IS-IS概述

IS-IS是一种链路状态路由协议。IS-IS与OSPF有许多相似的地方：运行IS-IS直连设备之间会通过发送Hello数据包发现彼此，建立邻居关系，交互链路状态信息LSP。每台路由器都会产生LSP，并在适当的范围内泛洪。同样，IS-IS设备将这些LSP存储于自身的LSDB中，采用SPF算法，计算IS-IS路由。IS-IS同样支持VLSM、层次化网络、手工汇总等功能。IS-IS属于IS-IS是为CLNP设计动态路由协议，最初只能用于CLNP网络，随着技术的更新，如今可用于TCP/IP体系的IP网络中。

常用术语

IS（中间系统）：指的是OSI中的路由器。

IS-IS（中间系统到中间系统）：用于IS之间实现动态路由协议信息交互的协议。
CLNP（ConnectionLess Network Protocol 无连接网络）：这是OSI的无连接网络协议，它与TCP/IP体系结构中IP功能类似。

LSP（LInk State PDU 链路状态报文）：这是IS-IS协议描述链路状态信息的报文类似OSPF中LSA。IS将网络中的LSP收集后承载到自己LSDB中，让后基于此进行路由计算。LSP可分为两类：Level-1 LSP及Level-2 LSP。

OSI地址

在TCP/IP体系中，IP地址用于标识网络设备，从而实现网络层寻址功能。而在OSI中，NSAP（Network Server Access Point 网络服务接入点）则作为CLNP的地址。NSAP不仅表示设备的地址，还表示上层协议或服务类型，类似是IP与TCP/UDP端口的结合。
NSAP由IDP（Initial Domain Part 初始域部分）与DSP（Domian Specific Part 域指定部分）组成。

AFI（Authority and Format Identifier 授权机构与格式标识符）：用于描述地址分配机构，固定长度为1byte。当AFI=49时，表示本地分配，即私有地址。

IDI（Initial Domian Identifier 初始域ID）：用于标识域，可变长度。

DSP高位部分（Higher Order DSP）：用于进一步表示域，可变长度。
IDP+DSP高位为区域ID用于表示区域。

系统ID（System ID):用于标识区域内设备，华为设备固定长度为6byte，常用MAC地址填充此字段。

NSAP-Selector：用于标识上层协议或服务类型，固定长度为1byte。

在OSI协议栈中，另外一个非常重要的地址就是NET（Network Entity Title 网络实体名称），用于在网络层标识一台设备。

通过NET地址要知道如何得到系统ID及区域ID，如：
NET为49.0034.0000.0000.0001.00
从后往前看，0x00为NSAP-Selector，0000.0000.0001为系统ID，49.0034则为区域ID。

IS-IS层次化结构

不同于OSPF，IS-IS区域划分在链路上，IS-IS区域分为骨干区域和常规区域。

骨干区域：由一系列的Level-2及Level-1-2路由器组成的区域。（这些Level-2或Level-1-2可以是不同区域的，即其区域ID可以不同）

常规区域：由一系列连续的Level-1及Level-1-2路由器组成的区域。（这些Level-1及Level-1-2必须是同区域的，即其区域ID必须一致）

IS-IS路由

1.Level-1路由器

Level-1路由是IS-IS区域内部路由，Level-1路由只能与同区域的Level-1或Level-1-2路由建立IS-IS邻居关系，此邻居关系称为Level-1邻居关系。

2.Level-2路由器

Level-2路由是骨干路由，Level-2路由器只能与Level-2或Level-1-2建立IS-IS邻居关系，此邻居关系称为Level-2邻居关系。

3.Level-1-2路由器

Level-1-2路由时同时为level-1及Level-2的路由器，它能与同区域的Level-1、Level-2区域建立IS-IS邻居关系。

度量值

与OSPF度量值不同，缺省时，IS-IS接口的cost与接口的带宽无关，无论接口带宽多大，cost默认都为10。

缺省时IS-IS接口类型为Narrow，只能接受和发送接口类型为Narrow的路由，若要接受Wide类型，则需修改接口类型。修改接口类型在IS-IS视图下使用cost-style wide可将接口类型修改为Wide类型。

有2种方式可修改接口的度量值

1.手工修改，在接口视图下使用isis cost 20 level-1可将level-1接口的度量值改为20

2.自动计算接口cost功能

在IS-IS视图下使用auto-cost enable命令，启动自动计算cost功能。

启动功能后：

（1）若接口类型为Wide或Wide-Compatible，则：

    cost=默认参考带宽/接口带宽*10默认参考带宽为100Mbps，可在接口视图下使用bandwidth-reference进行修改

（2）若接口类型为Narrow、Narrow-Compatible、Compatible，则cost值参考下表

接口带宽（bandwidth）范围	cost值
bandwith<=12Mbps	60
12Mbps<bandwith<=100Mbps	50
100Mbps<bandwith<=155Mbps	40
155Mbps<bandwith<=622Mbps	30
622Mbps<bandwith<=2.5Gbps	20
2.5Gbps<bandwidth	10

