HCIP-IERS 部署企业级路由交换网络 - IS-IS 协议原理与配置

目录

IS-IS 协议原理与配置

ISIS 知识点

前言

场景应用

历史起源

路由计算过程

地址结构

路由器分类

邻居HELLO报文

邻居关系建立

DIS及DIS与DR的类比

链路状态信息的载体

链路状态信息的交互

路由算法

网络分层路由域

区域间路由

IS-IS与OSPF差异性

术语对照表

 IS-IS路由配置需求

IS-IS路由配置实现(1)

IS-IS路由配置实现(3)

思考题


IS-IS 协议原理与配置


IS-IS(Intermediate System-to-Intermediate System)中间系统到中间系统

ISIS 知识点

ISIS 基本配置,ISIS 9 种报文 ,2 种网络类型,3 种路由器类型,hello 报文中的padding 开启与关闭,P2P 链路 3-way, 接口认证,修改路由器级别,接口级别,路由过载,DIS 选举,DIS与DR 的区别,接口优先级的修改,接口开销值,接口开销类型(narrow,wide),修改网络类型(p2p,broadcast),ISIS 路由聚合,ISIS 缺省路由,路由引入,引入外部路由的类型(internal,External), 路由过滤filter-policy,IS-IS路由渗透

IS-IS 协议简介:

B  BYTE  字节
b  bit   比特

IS-IS(Intermediate System-to-Intermediate System,中间系统到中间系统)
路由协议最初是ISO(the International Organization for Standardization,国际标准化组织)为CLNP(Connection Less Network Protocol,无连接网络协议)设计的一种动态路由协议。

和OSPF 路由协议一样,IS-IS也是一个应用非常广泛的IGP路由协议,很多 ISP网络,特别是大型的ISP 网络都部署了 IS-IS路由协议。

RIP OSPF等许多 IGP都是针对 IP 这个网络层协议而开发的路由协议,但IS-IS 最初是针对 CLNP(Connection-Less Network Protocol ) 这个网络层协议而开发的路由协议。后来,进行把扩展的 IS-IS 既能够支持 CLNP,也能够支持IP,这样的 IS-IS 协议被称为 Integrated  集成 IS-IS 协议。目前,通常情况下所说的 IS-IS 都是指集成 IS-IS 协议。
IS-IS 协议最初是由 ISO 对其进行标准化工作的,所以IS-IS 协议中有许多的 ISO 的特殊用语。

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在路由器之间通讯时,IS-IS使用的是ISO定义的协议数据单元(PDU)。
IS-IS中使用的PDU类型主要有:

Hello PDU(IIH PDU)
链路状态PDU(LSP)
完全序列号数据包(CSNP)
部分序列号数据包(PSNP)

IIH PDU类似于OSPF协议中的hello报文,负责形成路由器间的邻居关系,发现新的邻居,检测是否有邻居退出。
LSP类似于OSPF协议中的LSA,用于描述本路由器中所有的链路状态信息。
CSNP包含了网络中每一个LSP的总结性信息,当路由器收到一个CSNP时,它会将该CSNP与其链路状态数据库进行比较,如果该路由器丢失了一个在CSNP中存在的LSP时, 它会发送一个组播PSNP,向网络中其它路由器索要其需要的LSP。
PSNP在点对点链路中用于确认接收的LSP;在点对点链路和广播链路中用于请求最新版本或者丢失的LSP。

CSNP 类似于OSPF的DD报文传递的是LSDB里所有链路信息摘要。
PSNP类似于OSPF的LSR或LSAck报文用于请求和确认部分链路信息。

ISIS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。


IS-IS 协议与OSPF 协议非常相似。它们都是基于链路状态的路由协议,都需要建立和维护链路状态数据库,都使用 hello 报文来建立和维护邻居/邻接关系,都具有区域化和层次化的结构。

另一方面,IS-IS 协议与OSPF 协议又存在许多差别。OSPF 区域分界位于路由器上,而IS-IS 协议区域的分界位于链路上,OSPF协议支持点到点,点到多点,NBMA,Broadcast 这 4 种类型的网络,而IS-IS 协议只支持点到点和Broadcast 这两种类型的网络。

