IS-IS：单区域集成配置与多区域集成配置

news2025/4/4 6:20:27

一、IS-IS概述

IS-IS（Intermediate System to Intermediate System） 是一种链路状态内部网关协议（IGP），设计用于自治系统（AS）内部的路由选择。最初由ISO为OSI模型的无连接网络服务（CLNS）开发，后通过扩展支持IPv4和IPv6，成为现代IP网络中的重要路由协议。

二、IS-IS特征

  • 链路状态算法：每个节点维护全网拓扑数据库，通过SPF（Dijkstra算法）计算最短路径树。

  • 分层设计：

    • Level 1（L1）：处理区域内路由，类似OSPF的非骨干区域。

    • Level 2（L2）：处理区域间路由，形成骨干区域，类似OSPF Area 0。

    • L1/L2路由器：作为区域边界，转发L1和L2路由信息。

  • 地址结构（NSAP）：

    • IS-IS使用NSAP地址标识节点，结构为[Area ID] [System ID] [NSEL]

    • Area ID：可变长，标识区域（如49.0001）。

    • System ID：固定6字节（常用MAC地址或IPv4转换，如1921.6800.1001）。

    • NSEL：1字节，服务选择符（IP网络中常为00）。

  • IS-IS支持VLSM（可变长子网掩码）和CIDR（无类别域间路由），支持明文和MD5验证

三、报文类型

  • Hello报文：发现和维护邻居关系，区分层级（L1/L2）。

  • LSP（Link-State PDU）：携带链路状态信息，泛洪至全网。

  • SNP（Sequence Number PDU 序列号报文）：

    • CSNP（全序列号数据包）：同步数据库摘要（类似OSPF的DD报文）。

    • PSNP（部分序列号数据包）：请求或确认单个LSP（类似OSPF的LSR/LSAck）。

四、工作流程

  1. 邻居发现：通过Hello报文建立邻接关系。

  2. 数据库同步：交换LSP和SNP，确保拓扑一致。

  3. SPF计算：基于拓扑数据库生成最短路径树，更新路由表。

  4. 快速收敛：LSP泛洪机制确保拓扑变化快速传播。

五、与OSPF对比

特性IS-ISOSPF
协议起源ISO/CLNS扩展支持IP专为IP设计（RFC 2328）
分层结构灵活两级（L1/L2）严格骨干区域（Area 0）
地址依赖基于NSAP，与IP无关依赖IP地址
扩展性更适合超大规模网络企业网常见
认证支持MD5、明文等支持多种认证方式

 六、优缺点

  • 优点：

    • 无类路由，支持VLSM/CIDR。

    • 分层设计减少泛洪范围。

    • 收敛速度快，适合高动态网络。

  • 缺点：

    • NSAP地址配置较复杂。

    • 排错工具和文档相对OSPF较少。

七、单区域集成IS-IS

 R1的配置

[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.1.1.1 24    
[R1]int LoopBack 0
[R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32
[R1]isis       //启用ISIS进程，进程默认为1
[R1-isis-1]network-entity 49.0123.0000.0000.0001.00   //配置NET地址
[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]isis enable     //在接口启用IS-IS
[R1]int LoopBack 0
[R1-LoopBack0]isis enable

R2 配置

[R2]int g0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip add 12.1.1.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 23.1.1.2 24    
[R2]int LoopBack 0
[R2-LoopBack0]ip add 2.2.2.2 32
[R2]isis    
[R2-isis-1]network-entity 49.0123.0000.0000.0002.00
[R2]int g0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]isis enable
[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]isis enable    
[R2]int LoopBack 0
[R2-LoopBack0]isis enable

R3的配置

[R3]int g0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip add 23.1.1.3 24    
[R3]int LoopBack 0
[R3-LoopBack0]ip add 3.3.3.3 32
[R3]isis    
[R3-isis-1]network-entity 49.0123.0000.0000.0003.00
[R3]int g0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]isis enable    
[R3]int LoopBack 0
[R3-LoopBack0]isis enable

测试

查看R1的邻接表

从上面可以看出路由表维护两个邻接关系，分为L1和L2

System ld:描述邻居的系统ID。
Interface:描述通过该路由器的哪个端口与邻居建立邻接关系。
Circuit ld:电路ID。
State:状态为 Up。
HoldTime:保持时间为30s，Hello包的间隔时间为 10s。
Type:邻居类型。
PRI:邻居选举 DIS时的优先级，默认为64。

查看R1的链路状态数据库

从上面可以看出R1维护两个链路状态数据库，分别为L1和L2

LSPID:链路状态报文ID，由三部分组成:系统ID、伪节点ID、分片号。
Seq Num:LSP序列号。
Checksum:LSP校验和。
Holdtime :LSP 保持时间。
Length:LSP 长度。
ATT/P/OL:连接位、分区位、过载位。

