文：
IIH: Intermediate System to Intermediate System 中间系统到中间系统
LSP: Link state Protocol Data Unit 链路状态协议数据单元
PSNP: Partial sequence Number Protocol Data Unit 部分***协议数据单元
CSNP：Complete Sequence Numbers Protocol Data Unit 全部***协议数据单元
-
HELLO PDU（IIH）用于建立和维持邻居关系
1、Level-1 LAN IIH
2、Level-2 LAN IIH
3、P2P IIH
(IIH报文 就等于OSPF的Hello报文 ) -
LSP PDU用于交换链路状态信息
4、Level-1 LSP
5、Level-2 LSP
LSP的作用等于OSPF的lsa，但由于OSPF的lsa是通过LSU携带的，所以可以认为 LSP报文等于OSPF的LSU) -
SNP PDU用于维护LSDB 的完整与同步，且为摘要信息
- CSNP
6、Level 1 CSNP
7、Level 2 CSNP - PSNP
8、Level 1 PSNP
9、Level 2 PSNP
SNP用于维护LSDB数据库的完整与同步 ，为摘要信息
CSNP报文等于OSPF的DBD报文
PSNP报文等于OSPF LSR 和LSACK
- CSNP
HELLO PDU（Hello protocol data unit）：
HELLO报文的作用是邻居发现，协商参数并建立邻居关系，后期充当保活报文。
IS-IS建立邻居关系和OSPF一样，通过hello报文的交互来完成。但是会根据场景分为三种类型的hello报文。
广播网中的Level-1 IS-IS使用Level-1 LAN IIH（Level-1 LAN IS-IS Hello），目的组播MAC为：0180-c200-0014。
广播网中的Level-2 IS-IS使用Level-2 LAN IIH（Level-2 LAN IS-IS Hello），目的组播MAC为：0180-c200-0015。
STP BPDU是一种二层报文，目的MAC是多播地址01-80-C2-00-00-00
非广播网络中则使用P2P IIH（point to point IS-IS Hello）。但是其没有表示DIS（虚节点）的相关字段。
IIH报文需要通过填充字段用于邻居两端协商发送报文的大小。
- IS-IS支持的网络类型：
- 点对点网络类型（P2P）。如PPP,HDLC等
- 广播多路访问网络类型（Broadcast Multiple Access）。如Ethernet等
在帧中继等特殊环境下，可以通过创建子接口支持P2P的网络类型。但是实际生产中没人这么做
广播链路： DIS 和伪节点
DIS：Designated IS 指定中间系统
功能：在广播网络实现更高效的数据库同步
- 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
- Level-1和Level-2的DIS是分别选举的。
- 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被选中。 （默认64，0到127之间）
- 用户可以为不同级别的DIS选举设置不同的优先级。
- 优先级为0的路由器也参与DIS的选举，且DIS选举支持抢占。
- 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，但LSDB的同步仍然依靠DIS来保证。
- DIS用来创建和更新伪节点，并负责生成伪节点的链路状态协议数据单元LSP，用来描述这个网络上有哪些网络设备
- IS-IS中DIS发送Hello时间间隔为10/3秒，而其他非DIS路由器发送Hello间隔为10秒。