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了解IS-IS

分类: 文章 • 2025-04-25 13:38:34

IS-IS是ISO定义的路由协议以前只在OSI网络中被广泛采用，随着TCP/IP发展，也被应用到internet网络中。

  • IS-IS（中间系统到中间系统的域内路由信息交换协议），属于内部网关协议，是一种链路状态协议，使用SPF算法进行路由计算。位于网络层，早期一些运营商选择IS-IS作为其网络的IGP路由协议，主要是因为集成IS-IS能够同时支持CLNP和IP，易于从早期的OSI网络过渡到IP网络。

    • 集成化的IS-IS可以支持三种路由域：纯OSI，纯IP，IP和OSI的混合

  • OSI的网络层涉及到的协议

    • CLNP：类比IP协议

    • CLNS：类似于IP所提供的“尽力而为”的服务

    • NPDU：类比IP报文

    • NSAP：类比IP地址

  • IS-IS中的基本概念

    • IS（中间系统）：类比TCP/IP中的路由器

    • ES（终端系统）：类比主机终端

    • RD（路由域）：类比AS自治系统

    • Area：类比OSPF中的area区域

    • ES-IS：终端系统到中间系统路由选择交换协议，路由与终端通过此协议进行主机和网关发现

    • IS-IS：路由器之间用IS-IS协议进行邻居建立以及路由信息交换

  • IS-IS涉及到的2个路由级别：Level-1和Level-2（OSI定义了4个路由级别：Level-0~~Level-3）

    • Level-0路由：存在于ES于IS之间

    • Level-1路由：存在于同区域的IS于IS之间

    • Level-2路由：存在于同路由域不同区域的IS于IS之间

    • Level-3路由：存在于路由域之间

  • 3种路由器：Level-1路由器，Level-2路由器和Level-1-2路由器

    • Level-1路由器：负责区域内的路由，并且只维护一个Level-1的LSDB，包含区域内的路由信息

    • Level-1路由器：负责区域间的路由，并且只维护一个Level-2的LSDB，包含区域间的路由信息

    • Level-1-2路由器：维护两个LSDB，1的LSDB用于区域内路由，2的LSDB用于区域间的路由

  • NSAP地址格式，总长【8B，20B】

    • 由IDP和DSP组成，IDP相当于网络号，DSP相当于子网号和主机地址

    • IDP：AFI+IDI，

      • AFI表示地址分配机构和地址格式，IDI标识地址域

    • DSP：HO-DSP+System ID+NSEL，

      • HO-DSP用来分割区域，System ID区分主机，NSEL指示服务类型

    • 集成化IS-IS中，一般情况一台路由器只需配置一个区域地址，同一区域所有节点的区域地址都相同，一台路由器最多可配置3个区域地址

      • IDP，HO-DSP一起：1B~13B可变长区域地址，用来表示标识路由域中的区域，因此两者一起被称为区域地址

      • System ID：固定6B，用来在区域中唯一标识终端系统或路由器，由Router ID或MAC地址转换而成

        • 将Router ID转换成System ID方法：

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      • NSEL：1B，类比IP中的"协议标识符"，不同的传输层协议对应不同的NSEL。在IP网络中，NSEL始终为00

      • NET（网络实体名称）：指的是IS本身的网络层信息，不包括传输层信息，可以看作是一个特殊的NSAP地址，即NSEL为0的NSAP地址

        • 一般情况下，一台路由器配置一个NET地址就可以，最多可配置3个，但必须保证System ID一致

    • IS-IS网络设计时，需要关注两点：

      • 同一区域中的IS必须包含相同的区域地址

      • 每台IS拥有所在区域内唯一的System ID

  • IS-IS的4个报文

    • IIH：Hello报文，建立和维护邻接关系

      • 广播网络中，Level-1路由器使用Level-1 LAN IIH（0180.C200.0014），Level-2路由器使用Level-2 LAN IIH（0180.C200.0015），组播发送

      • 点到点网络中，使用P2P IIH。两种网络的报文格式有所不同，单播发送

    • LSP：LSU，传播链路状态信息

      • Level-1路由器传送Level -1 LSP，Level-2路由器传送Level -2 LSP，Level-1-2路由器可传送两种

      • Remaining Lifetime：LSP的存活时间，s为单位（5s）

      • Sequence Number：LSP***

    • CSNP：DBD，通告链路状态数据库LSDB中所有的摘要信息

      • 有Level-1 CSNP，Level-2 CSNP，Level-1 PSNP，Level-2 PSNP

      • 广播网络中，由DIS（点到点不需要选举）定期发送（默认周期10s）

      • 点到点网络中，只在第一次建立邻接关系时发送

    • PSNP：LSR和LSAck，请求和确认链路状态信息

      • 确认：列举最近收到的一个或多个LSP序号，能够一次对多个LSP进行确认

      • 请求：发现LSDB不同步时，用PSNP来请求邻居发送新的LSP

  • IS-IS支持两种网络类型：广播网络，点到点网络

    • 对于NBMA网络需要手动配置网络类型为广播或点到点，不支持点到多点P2MP

  • IS-IS的邻居关系建立

    • 邻居关系有两种Level-1和Level-2，不同区域的Level-1路由器不能建立邻居关系，Level-2建立邻居关系与区域无关

    • 点到点：IS物理层端口UP--邻居状态Init状态，收到对方发的P2P IIH检查参数一致--邻居状态UP

    • 广播：三次握手，自己的MAC地址在对方邻居列表中就UP

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  • IS-IS的邻接关系建立

    • 在IS-IS中，邻居关系的建立就意味着邻接关系的建立，邻居之间可以进行LSP的交换，进行LSDB的同步

    • 点到点

      • Level-1-2路由器可与同区域的1和2形成Level-1邻接关系，也可与不同区域的2和1-2形成Level-2邻接关系

    • 广播

      • DIS不需要备份，允许抢占，且Level-1和2的DIS是分别选举的，不同级别的DIS可以是同一台路由器

        • DIS优先级---SNPA地址即MAC地址，越大越优先

        • DIS的失效时间为10s的1/3

      • 同一链路的同一级别的路由器之间都会形成邻接关系，包括所有非DIS路由器也会形成邻接关系

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  • LSDB的同步

    • 邻居状态变为UP后，为加快链路状态数据库LSDB的同步，会先向邻居发送自己LSDB的所有LSP

    • 点到点：

      • 发送所有LSP，再发送一次CSNP，之后相互发送各自LSDB中的LSP，若由于某种原因未收到对方的PSNP确认，则每次LSP过期默认5s，就重传LSP，直到收到PSNP为止

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    • 广播：

      • 周期性的发CSNP，若发现有自己没有的LSP进行PSNP请求，而周期发送的CSNP中还是没有请求的LSP，持续LSP请求直到有

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