IS-IS三张表

1.邻居表（display isis peer）

邻居系统ID、状态、保活时间、类型、DIS优先级（PRI）

2.LSDB（display isis lsdb [NET verbose]）

LSPID：系统ID+伪结点ID+分片编号

Level-1-2分别为Level-1及Level-2维护着一张LSDB表。且它们之间互不干扰。

3.路由表（display isis route）

Level-1-2分别为Level-1及Level-2维护一张路由表，同样互不干扰。当Level-1与Level-2路由表中都有到达某一网段的路由时，优先Level-1路由。

协议报文

1.IIH（Hello 报文）

用于建立和维护IS-IS邻居关系，在IS-IS有3类IIH：Level-1 LAN IIH、Level-2 LAN IIH以及P2P IIH。Level-1及Level-2 LAN IIH作用于Broadcast网络中。Level-1设备的Broadcast接口发送及监听Level-1 LAN IIH，目的mac地址为组播地址：0x 0180-c200-0014；Level-2设备的Broadcast接口发送及监听Level-2 LAN IIH，目的mac地址为组播地址：0x 0180-c200-0015；P2P IIH 作用于P2P网路。

2.LSP

用于承载链路状态信息，与OSPF不同，LSP是独立的PDU。

3.CSNP（Completed Sequence Number PDU 完整序列号报文）
包含所有LSP摘要信息（校验和、序列号、剩余存活时间、LSPID），用于确保LSDB的同步，功能类似OSPF的DBD。

4.PSNP（Partial Sequence Number PDU 部分序列号报文）

包含部分LSP摘要信息，用于请求LSP更新，在P2P网络中还起着对LSP报文确认的作用。功能类似OSPF中 的LSR及LSAck。CSNP及PSNP使用TLV（Type-Length-Value)来承载LSP摘要信息，常用的TLV类型见下表：

Type	名称	使用该TLV的PDU	备注
1	区域地址（Area Address）	IIH及LSP	设备所处区域ID
2	IS邻居（IS Neighbor）	LSP	描述设备IS-IS邻居的系统ID及到达邻居接口的cost
6	IS邻居（IS Neighbor）	LAN IIH	描述设备LAN发现的IS-IS邻居的接口MAC地址及到达邻居接口的cost
8	填充（Padding）	IIH	用于报文填充
9	LSP 条目（LSP Entries）	CSNP及PSNP	包含LSP的摘要信息（LSPID、剩余存活时间、序列号、校验和）
10	认证（Authentication）	所有报文	存储认证信息
128	IP内部可到达信息（IP Internal Reachability Information）	LSP	描述IS-IS域内目的网段及到达目的网段的cost
130	IP外部可到达信息（IP External Reachability Information）	LSP	描述IS-IS域外目的网段及到达目的网段的cost
132	IP接口地址（IP Interface Address）	IIH及LSP	设备接口的IP地址

LSP

LSP主要字段：

PDU　Length:单位字节，指该PDU的总长度。

PDU Length：PDU的总长度，以字节为单位。

Remaining LifeTime：剩余存活时间，单位秒（s）。

LSPID：系统ID（６byte）＋伪节点ID（1byte）＋分片编号（1byte）。

Sequency Number：序列号，同OSPF一样，序列可用于判断LSP的新旧。

Checksum：校验和。

P：若支持区域划分恢复特性，则置为1。

ATT：有Level-1-2产生，当Level-1-2与骨干网连接时，其产生Level-1 LSP则置为1。

OL：过载位，若过载位置为1，始发设备路由计算只会计算到产生该LSP的路由，不会计算跨越此设备的路由。

IS Type：用于标识LSP类型，当IS Type=01时，表示Level-1 LSP，为11时，表示Level-2 LSP。

网络类型

IS-IS支持两种网络类型：Broadcast及P2P网络。

接口激活IS-IS后，会根据接口封装的数据链路层协议自动选择网络类型；如在以太网中，接口激活IS-IS后，接口的网络类型为Broadcast；在一些广域网中（数据链路层封装协议为P2P、HDLC等），接口网络类型为P2P。

