IS-IS路由?

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一． 背景介紹

　　1． CLNP是什么？

　　CLNP：

　　是OSI模型中網(wǎng)絡(luò)層中的一種不面向連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，和ip有相同的特質(zhì)。但是它是純粹的OSI模型的一個(gè)，而IP現(xiàn)在是我們熟悉的TCP/IP協(xié)議棧中的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。他們兩個(gè)在OSI模型中是屬于同一層的東西，但是在應(yīng)用中，是兩種不同的應(yīng)用。

　　2． Intergrate IS-IS有什么用？

　　由于歷史原因，OSI曾經(jīng)是要比TCP/IP協(xié)議棧普及，當(dāng)現(xiàn)在的TCP/IP流行的時(shí)候，以前的采用OSI模型中CLNS（由ISO制定的規(guī)范）的應(yīng)用要和現(xiàn)在的TCP/IP（由IETF進(jìn)行兼容，可以使網(wǎng)絡(luò)層為CLNP和為IP的路由信息可以互通，所以需要要有個(gè)路由協(xié)議來作為這兩種情況的兼容點(diǎn)。

　　

　　二． 和OSPF的相同點(diǎn)

　　1． 都維護(hù)一個(gè)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，并使用SPF算法來得出最佳路徑。

　　2． 都是用Hello報(bào)文來查找和維護(hù)鄰居關(guān)系。

　　3． 使用區(qū)域來維護(hù)一個(gè)階級(jí)的概念。

　　4． 在區(qū)域之間都可以使用路由匯總來減少路由器的負(fù)擔(dān)。

　　5． 都是無類的路由協(xié)議。

　　6． 在廣播網(wǎng)絡(luò)里，都通過選舉一個(gè)DR來減少報(bào)文數(shù)量。

　　7． 都有認(rèn)證功能。

　　三． 名詞解釋

　　1． ES-IS和IS-IS

　　在ISO規(guī)范中，一個(gè)路由器就是一個(gè)IS（中間系統(tǒng)），一個(gè)主機(jī)就是一個(gè)ES（末端系統(tǒng)）。提供IS和ES（路由器和主機(jī)）之間通信的協(xié)議，就是ES-IS；提供IS和IS（路由器和路由器）之間通信的協(xié)議也就是路由協(xié)議，叫IS-IS。

　　2． SNPA

　　（Subnetwork Point of Attachment，子網(wǎng)連接點(diǎn)），是一個(gè)連接著子網(wǎng)的接口，它是一個(gè)概念上的接口，不一定是物理接口。

　　3． PDU

　　（PRotocol Data Unit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元），是在OSI模型中各層之間所傳送的數(shù)據(jù)單元。

　　數(shù)據(jù)幀就是Data Link PDU；報(bào)文就是Packet PDU；相當(dāng)于OSPF中的LSA就是Link State PDU，但不象LSA，前面還要有OSPF頭，IP頭，LSP本身就是一個(gè)報(bào)文，不需要額外的封裝。

　　4． Level 1和 Level 2路由器

　　首先要明白和OSPF的一個(gè)區(qū)別，OSPF路由協(xié)議的區(qū)域邊界是以路由器為準(zhǔn)，而IS-IS路由協(xié)議的區(qū)域邊界是在鏈路上的。Level 1路由器是沒有直接連接到其他區(qū)域的路由器；Level 2路由器是連接不同區(qū)域的路由器；

　　Level 1路由器相當(dāng)于OSPF中的非骨干區(qū)域中的路由器；

　　Level 2路由器相當(dāng)于OSPF中的骨干區(qū)域路由器；

　　Level 1/Level 2路由器相當(dāng)于OSPF中的ABR，他必須維護(hù)兩個(gè)不同區(qū)域的鏈路狀態(tài)表。但是他又不像ABR，他不會(huì)把Level 2的路由信息傳到Level 1的區(qū)域中去。而Level 1區(qū)域就相當(dāng)于OSPF中的完全存根區(qū)域，需要把L1/L2路由器作為一個(gè)網(wǎng)關(guān)，去請(qǐng)求一個(gè)去往外區(qū)域的路由，L1/L2路由器通過發(fā)送LSP報(bào)文到L1區(qū)域，設(shè)置ATT bit讓L1區(qū)域的路由器知道，發(fā)送這個(gè)LSP的路由器知道如何去往外區(qū)域的路由。

　　和OSPF的又一個(gè)不同：OSPF在區(qū)域內(nèi)采用SPF算法，而區(qū)域間路由采用Distance Vector算法來實(shí)現(xiàn)；而IS-IS都采用SPF算法來計(jì)算路由，因?yàn)樽鳛長(zhǎng)1/L2路由器他同時(shí)維護(hù)了兩張鏈路狀態(tài)表。可以進(jìn)行SPF計(jì)算。

