ISIS-1 ISIS概述

前面几章我们介绍了OSPF的基础工作原理以及怎样交互LSA形成LSDB链路状态数据库的

这一章我们来介绍另一个链路状态路由协议,ISIS路由协议

一、概述

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• ISIS(Intermediate System to Intermediate System,中间系统到中间系统)是由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。
• 随着TCP/IP协议的流行,为了提供对IP路由的支持,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(Open System Interconnect,开放式系统互联)环境中,我们将扩展后的IS-IS称为集成IS-IS。
• 和OSPF一样,属于链路状态IGP,使用SPF计算路由的动态路由协议
• 由于简便性和扩展性;普遍应用于ISP网络中。

集成IS-IS的特点:

支持CLNP、IP网络

工作在数据链路层

OSPF的特点:

目前只支持IP网络

工作在网络层

随着IPv6网络的建设,IS-IS路由协议结合自身具有良好的扩展性的特点,实现了对IPv6网络层协议的支持,可以发现、生成、和转发IPv6路由

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二、ISIS-地址结构

TCP/IP协议栈	IP协议	IP地址	OSPF	Area ID+Router ID
OSI系统	CLNP协议	NSAP地址	IS-IS	NET标识符

 NET是一类特殊的NSAP(SEL=00),在路由器上配置IS-IS时,只需要考虑NET即可

结构部分	备注
AFI	Authority and Format Identifier,标识地址分配机构和地址格式。
IDI	Initial Domain Identifier,标识域。
HODSP	High Order DSP,分割区域。
PS	AFI+IDI+HODSP=Area Address
System ID	标识路由器和主机
SEL	标识服务类型,在IP上均为00

Area Address区域地址:

• 既能够标识路由域,也能够标识路由域中的区域
• 相当于OSPF中的区域编号
• 两个不同的路由域中不允许由相同的区域地址
• 一般情况下,一台路由只需要配置一个区域地址,且同一区域中所有节点的区域地址都要相同。
• 为了支持区域的平滑合并、分割及转换，一台路由器最多配置3个区域地址。

System ID系统ID:

• 在区域内唯一标识主机或路由器。
• 在实际应用中,一般使用Router ID与System ID进行对应。

SEL:NSAP Selector,类似于IP中的协议标识符,在IP中,SEL均为00。

NET:Network Entity Title,网络实体名称:

• 可以看作是一类特殊的NSAP,即SEL=0的NSAP地址。
• 通常情况下,一台路由器配置一个NET即可。
• 当区域需要重新划分时,例如将多个区域合并,或者将一个区域划分为多个区域,这种情况下配置多个NET可以重新置为仍然能够保证路由的正确性。
• 由于一台路由最多可配置3个区域地址,所以最多也只能配置3个NET。
• 在配置多个NET时,必须保证它们的System ID都相同。

 例:

49.0001.0000.0000.0001.00

Area=49.0001

System ID=0000.0000.0001

SEL=00

NET的配置举例:

• 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。
• 在华为的网络设备上,System ID的长度总是固定的6Bytem。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。

注意:同一个区域内,可以有相同的Area Address,不可以出现相同的System ID。

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三、ISIS的报文格式

• 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,通用报文都是相同的,但专用报头根据PDU类型不同而有所差异

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1、IS-IS通用头部详解

重要字段解释:

• Intradomain Routing Protocol Discriminator:域内路由选择协议鉴别符,固定为0x83。
• Length Indicator:IS-IS头部的长度(包括通用头部和专用头部),以Byte为单位。
• Version/Protocol ID Extension:版本/协议标识扩展,固定为0x01。
• System ID Length:NSAP地址或NET中System ID区域的长度,值为0时,标识System ID区域的长度为6Byte。
• R(Reserved):保留,固定为0。
• Version:固定为0x01。
• Max Areas:支持的最大区域个数。设置为1~254的整数,表示该IS-IS进程实际所允许的最大区域地址数;设置为0,表示该IS-IS进程最大只支持3个区域地址数。

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IS-IS报文类型概述

• 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 LANIH;点到点网络中则使用P2P IIH。
• LSP:用于交换链路状态信息。LSP分为两种,Level-1 LSP、Level-2 LSP。
• 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-1CSNP、Level-2 CSNP、Level-1 PSNP和Level-2 PSNP。