运行IS-IS 协议的路由器必须有一个必须有一个被称为 NET (Network Entity Title)的网络地址,即使是在 IP 环境下也是如此。NET也称为网络实体名,长度为 8 至 20 字节,其格式可以多种多样。通常,在IP 环境下NET 格式为:区域ID (1字节)+系统 ID(6个字节)+SEL (1个字节),NET中的 SEL 总是为 00。
IS-IS 协议中的区域ID 指的是十六进制数,例如区域20,这指的是十六进制的 20,相当于十进制的 32。
 
在OSPF 协议中,描述链路状态及路由信息的报文称为 LSA,在IS-IS 协议中,描述链路状态及路由信息的报文称为LSP (Link State PDU ,Link State Packet),LSP 也有两种类型  Level-1 LSP , Level-2 LSP

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IS-IS形成邻居关系的条件

1.同一层次
2.同一区域
3.同一网段
4.相同网络类型 P2P  broadcast
5.相同的mtu 值
6.认证相同
7.在 P2P网络中 ,system-id 长度要一致,最大区域地址数要相同

IS-IS接口开销类型两端类型不一致,邻居可以建立,但路由不能学习

一般情况下,一个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,在设备的实现中,一个ISIS进程下最多可配置3个区域地址。

isis
is-level level-1  :  level-1 与 level-2 建立不了邻居

int g0/0/0
isis circuit-type p2p  :两端接口的网络类型不同建立不了邻居

isis
cost-style wide  : 两台设备的 cost 类型不同,邻居可以建立 ,但报文不能收发,所以没有路由

       不同层次类型的路由器不能形成邻居关系,即Level-2路由器不能和Level-1路由器形成邻居关系,但是Level-1-2路由器既能和同一区域的Level-1路由器形成Level-1邻居关系又能和相同或者不同区域Level-2路由器形成Level-2邻居关系。
         Level-1路由器只能与同一区域的Level-1路由器或者Level-1-2路由器形成Level-1邻居关系。
       链路两端ISIS接口的地址必须处于同一网段。
isis
cost-style  narrow , cost取值范围 1-63
cost-style  widd     , cost取值范围 1-16777215


区域(Areas)
      IS-IS允许将整个路由域分为多个区域;
      区域之间通过L2(L1/L2)路由器相连接;
      一个路由器目前最多有3个Area Id属于3个区域 (IOS和VRP的实现)
      一个路由器必须整个属于某个区域,而不能象OSPF那样是同一台路由器上不同的接口可以属于不同的区域
      对于Level-1路由器来说,只有属于同一区域才可以建立邻居,对于Level-2路由器则没有此同一区域限制


以两台L2路由器在广播链路上建立邻居关系为例
R1组播发送Level-2 LAN IIH(组播MAC:01-80-C2-00-00-15),此报文中无邻居标识。
R2收到此报文后,将自己和R1的邻居状态标识为Initial。然后,R2再组播向R1回复Level-2 LAN IIH,此报文中标识R1为R2的邻居。
R1收到此报文后,将自己与R2的邻居状态标识为Up。然后R1再组播向R2发送一个标识R2为R1邻居的Level-2 LAN IIH。
R2收到此报文后,将自己与R1的邻居状态标识为Up。这样,两个路由器成功建立了邻居关系。
       因为是广播网络,需要选举DIS,所以在邻居关系建立后,路由器会等待两个Hello报文间隔再进行DIS的选举。Hello报文中包含Priority 字段,Priority值最大的将被选举为该广播网的DIS。若优先级相同,接口MAC地址较大的被选举为DIS。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。


IS-IS的Hello报文可以具体细分为:L1 IIH、L2 IIH和P-2-P IIH。
L1 IIH的组播地址为:0180-C200-0014;
L2 IIH的组播地址为:0180-C200-0015;
P-2-P IIH采用单播地址进行通信。
Hello报文的作用为发现、建立和维系邻居关系,功能上类似于OSPF协议中的Hello报文。

默认情况下,普通路由的Hello报文的发送时间间隔为10秒
DIS发送Hello数据包的时间间隔是普通路由的1/3 为 3 秒,这个可以保证DIS失效可以被快速被检测到。

