IS-IS的基本概念

isis（中间系统到中间路由协议）

链路状态路由协议、IGP、无类路由协议；

IS-IS是一种链路状态路由协议，IS-IS与OSPF在许多方面非常相似:运行IS-IS协议的直连设备之间通过发送Hello报文发现彼此，然后建立邻接关系，并交互链路状态信息。

IS-IS是ISO定义的OSI协议栈中的CLNS（ConnectionLess Network Service，无连接网络服务）的一部分。

CLNS由以下三个部分组成：

ES：End System，终端系统，类似于IP网络环境中的主机。

ES-IS：End System to Intermediate System，终端系统到中间系统。

ISIS工作过程

1、建立isis邻居关系

2、同步LSDB(isis没有证书邻接关系的状态机，同步LSDB时无状态变化）

        LSDB:所有运行isis的路由器都有，存放LSP；

        LSP（链路状态协议数据单元）：携带isis路由的链路状态信息（包含路由信息以及拓扑信息）

3、isis设备会根据同步完成的LSDB进行spf计算，得出网络拓扑，得出最优路由放进路由表

isis报文

 

结构：isis层——数据链路层头部（802.3）

发送方式：组播发送

                dmac:01-80-C2-00-00-14（针对所有level-1路由器，此地址为组播地址） 

                        01-80-C2-00-00-15 （针对所有level-2路由器）

isis报文通过TLV的格式携带关键信息：

T：类型 L：长度 V：值

好处：1、提高报文承载能力，只携带需要的东西；

2、增强扩展性，如支持ipv6时，只需要新增TLV即可；

报文分类：

1、hello报文（IIH）

        作用：发现、建立、维护isis邻居，感知isis邻居的离开（周期10s/次，超时时间为hello的三倍：默认30s）；

2、CSNP报文（全序列号报文）

        携带自身LSDB中所有的lsp的摘要信息，用于告知邻居，自身的LSDB中包含哪些LSP

3、PSNP报文（部分序列号报文）

        携带自身需要请求的LSP以及在收到LSP后，携带收到的LSP的摘要信息，用于确认收到；

4、LSP（链路状态报文）

携带isis路由器的链路状态信息，在收到PSNP请求时，用于回应；

区域划分

分类：level-1（非骨干区域）、level-2（骨干区域）

基于路由器划分；

划分原则：骨干区域有且仅有一个，非骨干区域需要围绕骨干区域建立（非骨干区域的通信，需要经过骨干区域）

区域id：不用于区分骨干以及非骨干区域，一台isis路由器可以配置三个；

isis路由器类型

1、level-1路由器：只属于level-1区域，只维护level-1区域的LSDB；（L1）

2、level-2路由器：只属于level-2区域，只维护level-2区域的LSDB；（L2）

3、level-1-2：同属属于level-1区域以及level-2区域，同时维护level-1以及level-2区域的LSDB；（L1-2）

默认属于L1-2

level-1路由器：可以跟level-1路由器以及level-1-2路由器建立level-1邻居；

level-2路由器：可以跟level-2路由器以及level-1-2路由器建立level-2邻居；

level-1以及level-2路由器之间无法建立isis邻居；

level-1-2路由器之间可以建立level-1以及level-2邻居；

NSAP地址

NSAP（Network Service Access Point，网络服务访问点）是OSI协议栈中用于定位资源的地址，主要用于提供网络层和上层应用之间的接口。NSAP包括IDP及DSP，如下图所示：

NET

NET（Network Entity Title，网络实体名称）是OSI协议栈中设备的网络层信息，主要用于路由计算，由区域地址（Area ID）和System ID组成，可以看作是特殊的NSAP（SEL为00的NSAP）。