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IS-IS常见的TLV

• TLV的含义是:类型(TYPE),长度(LENGTH),值(VALUE)。实际上是一个数据结构,这个结构包含了这三个字段。
• 使用TLV结构构件报文的好处是灵活性和扩展性好。采用TLV使用报文的整体结构固定,增加新特性只需要增加新TLV即可,不需要改变整个报文的整体结构。

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ISIS-报文类型

整体分类:

类型	全称	备注
IIH	ISIS Hello PDU	建立和维护邻居关系
LSP	Link State PDU	传输链路状态信息
SNP	Sequence Numbers PDU	描述数据库中的LSP

PDU类型:

类型值	简称	全称
15	L1 LAN IIH	Level-1 LAN IS-IS Hello PDU
16	L2 LAN IIH	Level-2 LAN IS-IS Hello PDU
17	P2P IIH	Point-to-Point IS-IS Hello PDU
18	L1 LSP	Level-1 Link State PDU
20	L2 LSP	Level-2 Link State PDU
24	L1 CSNP	Level-1 Complete Sequence Numbers PDU
25	L2 CSNP	Level-2 Complete Sequence Numbers PDU
26	L1 PSNP	Level-1 Partial Sequence Numbers PDU
27	L2 PSNP	Level-2 Partial Sequence Numbers PDU

Hello报文类型:

类型	备注
L1 LAN IIH	广播网络中的Level-1路由器使用
L2 LAN IIH	广播网络中的Level-2路由器使用
P2P IIH	点到点网络中的路由器使用

字段	备注
Reserved/Circuit Type	高位的6比特保留,值为0,低位的2比特表示路由的类型01=L1;10=L2;11=L1/2
Source ID	发出Hello报文的路由器的System ID。
Holding Time	邻居的保持时间(老化时间/死亡时间),默认为30秒,发送间隔默认为10秒,在配置中只能修改时间间隔,而老化时间就是时间间隔的3倍,例如将老化时间修改为20,则老化时间就会60。
PDU Length	PDU的总长度。
Priority	选举DIS的优先级,取值范围0~127,越大越优先,默认值为64。
LAN ID	DIS和伪节点的System ID。
Local Circuit ID	本地链路ID。

LSP报文:

字段	备注
PDU Length	PDU的总长度。
Remaining Lifetime	LSP的存活时间,从1200倒计时(20分钟),与OSPF不一样OSPF是增加,IS-IS是减少。
LSP ID	由三部分组成:System ID、伪节点ID和LSP的分片号。
Sequence Number	LSP的序列号。
Checksum	LSP的校验和。
P	Partition Repair,仅与L2 LSP有关,表示路由器是否支持自动修复区域分割。
ATT	Attachment,由L1/2路由器产生,仅与L1 LSP有关,表示产生此LSP的路由器与多个区域相连接。
OL	LSDB Overload,表示本路由器因内存不足而导致LSDB不完整(过载)。其他路由器在进行SPF计算时不会考虑这台路由器,但到此路由器直连地址的报文仍然可以被转发。
IS-Type	生成LSP的路由器的类型,01=Level-1;11=Level-2。

 例子:
假设路由器A想要去访问路由器C,但是路由器B的OL值置为了路由器A就会通过上面那条链路去访问路由器C,但如果是路由器B的直连网段的话就无所谓。

 SNP报文类型:

类型	全称	备注
CSNP	Complete Sequence Numbers PDU	通告LSDB中所有摘要信息,类似于OSPF中的DD报文
PSNP	Partial Sequence Numbers PDU	请求和确认链路状态信息,在广播类型网络与P2P网络中的作用有时候不一样,可以用来当请求报文也可以用来当作确认报文

TLV/CLV:

IS-IS报文中的变长字段部分是多个TLV(Type-Length-Value)三元组。

TLV也称为CLV(Code-Length-Value)。

TLV Type	名称	所应用的PDU类型
1	Area Addresses	IIH、LSP
2	IS Neighbors(LSP)	LSP
4	Partition Designated Level2 IS	L2 LSP
6	IS Neighbors(MAC Address)	LAN IIH
7	IS Neighbors(SNPA Address)	LAN IIH
8	Padding	IIH
9	LSP Entries	SNP
10	Authentication Information	IIH、LSP、SNP
128	IP Internal Reachability Information	LSP
129	Protocols Supported	IIH、LSP
130	IP External Reachability Information	LSP
131	Inter-Domain Routing Protocol Information	L2 LSP

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