　　Area ID：

　　由于IS-IS路由區(qū)域里，一個(gè)路由器必須只能屬于一個(gè)區(qū)域，不會(huì)象OSPF中一個(gè)路由器同時(shí)屬于多個(gè)區(qū)域，所以一個(gè)Area ID只會(huì)和一臺(tái)路由器產(chǎn)生關(guān)系。

　　System ID：

　　相當(dāng)于OSPF路由協(xié)議中的Router ID；

　　Network Entity Titles：

　　Area ID＋System ID,System ID是不變的，在一個(gè)區(qū)域中，所有的IS都必須只能有一個(gè)System ID，而且System ID的長(zhǎng)度必須一直，為6個(gè)Octet。一般都是接口的MAC地址。而所有處在相同Area 的路由器都必須有一致的Area ID

　　四． IS-IS的網(wǎng)絡(luò)層

　　1． 分層

　　IS-IS協(xié)議屬于OSI模型，在網(wǎng)絡(luò)層中，分為兩個(gè)子層：

　　Subnetwork Dependent Layer：

　　它在Subnetwork Independent Layer上把鏈路狀態(tài)屏蔽掉了，提供上層一個(gè)透明的工作環(huán)境。

　　功能：

　　完成了PDU從連接網(wǎng)絡(luò)上的接受和發(fā)送；

　　負(fù)責(zé)Hello PDU的發(fā)送接受，完成鄰居的發(fā)現(xiàn)和鏈接關(guān)系的建立，維護(hù)；

　　負(fù)責(zé)把IP和IS-IS的PDU交給各自的Process進(jìn)行處理

　　特性：

　　由于它是負(fù)責(zé)和地下鏈路打交道的，所以它決定了IS-IS路由協(xié)議支持什么網(wǎng)絡(luò)類型。

　　廣播和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)兩種類型。

　　使用show clns is-neighbors命令可以查看鄰居表：

　　Circuit ID：

　　是一個(gè)只有8位bit長(zhǎng)度的ID用來確定IS的接口，假如這個(gè)接口是連接著一個(gè)廣播網(wǎng)絡(luò)，那么它的Circuit ID變成了連接多播網(wǎng)絡(luò)的DR的System ID＋Circuit ID。

　　LAN ID：

　　System ID＋Circuit ID，也就是由DR產(chǎn)生分發(fā)的一個(gè)ID，來表示路由器鄰居的特性。

　　在IS-IS中，DR路由器的選擇：

　　通過接口的優(yōu)先級(jí)，只不過這些優(yōu)先級(jí)分成L1和L2，假如優(yōu)先級(jí)為零，那么這個(gè)路由器無權(quán)進(jìn)行DR選舉。假如優(yōu)先級(jí)相同，根據(jù)System ID來進(jìn)行選擇，最高的成為System ID。

　　和OSPF不同的是，在廣播網(wǎng)絡(luò)中，IS-IS路由器和所有的鄰居都會(huì)形成adjancency,而不只和DR形成；沒有BDR的概念，假如一個(gè)Dr fail了，會(huì)在區(qū)域中重新選一個(gè)出來；而且IS-IS路由協(xié)議的DR不是恒定的，假如有一個(gè)優(yōu)先級(jí)更高或System ID更高的路由器加入，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)區(qū)域重新進(jìn)行DR的選擇，并重新泛洪L(zhǎng)SP報(bào)文通知DR的信息。

　　一個(gè)路由器可以同時(shí)是L1和L2區(qū)域的DR，取決于不同接口的優(yōu)先級(jí)設(shè)置。

　　

　　Subnetwork Independent Layer：

　　負(fù)責(zé)如何在CLNP網(wǎng)絡(luò)中傳送報(bào)文到目的地，并同時(shí)提供哪些服務(wù)對(duì)上層協(xié)議。而路由功能分為以下四個(gè)步驟：

　　1． Update

　　這個(gè)步驟負(fù)責(zé)構(gòu)建L1和L2的鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　IS-IS對(duì)LSP處理的方式和OSPF對(duì)LSA處理的方式有一些不同：

　　IS-IS和OSPF使用MaxAge參數(shù)來控制LSP的更新度，但是IS-IS的MaxAge是從大到小計(jì)算，OSPF是通過從小到大來計(jì)算，一個(gè)到零就算過起了，一個(gè)到最大就算過期。而當(dāng)LSP的MaxAge到零了的時(shí)候，IS-IS不會(huì)馬上采取行動(dòng)，而是會(huì)把它在數(shù)據(jù)庫(kù)中再保留60秒（ZeroAgeLifetime）。