 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。

唯一标识一台isis路由器；

组成：区域id+sys id+SEL

大小：8~20B

区域id（1~13B）：一般使用格式为xx.xxxx，用于标识一个区域；

        建立L1邻居时，要求区域id一致；

        建立L2邻居时，区域id可以不一致；

system id（6B）：用于唯一标识路由器，一台设备只能配置一个；

                                格式：xxxx.xxxx.xxxx

SEL（1B）：代表isis工作在什么网络环境之下；

        00——代表ip网络

        非00——非ip网络

NET地址：特殊的NSAP地址，其中SEL值固定为00；

EG：49.0001.0000.0000.0001.00——R1工作在区域49.0001中；

        49.0003.0000.0000.0005.00——R5工作在区域49.0003中；

isis基础配置

isis 1      //创建isis进程
is-level level-1  //修改isis路由器类型为L1，默认为L1-2
network-entity 49.0001.0000.0000.0001.00 //设置NET地址


interface GigabitEthernet0/0/0
isis enable 1   //进入接口使能该接口进isis进程1；


display isis peer    //查看isis邻居



interface GigabitEthernet0/0/1
isis circuit-level level-2      
//修改接口等级，一般在L1-2上做，可以使该接口只发送某个等级的hello报文，可以节省链路资源；

IS-IS和OSPF区域划分的区别

在IS-IS中，每个路由器都只属于一个区域；而在OSPF中，一个路由器的不同接口可以属于不同的区域。

在IS-IS中，单个区域没有骨干与非骨干区域的概念（整个骨干区域不仅包括Area49.0002中的所有路由器，还包括其它区域的Level2和Level-1-2路由器）；而在OSPF中，Area0被定义为骨干区域。

在IS-IS中，Level-1和Level-2级别的路由都采用SPF算法，分别生成最短路径树SPT（可以不在一个区域）（Shortest Path Tree）；而在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。
 

网络类型

	底层链路	是否选举DIS	报文发送方式
p2p	点到点链路	不选	09-00-2B-00-00-05
广播型网络	以太网链路	选	01-80-C2-00-00-14/15

在接口下：isis circuit-type p2p   //修改接口网络类型为P2P

IS-IS开销值

IS-IS使用Cost（开销）作为路由度量值，Cost值越小，则路径越优。IS-IS链路的Cost与设备的接口有关，与OSPF类似，每一个激活了IS-IS的接口都会维护接口Cost。然而与OSPF不同的是，IS-IS接口的Cost在缺省情况下并不与接口带宽相关（在实际部署时，IS-IS也支持根据带宽调整Cost值），无论接口带宽多大，缺省时Cost为10。

一条IS-IS路径的Cost等于本路由器到达目标网段沿途的所有链路出接口的Cost总和。

IS-IS有三种方式来确定接口的开销，按照优先级由高到低分别是：

接口开销：为单个接口设置开销。
全局开销：为所有接口设置开销。
自动计算开销：根据接口带宽自动计算开销。

缺省时，华为路由器采用的开销类型是narrow。

narrow类型下使用的TLV：

128号TLV（IP Internal Reachability TLV）：用来携带路由域内的IS-IS路由信息。
130号TLV（IP External Reachability TLV）：用来携带路由域外的IS-IS路由信息。
2号TLV(IS Neighbors TLV)：用来携带邻居信息。
wide类型下使用的TLV：

135号TLV(Extended IP Reachability TLV)：用来替换原有的IP reachability TLV，携带IS-IS路由信息，它扩展了路由开销值的范围，并可以携带sub TLV。
22号TLV（IS Extended Neighbors TLV）：用来携带邻居信息。 
 