IS-IS和OSPF关于邻接关系的区别

IS-IS两个邻居路由器只要相互交换HELLO数据包就认为相互形成了邻接关系;而OSPF中,两台路由器进入2-Way状态则认为形成了邻接关系,但是只要进入Full状态才被认为进入完全邻接关系。
IS-IS中,优先级为0的路由器亦然可以参与DIS选举;而OSPF汇总优先级为0表示不参与选举。
IS-IS中,DIS是基于抢占的;OSPF中DR/BDR已经选举不得抢占。

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OSPF协议中的 DR 与 ISIS协议的DIS 的区别:

DR 选举先看优先级,再比较 router-id ,DIS 先看优先级,再比较 mac 地址
DR 默认为1,取值范围为 0-255,DIS 默认为64,取值范围为 0-127,
DR 的值为 0 ,代表放弃 DR 选取,DIS 的值为 0 ,只是值小,并不放弃DIS 选举
DR 主要为了减少LSA 泛洪,DIS是为周期发送CSNP,同步LSDB
DR 有备份的设备 BDR ,DIS 没有备份的 DIS
DR 的选举是在链路上选举的,DIS 的选举分为 Level-1 和Level-2,在路由器上选举
DR 默认不开启抢占, DIS 默认抢占
OSPF选举DR/BDR需要waiting time达40秒,过程也较为复杂,而ISIS选举DIS等待两个Hello报文间隔就可以,简单快捷
选举完成后,ISIS网络链路内所有的路由器之间都建立的是邻接关系。OSPF中DRothers只与DR/BDR形成full邻接关系, DRothers之间只有2-way的关系。


ISIS DIS和OSPF DR的区别?
答:
DIS is preempt. No backup router. Pri >=0 (priority and mac 越大越好) ; 而OSPF DR 有BDR,
优先级越高越好,或router id越高越好. 支持抢占,所以DIS可预测,而ospf 的DR不可预测。
选举DR 需要wait timer,继而产生BDR,DR,复杂,而ISIS,只要LAN hello收到即可比较选择DIS,无backup,所以简单,快.  
Full adjacency ,DIS guarantee reliable flooding. (MAlink上同步的方式不一样)
DIS hello =3s ;
ISIS DIS使用 LAN id来表示 ,即DIS’s system + circuit id 标识
 


前言

  • 和OSPF—样,IS-IS也是一种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。IS-IS最初是国际化标准组织ISO为它的无连接网络协议CLNP设计的一种动态路由协议。
  • 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。

场景应用

⦁    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。

历史起源

⦁    IS-IS最初是国际标准化组织ISO(the International Organization for Standardization)为它的无连接网络协议CLNP(ConnectionLess Network Protocol)设计的一种动态路由协议。
⦁    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,称为集成化IS-IS(Integrated IS-IS),后面如果没有特别说明,提到的IS-IS都是指集成IS-IS。
⦁    IS-IS属于内部网关协议,用于自治系统内部。IS-IS是一种链路状态协议,使用最短路径优先算法进行路由计算。

路由计算过程

⦁    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,包括电路类型(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。

地址结构

⦁    NSAP地址:
⦁    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。
⦁    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。
⦁    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)。
⦁    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。
⦁    NET:
⦁    网络实体名称NET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。

路由器分类

⦁    Level-1路由器:
        ⦁    Level-1只能与属于同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成邻居关系,只负责维护Level-1的链路状态数据库,该LSDB包含本区域内的路由信息,到本区域外的报文转发给最近的Level-1-2路由器。Level-1路由器只可能建立Level-1的邻接关系。
⦁    Level-2路由器:
        ⦁    Level-2路由器负责区域间的路由,它可以与相同或者不同区域的Level-2路由器或者不同区域的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包含区域间的路由信息。Level-2路由器只可能建立Level-2的邻接关系。
⦁    Level-1-2路由器:
        ⦁    同时属于Level-1和Level-2的路由器称为Level-1-2路由器。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。
        ⦁    Level-1-2路由器可以与同一区域的Level-1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。
⦁    不同区域间,只能建立Level-2的邻接关系:
        ⦁    Level-2路由器可以与Level-2路由器建立邻接关系。
        ⦁    Level-1-2路由器可以与Level-2路由器建立邻接关系。
        ⦁    Level-1-2路由器可以与Level-1-2路由器建立邻接关系。