1.Broadcast网络类型

（1）在Broadcast网络中，IS-IS会进行DIS的选举，DIS是类似OSPF中DR的概念。

（2）IS-IS在Broadcast接口使用哪种LAN IIH基于接口的Level。

（3）在Broadcast网络中，当LSDB同步后，DIS会周期性的泛洪CSNP（缺省时，间隔为10s，可在接口视图使用 isis timer csnp 20进行修改）来确保LSDB的一致。收到CSNP的路由器会提取CSNP中LSP摘要信息并与自身LSDB信息比对，比对结果一致则忽略此CSNP，若发现少了一条或一些LSP信息，则发送PSNP请求相应的LSP，DIS收到PSNP后，提取LSP头部摘要信息，从而发送对应的LSP报文，对方收到更新的LSP后，不用对此LSP进行确认。

2.P2P网络类型

（1）P2P网络不需要进行DIS的选举。

（2）P2P网络中，使用P2P IIH建立及维护邻居关系，缺省时Hello间隔为10s。

（3）P2P网络中，IS-IS设备之间建立邻居关系之后，开始交互LSP信息，当收到对方的LSP时，需要使用PSNP对LSP进行确认，若一段时间内未收到对方的确认信息，则采用重传机制。此外，P2P网络不会周期性的发送CSNP,仅在邻居关系建立之后，发送一次CSNP，过程同Broadcast网络类似，只不过增加对LSP的确认。

3.IS-IS在NBMA网络中的部署

当IS-IS在采用Frame-Relay（帧中继）封装接口被激活时，缺省网络类型不在时P2P而是Broadcast，一个接口只能与一台设备建立邻居关系，若一个接口要与多个接口建立邻居关系，则可采用划分子接口方式。

DIS与伪结点

DIS（指定中间系统）：设备发送的LSP只需描述与伪节点的邻居关系，而不需要发送所有邻居的信息。而伪节点LSP用于描述自己与LAN所有设备包含DIS的邻居关系。伪结点LSP功能类似OSPF中Type-2 LSA功能。

DIS选举：

（1）优先级大；（2）MAC地址大；

DIS须知：

（1）所有路由器与DIS及非DIS都可建立邻居关系，而不同于OSPF，只于DR/BDR建立接关系。

（2）Level-1及Level-2的DIS选举互不干扰。

（3）DIS故障时，立即启动DIS选举。

（４）DIS具备可抢占性。

邻居关系的建立

·1.Broadcast网络中邻居的建立过程

若R1率先激活IS-IS，则最初时，R1未收到任何有效的Level-1 LAN IIH，此时邻居R2的状态未down，然后R1发送带有区域地址TLV的Level-1 LAN IIH，对方收到后先对此IIH进行检查（如检查区域ID是否与自身区域ID是否一致），检查通过后，邻居R1状态变为Initial（初始化状态），随后R2发送携带自身区域ID及IS邻居TLV（邻居接口的MAC地址）的IIH，R1收到后同样先进行检查，然后发现该IIH中由自身接口的MAC地址，于是将邻居R2接口设置为Up，让后同样将携带自身区域ID及IS邻居TLV的IIH发送给R2，R2收到后将邻居R1状态置为Up。

2.P2P网络中邻居关系的建立（两次握手）

缺省时，P2P类型接口采用三次握手方式建立邻居关系，可在P2P接口视图下使用isis ppp-negotiation 2-way命令（直连两端都需配置）

3.P2P网络中邻居关系的建立（三次握手）

邻居关系建立须知：

1.建立IS-IS邻居关系的两台设备必须时同一个Level的设备

2.两台直连设备如需建立Level-1邻居关系必须是同一个区域的，即区域ID必须相同

3.建立IS-IS邻居关系的两台IS设备，直连接口必须使用相同的网络类型

协议特性

路由渗透

缺省时，Level-1-2路由器会将Level-1区域全部路由信息都通告给Level-2区域。但不会将到达其他Level-1区域与Level-2区域路由信息通告给本区域路由器。

可在Level-1路由器的IS-IS视图下使用import-route isis level-2 into level-1，将level-2区域路由信息渗透到本地level-1区域中，加filter-policy关键字对渗透路由进行筛选，加tag关键字对渗透路由进行标记。

IS-IS默认路由

1.在level-1-2设备上，控制其产生的LSP中ATT比特位的设置。

总所周知，属于某个Level-1区域的Level-1-2路由器乳沟与骨干区域不存在连接，ATT为则置为０，若存在连接，则会在自己的Level-1区域发送ATT=1的Level-1 LSP，区域内Level-1路由器会根据此LSP生成默认路由。

IS-IS配置视图下使用：attached-bit advertise always无论是否连接骨干区域，ATT都置为0，若never则相反

2.在Level-1设备上，通过配置即使收到AAT=1的LSP也不会生成默认路由

IS-IS视图下：attached-bit avoid-learning

3.在IS-IS发布默认路由

IS-IS视图下：default-route-advertise level-2 cost 10

前提时有一条默认路由，若加上always关键字则无论是否有默认路由都会发送

IS-IS接口认证

支持认证方式：接口认证、区域认证、域认证。