isis详细工作过程（邻居状态机）

一、建立isis邻居

1、P2P网络

（1）3-way（默认模式）

down：isis路由器运行的初始状态，处于该状态的设备说明没有收到任何的isis报文，可以向外发送hello报文发现邻居；

init：当isis路由器收到hello报文，并且其中TLV-240中不携带自身的sys id则进入该状态；

TLV-240：携带邻居的sys id，属于P2P网络专属；

up：当isis路由器收到hello报文，并且其中TLV-240中携带自身的sys id则进入该状态；

当双方进入up状态时，isis邻居关系建立完成；

（2）2-way模式

down：isis路由器运行的初始状态，处于该状态的设备说明没有收到任何的isis报文，可以向外发送hello报文发现邻居；

up：只要isis路由器收到hello报文，即可进入up状态

优势：收敛速度快；

缺陷：不可靠，如果网路中出现单通故障时，会导致一边up、一边down，进一步会导致up那一边尝试同步LSDB，会导致链路资源浪费；

如果一边为2-way，一边为3-way，可以正常建立isis邻居；

如果一边为2-way，一边为3-way only，无法正常建立isis邻居；

配置

interface GigabitEthernet0/0/0
isis circuit-type p2p 
isis ppp-negotiation 2-way  //将接口的建立isis邻居的模式修改为2-way
isis ppp-negotiation 3-way only   //修改接口建立isis邻居的方式为3-way only，只接受通过3-way建立，不向2-way兼容；

2、广播型网络

（1）只有3-way模式

down：isis路由器运行的初始状态，处于该状态的设备说明没有收到任何的isis报文，可以向外发送hello报文发现邻居；

init：当isis路由器收到hello报文，并且其中TLV-6中不携带自身的mac地址则进入该状态；

TLV-6：携带邻居的mac地址，属于广播型网络专属；

up：当isis路由器收到hello报文，并且其中TLV-6中携带自身的mac地址则进入该状态；

当双方进入up状态时，isis邻居关系建立完成；

广播网络中的邻接关系建立过程

两台运行IS-IS的路由器在交互协议报文实现路由功能之前必须首先建立邻接关系。在不同类型的网络上，IS-IS的邻接建立方式并不相同。在广播网络中，使用三次握手建立邻接关系。

二、同步LSDB

在同步LSDB的过程中，邻居状态不会发生改变；

1、P2P网络

（1）邻居建立完成后，双方会相互发送一次CSNP报文，用于告知对端自身LSDB中包含那些LSP；

（2）双方各自根据收到的CSNP，对比自身的LSDB，根据自身缺少的LSP，发送PSNP进行请求；

（3）收到PSNP后，回应LSP；

（4）收到LSP后，发送PSNP进行确认；

2、广播型网络

（1）广播型网路邻居建立完成后，会先进行dis选举；

选举规则：先比dis优先级，越大越优；（默认为64，可调范围0~127，其中0没有特殊含义）

再比mac地址，越大越优；

特点：hello时间会变为3.3s；

每10s向外发送一次CSNP报文；

（2）选举完dis后，isis路由器会把自身LSDB中的LSP向外发送，再各自按需接收自身没有的；

（3）dis会每10s向外发送一次CSNP报文，用于确保广播型网路中的isis设备LSDB同步完成；

（4）如果其他设备收到DIS的CSNP后，发现自身有缺少的LSP，则向DIS发送PSNP，报文进行请求，DIS收到后回应LSP，无需确认；

（5）如果其他设备收到DIS的CSNP后，发现DIS缺少了自身的LSP，则直接向DIS发送该LSP，DIS收到后无需确认；

广播型网络与P2P网络同步LSDB过程中的区别

1、P2P网络中收到LSP需要发送PSNP进行确认，广播型网络不需要；

2、P2P网络只会在同步LSDBS时发送一次CSNP，广播型网络中会由DIS周期发送；

3、P2P网络所有设备均能发送CSNP，广播型网络只有DIS可以发送

DIS（指定中间系统）

作用：用于周期性发送CSNP，确保广播型网络中，LSDB能同步成功；

        无法减少邻接关系的数目；

        充当广播型网络中的伪节点（SPF计算时）

hello时间：3.3s

是否存在备份：没有

抢占：支持

选举时间：邻居建立好就能选；

interface GigabitEthernet0/0/0
isis dis-priority 65   //修改接口的dis优先级
dis isis int  //查看接口的isis信息，其中可以查看是否为dis；