邻居HELLO报文

⦁    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。
        ⦁    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)。
        ⦁    广播多路访问网络类型(Broadcast Multiple Access)。
        ⦁    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。

邻居关系建立

⦁    在P2P链路上,分为两次握手机制和三次握手机制。
        ⦁    两次握手只要路由器收到对端发来的Hello报文,就单方面宣布邻居为up状态,建立邻居关系,不过容易存在单通风险。
        ⦁    通过三次发送P2P的IS-IS Hello PDU最终建立起邻居关系,与广播链路邻居关系的建立情况相同。
⦁    在广播链路上,使用LAN IIH报文执行三次握手建立邻居关系。
        ⦁    当收到邻居发送的Hello PDU报文里面没有自己的system ID的时候,状态机进入initialized。
        ⦁    只有收到邻居发过来的Hello PDU有自己的system ID才会up,排除了链路单通的风险。
        ⦁    广播网络中邻居up后会选举DIS(虚节点),DIS的功能类似OSPF的DR(指定路由器)。

DIS及DIS与DR的类比

⦁    DIS与伪节点:
        ⦁    DIS是指指定中间系统(Designated IS)。
        ⦁    伪节点是指在广播网络中由DIS创建的虚拟路由器。
⦁    DIS的特点:
        ⦁    在广播网络,需要选举DIS,所以在邻居关系建立后,路由器会等待两个Hello报文间隔再进行DIS的选举。Hello报文中包含Priority 字段,Priority值最大的将被选举为该广播网的DIS。若优先级相同,接口MAC地址较大的被选举为DIS。IS-IS中DIS发送Hello时间间隔默认为10/3秒,而其他非DIS路由器发送Hello间隔为10秒。
⦁    DIS与DR的类比:
        ⦁    选举时优选级的比较,DIS的优先级为0也可以参与选举。OSPF中优先级为0不参与选举DR。
        ⦁    选举的过程需要一定的时间,OSPF选举DR/BDR需要waiting time达40秒,过程也较为复杂,而ISIS选举DIS等待两个Hello报文间隔就可以,简单快捷。

链路状态信息的载体

⦁    ISIS 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结构构建报文的好处是灵活性和扩展性好。采用TLV使得报文的整体结构固定,增加新特点只需要增加新TLV即可。不需要改变整个报文的整体结构。
        ⦁    网络拓扑结构和路由信息用TLV结构表现使得报文的灵活性和扩展性得到了极大的发挥。
⦁    LSP PDU(Link State Protocol PDU):
        ⦁    LSP类似于OSPF的LSA,承载的是链路状态信息,包含了拓扑结构和网络号。
        ⦁    Level-1 LSP由Level-1 路由器传送。
        ⦁    Level-2 LSP由Level-2 路由器传送。
        ⦁    Level-1-2 路由器则可传送以上两种LSP。
        ⦁    LSP 报文中包含了两个重要字段是ATT字段、IS-Type字段。其中ATT字段用于标识该路由是L1/L2路由器发送的,IS-Type用来指明生成此LSP的IS-IS类型是Level-1还是Level-2 IS-IS。
        ⦁    LSP的刷新间隔为15分钟;老化时间为20分钟。但是一条LSP的老化除了要等待20分钟外,还要等待60秒的零老化时延;LSP重传时间为5秒。
⦁    SNP PDU(Sequence Number PDU):
        ⦁    CSNP(Complete Sequence Number PDU)包括LSDB中所有LSP的摘要信息,从而可以在相邻路由器间保持LSDB的同步。