查看IS-IS的路由表

可以看到R1有两张路由表，分别为L1和L2

Flags路由信息标记如下
(1)D-Direct:表示直连路由，
(2)A-Added to URT:表示此路由被加入单播路由表。
(3)L-AdvertisedinLSPs:表示此路由通过LSP发布。
(4)S-IGPShortcut:表示到达该前缀的路径上存在IGP-Shortcut。
(5)U-Up/Down Bit Set:表示Up/Down比特位。

八、多区域集成IS-IS

R1 的配置

[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.1.1.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 13.1.1.1 24
[R1]int LoopBack 0
[R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32
[R1]isis    
[R1-isis-1]network-entity 49.0123.0000.0000.0001.00   //配置NET地址
[R1-isis-1]is-level level-1            //路由器的类型为Level-1
[R1-isis-1]cost-style wide             //设置宽度量值
[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]isis enable
[R1-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]isis enable
[R1]int LoopBack 0
[R1-LoopBack0]isis enable

R2的配置

[R2]int g0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip add 12.1.1.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 24.1.1.2 24
[R2]int LoopBack 0
[R2-LoopBack0]ip add 2.2.2.2 32
[R2]isis    
[R2-isis-1]network-entity 49.0123.0000.0000.0002.00
[R2-isis-1]cost-style wide
[R2]int g0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]isis enable
[R2-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]isis enable
[R2]int LoopBack 0
[R2-LoopBack0]isis enable

R3的配置

[R3]int g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip add 13.1.1.3 24
[R3-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip add 35.1.1.3 24
[R3]int LoopBack 0
[R3-LoopBack0]ip add 3.3.3.3 32
[R3]isis    
[R3-isis-1]network-entity 49.0123.0000.0000.0003.00    
[R3-isis-1]cost-style wide
[R3]int g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]isis enable
[R3-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]isis enable
[R3]int LoopBack 0
[R3-LoopBack0]isis enable

R4的配置

[R4]int g0/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/1]ip add 24.1.1.4 24
[R4]int g0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip add 45.1.1.4 24    
[R4]int LoopBack 0
[R4-LoopBack0]ip add 4.4.4.4 32
[R4]isis    
[R4-isis-1]network-entity 49.0045.0000.0000.0004.00
[R4-isis-1]is-level level-2
[R4-isis-1]cost-s    
[R4-isis-1]cost-style wide
[R4]int g0/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/1]isis enable
[R4-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]isis enable    
[R4]int LoopBack 0
[R4-LoopBack0]isis enable   

R5的配置

[R5]int g0/0/0
[R5-GigabitEthernet0/0/0]ip add 35.1.1.5 24
[R5]int g0/0/1
[R5-GigabitEthernet0/0/1]ip add 45.1.1.5 24
[R5]int Logic-Channel    
[R5]int LoopBack 0
[R5-LoopBack0]ip add 5.5.5.5 32
[R5]isis
[R5-isis-1]network-en    
[R5-isis-1]network-entity 49.0045.0000.0000.0005.00
[R5-isis-1]cost-style wide
[R5-isis-1]is-level level-2
[R5]int g0/0/1
[R5-GigabitEthernet0/0/1]isis enable
[R5-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/0
[R5-GigabitEthernet0/0/0]isis enable    
[R5]int LoopBack 0
[R5-LoopBack0]isis enable   

在R1上查看邻接表

可以看到R1和R2、R3是Level-1的邻居关系

在R1上查看路由表

默认情况Level-1区域的路由会传给Level-2区域， 但是Level-2区域的路由却不会Level-1区域，Level-1-2的路由器会自动下发默认路由给Level-1区域的路由器

分别在R4和R5上引入一条外部路由

R4配置：

[R4]int LoopBack 100
[R4-LoopBack100]ip add 100.1.1.1 32
[R4]isis
[R4-isis-1]import-route direct

R5配置：

[R5]int LoopBack 200
[R5-LoopBack200]ip add 200.1.1.1 32
[R5]isis
[R5-isis-1]import-route direct

再次去查看R1的路由表

并没有变化，所以R1没有收到外部路由

分别在R2和R3上把路由泄露给R1

 R2配置：

[R2]isis
[R2-isis-1]import-route isis level-2 into level-1    //将Level-2的路由泄露给R1

R3配置：

[R3]isis
[R3-isis-1]import-route isis level-2 into level-1

 然后去查看R1的路由表

可以看到Level-2的路由传递给了Level-1

九、总结：如何选择？

IS-IS是一种高性能、高扩展的链路状态协议，凭借分层架构和协议无关性，成为运营商及复杂网络的首选IGP，尤其在超大规模、多协议混合场景中表现卓越。

  • 选择IS-IS：

    • 网络规模极大（如ISP骨干网、超大型数据中心）。

    • 需要多协议支持（IP + CLNS）或原生IPv6多拓扑路由。

    • 对收敛速度和扩展性要求苛刻。

  • 选择OSPF：

    • 中小型企业网络或园区网。

    • 需要丰富的区域类型（如Stub、NSSA）和精细路由控制。

    • 依赖IP地址且希望配置简单、社区支持完善。

 

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