DR

作用：减少邻接关系数目

充当广播型网络中的伪节点（SPF计算时）

hello时间：10s

是否存在备份：BDR作为备份

抢占：不支持

选举时间：120s

LSP（链路状态报文）

作用：携带isis路由器的拓扑以及路由信息；

唯一标识：LSP -ID（8B）；

LSP-ID：system id+伪节点号+分片号；

        xxxx.xxxx.xxxx(6B).xx(1B).xx(1B)

        system id：标识产生该LSP的设备；

        伪节点号：标识该LSP是否为伪节点LSP；

        =/=0——伪节点LSP；

        =0——实节点LSP；

LSP分类

（1）根据传递范围分类：L1 LSP、L2 LSP

（2）根据携带的内容分类：

a、伪节点LSP

只有DIS会产生，描述广播型网络的拓扑信息；

b、非伪节点LSP（实节点LSP）

所有isis路由器均会产生，描述P2P网络的路由以及拓扑信息和广播型网络的路由信息；

配置命令

dis isis LSDB        //查看isis的LSDB；
dis isis LSDB {LSP id}  verbose   //查看某一份LSP的详细信息

isis开销：
  默认情况下，isis中所有的接口开销均为10；

interface GigabitEthernet0/0/1
isis cost 5                     //修改接口开销

CSNP

CSNP包含该设备LSDB中所有的LSP摘要，路由器通过交互 CSNP来判断是否需要同步LSDB。

 Source ID：发出CSNP报文的路由器的System ID。

Start LSP：CSNP报文中第一个LSP的ID值。

End LSP ID：CSNP报文中最后一个LSP的ID值

PSNP

PSNP只包含部分LSP的摘要信息（与CSNP不同）：

在点到的网络中，当收到LSP时，使用PSNP对收到的LSP进行确认

开销计算方式

（1）窄度量（默认）

开销的调整范围：1~63

可以区分内外部路由：

内部路由：通过TLV128携带；

外部路由：通过TLV130携带；

（2）宽度量

开销的调整范围：无限大

无法区分内外部路由；

所有路由均通过TLV-135携带；

配置命令

isis 1
cost-style wide //修改开销度量方式为宽度量

注意事项：一边为宽度量，一边为窄度量时，无法正常计算路由（使用的TLV不一致，无法相互识别）

因此，如果修改一台设备的开销度量方式，整个进程的设备均需要调整；

ospf与isis的区域

                        ospf         isis

TCP/IP             网络         数据链路

综合实验

 

1、按照题目要求配置ip地址
2、如图所示，R1\R2\R3\R5\R6间运行isis进程1
   所有路由器均属于level-2路由器，均属于49.0005区域；
   system id要求如下：
    R1：0000.0000.0001
    R2：0000.0000.0002
    R3：0000.0000.0003
    R5：0000.0000.0005
    R6：0000.0000.0006

   并且使能图中的接口
3、R3/R4/R7之间运行ospf进程1，并且按照图中要求划分区域，宣告网段
4、在ospf进程中部署vlink，实现R3可以访问到R7的loopback接口；
5、在R4与R3之间配置接口认证，要求认证类型为明文认证，密码为huawei
6、修改网络类型使R2与R3之间、R5与R6之间不存在DIS；
7、在R3上进行双向引入，使R6与R7可以互访；
8、通过路由汇总技术，ospf进程中只学习到192.168.1.0/24路由
9、通过修改R5的G0/0/2的接口开销为100，使R6访问R7时，走R5-R2-R3-R4-R7

1、配置ip地址

sy
sysname R1
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 10.1.13.2 255.255.255.0
其他路由都类似

2.配置isis

R1
isis 1
is-level level-2
network-entity 49.0005.0000.0000.0001.00
interface GigabitEthernet0/0/0
isis enable 1   //进入接口使能该接口进isis进程1；

display isis peer    //查看isis邻居

配置loopback接口
interface LoopBack0
ip address 192.168.1.1 255.255.255.255


其他路由都类似，只需要按题意修改49.0005.0000.0000.0002.00

3.