链路状态信息的交互

⦁    P2P网络LSDB同步过程:
        ⦁    建立邻居关系之后,RTA与RTB会先发送CSNP给对端设备。如果对端的LSDB与CSNP没有同步,则发送PSNP请求索取相应的LSP。
        ⦁    假定RTB向RTA索取相应的LSP,此时向RTA发送PSNP。RTA发送RTB请求的LSP的同时启动LSP重传定时器,并等待RTB发送PSNP作为收到LSP的确认。
        ⦁    如果在接口LSP重传定时器超时后,RTA还没有收到RTB发送的PSNP报文作为应答,则重新发送该LSP直至收到RTB的PSNP报文作为确认。
⦁    MA网络中新加入的路由器与DIS 的LSDB同步交互过程:
        ⦁    假设新加入的路由器RTC已经与RTB(DIS)和RTA建立了邻居关系。
        ⦁    建立邻居关系之后,RTC将自己的LSP发往组播地址(Level-1:01-80-C2-00-00-14;Level-2:01-80-C2-00-00-15)。这样网络上所有的邻居都将收到该LSP。
        ⦁    该网段中的DIS会把收到RTC的LSP加入到LSDB中,并等待CSNP报文定时器超时(DIS每隔10秒发送CSNP报文)并发送CSNP 报文,进行该网络内的LSDB同步。
        ⦁    RTC收到DIS发来的CSNP报文,对比自己的LSDB数据库,然后向DIS发送PSNP报文请求自己没有的LSP(如RTA和RTB的LSP就没有)。
        ⦁    RTB作为DIS收到该PSNP报文请求后向RTC发送对应的LSP进行LSDB 的同步。

路由算法

⦁    IS-IS的计算特点:
        ⦁    在本区域内路由器第一次启动的时候执行的是Full-SPF算法。
        ⦁    后续收到的LSP更新,如果是部分拓扑的变化执行的iSPF计算。
        ⦁    如果只是路由信息的变化,执行的就是PRC计算。
        ⦁    由于采用拓扑与网络分离的算法,路由收敛速度得到了加强。
⦁    ISIS路由计算的开销方式:
        ⦁    Narrow模式(设备默认模式开销都是10,手工配置接口开销取值范围为1~63)。
        ⦁    Wide模式(设备默认模式开销都是10,手工配置接口开销取值范围是1~16777215)。
        ⦁    进程下加入auto-cost enable命令,Narrow模式和Wide模式都会参考接口带宽大小计算开销值,只是参考准则有少许差异。

网络分层路由域

⦁    IS-IS整体拓扑:
        ⦁    为了支持大规模的路由网络,IS-IS在自治系统内采用骨干区域与非骨干区域两级的分层结构。一般来说,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。
        ⦁    拓扑中为一个运行IS-IS协议的网络,它与OSPF的多区域网络拓扑结构非常相似。整个骨干区域不仅包括Level-2的所有路由器,还包括Level-1-2路由器。
        ⦁    Level-1-2级别的路由器可以属于不同的区域,在Level-1区域,维护Level-1的LSDB,在Level-2区域,维护Level-2的LSDB。
⦁    拓扑所体现的IS-IS与OSPF不同点:
        ⦁    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。

区域间路由

⦁    Level-1路由器的路由特点:
        ⦁    只拥有Level-1的链路状态数据库。
        ⦁    其链路状态数据库中只有本区域路由器LSP。
        ⦁    其路由表里没有其他区域的路由信息。
        ⦁    其路由表里都有一条默认路由,下一条是指向到Level-1-2路由器。
⦁    Level-2路由器的路由特点:
        ⦁    Level-2路由器只有Level-2的链路状态数据库。
        ⦁    其LSDB中有骨干区域路由器的LSP,但是没有Level-1路由器产生的LSP。
        ⦁    路由表里面有整个网络的路由信息。
⦁    Level-1-2路由器的路由特点:
        ⦁    Level-1-2路由器同时拥有Level-2和Level-1的链路状态数据库。
        ⦁    Level-1数据库包含本区域的LSP,Level-2数据库包含骨干区域LSP。
        ⦁    在自己产生的Level-1的LSP中设置了ATT比特位为1。
        ⦁    路由表里面有整个网络的路由信息。

IS-IS与OSPF差异性

⦁    网络类型和开销方式:
        ⦁    IS-IS协议只支持两种网络类型,且所有带宽默认开销值都是一样的,OSPF协议支持四种网络类型,且会根据不同的带宽设定相应的开销值,对帧中继,按需链路等网络类型有很好的支持。
⦁    区域类型:
        ⦁    IS-IS协议分L1/L2区域,L2区域是骨干区域有全部明细路由。L1去往L2只有默认路由。OSPF协议分骨干区域,普通区域,特殊区域。普通区域和特殊区域跨区域访问需要经过骨干区域。
⦁    报文类型:
        ⦁    IS-IS协议路由承载报文类型只有LSP报文且里面路由信息是不区分内部与外部的,简单高效,无需递归计算。OSPF协议路由承载报文LSA类型多样,有1/2/3/4/5/7类等。路由级别等级森严,且需要递归计算,适合精细化调度计算。
⦁    路由算法:
        ⦁    ISIS协议区域内某个节点上的网段发生变化时,触发的是PRC算法,收敛比较快,计算路由的报文开销也比较小。OSPF协议由于网络地址参与了拓扑的构建,在区域内当网段地址改变触发的是i-spf算法,相对来说过程繁琐复杂些。
⦁    扩展性:
        ⦁    ISIS协议任何路由信息都使用TLV传递,结构简单,易于扩展,如对IPv6的支持只增加2个TLV就解决了。且ISIS本身对IPX等协议是支持的。OSPF协议本身是为IP特定开发的,支持IPv4和IPv6的OSPF协议是两个独立的版本(OSPFv2和OSPFv3)。

术语对照表

 IS-IS路由配置需求

⦁    NET地址编号:
        ⦁    RTA:49.0001.0000.0000.0001.00
        ⦁    RTB:49.0001.0000.0000.0002.00
        ⦁    RTC:49.0001.0000.0000.0003.00
        ⦁    RTD:49.0002.0000.0000.0004.00
        ⦁    RTE:49.0002.0000.0000.0005.00

IS-IS路由配置实现(1)

⦁    区域内配置思路:
        ⦁    区域49.0001的业务配置:
                ⦁    每台router进入IS-IS进程100配置网络实体名称NET。
                ⦁    RTA在ISIS进程下配置router的level级别为level-1。RTB和RTC默认为level-1-2不用修改。
                ⦁    RTA,RTB和RTC在接口下启用ISIS协议。
                ⦁    RTA的链路接口修改其DIS的优先级为最高,让其成为DIS。

IS-IS路由配置实现(2)

⦁    区域内配置思路:
        ⦁    区域49.0002的业务配置:
                ⦁    每台router进入进程100配置网络实体名称NET。
                ⦁    RTD和RTE在ISIS进程下配置router的level级别的level-2。
                ⦁    RTD和RTE在接口下启用ISIS协议。
                ⦁    RTD和RTE在接口修改网络类型为P2P。

IS-IS路由配置实现(3)

⦁    区域间配置思路:
        ⦁    进入配level-1-2路由器RTB,RTC的ISIS进程配置好网络实体名称NET。
        ⦁    进入链路接口,启用ISIS协议。
        ⦁    进入路由器RTE引入直连链路。
⦁    路由渗透:
        ⦁    如果一个level-1区域有两个以上Level-1-2路由器,则区域内Level-1路由器访问其他区域会选择最近的Level-1-2路由器,但是计算的开销值只计算本区域内的,如果最近的Level-1-2路由器在Level-2区域到达目的网络的开销相对比较大,实际会造成业务次优路径。在这种场景下需要做路由渗透操作,把Level-2区域的明细路由(包括开销)引入到Level-1区域,由Level-1路由器自行计算选择最优的路径访问跨区域网络。
        ⦁    本实例要求走最优的路径到达区域49.0002,由于RTB连接RTD的链路带宽相对比较大,作用最好让数据流走RTB。可分别在RTB和RTC的ISIS进程下引入level-2的路由到level-1。由RTA的LSDB里面掌握level-2所有的明细路由,就可以选择最优的路径到达区域49.0002。

思考题

1. IS-IS路由器类型有哪几种?

2. PSNP报文在邻居交互中起到了什么作用?

3.相比OSPF,IS-IS的优势是什么?

⦁    答案:IS-IS路由器类型有Level-1路由器,Level-2路由器,Level-1-2路由器。
⦁    答案:PSNP报文用于LSP的请求和确认。
⦁    答案:IS-IS报文结构简便,路由承载能力更强,路由算法更优良,扩展性更强。

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