　　IS-IS中，假如接收路由器發(fā)現(xiàn)LSP的校驗(yàn)和不對(duì)，可以刪掉LSP，并要求重發(fā)。而OSPF中只有LSA的發(fā)送者可以清楚LSA。但是這樣也等于增加了IS-IS區(qū)域中的通信流量，可以使用“ignore-lsp-errors”命令，來去掉接受者進(jìn)行校驗(yàn)和檢查的功能。但也可以使發(fā)送者知道LSP有問題，通過使用SNPs（相當(dāng)于一個(gè)Ack）。

　　

　　在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)上，IS使用單播來發(fā)送LSP；在廣播網(wǎng)絡(luò)上，IS使用組播來發(fā)送LSP。L1的LSP的目的地址是0180.c200.0014,L2的LSP的目的地址是0180.c200.0015。

　　

　　IS-IS使用SNPs來進(jìn)行報(bào)文收到確認(rèn)和維護(hù)鏈路狀態(tài)同步。SNPs分為兩種，Partial SNPs，Complete SNPs：

　　PSNP是使用在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)上；而CSNP是使用在廣播網(wǎng)絡(luò)上，通過使用組播來達(dá)到傳送LSP確認(rèn)的方式，但是它不是明確認(rèn)，而是在隔了一段時(shí)間，收到一定數(shù)量的LSP后，它會(huì)發(fā)送CSNP其中包含了所收到的所有LSP的List，由它的鄰接的路由器來判定是否對(duì)端路由器接收到了它的LSP。同時(shí)，假如CSNP中包含了一個(gè)LSP是自己沒有的，它會(huì)發(fā)出組播的PSNP來列出自己沒有的LSP，雖然是組播，但是只有DR會(huì)進(jìn)行回復(fù)這種報(bào)文。類似于OSPF中的LSR和LSU的功能。

　　

　　

　　IS-IS有一種檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)和路由器負(fù)擔(dān)的特性，假如他發(fā)現(xiàn)路由器的內(nèi)存不夠了，或路由區(qū)域中的路由太多了，它會(huì)設(shè)置LSP的Overload bit。一旦設(shè)了，不會(huì)影響到目的地是它的報(bào)文，但是其他路由器不會(huì)通過它來轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文。

　　

　　

　　2． Decision

　　IS-IS路由決定也是使用SPF算法，它把路由分為兩種，Internal和External；假如有多條路由到達(dá)相同目的地時(shí)，IS-IS支持負(fù)載均衡，最多同時(shí)可以支持6條路徑。

　　負(fù)責(zé)進(jìn)行路由匯總

　　支持VLSM

　　負(fù)責(zé)計(jì)算最近的L2路由器作為到外區(qū)域的網(wǎng)關(guān)

　　3． Forwarding

　　4． Receive

　　

　　2．PDU的功能描述

　　由8個(gè)Octet的報(bào)頭加上CLV結(jié)構(gòu)構(gòu)成了PDU的基本結(jié)構(gòu)，不同用途的PDU，會(huì)由不同的CLV結(jié)構(gòu)構(gòu)成。CLV結(jié)構(gòu)目前有如下分類：

　　Area address：

　　通告源路由器所在地Area地址，并且同時(shí)有多個(gè)可以存在。

　　IS Neighbors（LSPs）

　　列出源路由器的鄰居和鏈路信息

　　ES Neighbors

　　Partition Designated Level 2 IS

　　Prefix Neighbors

　　IS Neighbors（Hellos）：

　　列出上次Holdtime后，源路由器地的鄰居的System ID列表。而且這類報(bào)文只用在LAN LSP中（發(fā)給DR路由器），在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中沒有。Level 1的路由器只發(fā)送Level 1鄰居，Level 2路由器只發(fā)送Level 2鄰居。

　　Padding：

　　用來填充PDU，達(dá)到最小的報(bào)文尺寸。

　　LSP Entries

　　Authentication Information

　　IP Internal Reachability Information

　　列出路由區(qū)域中直接連接到源路由器的網(wǎng)絡(luò)IP地址

　　Protocols Supported：

　　通告源路由器是否支持CLNP或IP。

　　IP External Reachability Information

　　列出路由區(qū)域外直接連接到源路由器的網(wǎng)絡(luò)IP地址

　　Inter-Domain Routing Protocol Information

　　在路由重分發(fā)中使用，可以使IS路由器知道外路由域的路由信息。

　　IP Interface Address

　　通告源路由器發(fā)送PDU的接口的IP地址

　　

　　

　　Hello PDU：

　　起到鄰居發(fā)現(xiàn)和維護(hù)鄰居關(guān)系,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型可以分為點(diǎn)到點(diǎn)和局域網(wǎng)兩種類型。PDU的大小收到源路由器的緩存和MTU的制約。在Hello PDU傳送時(shí)，答應(yīng)把PDU填充到最大容量，可以使鄰居之間可以隱含的得知各自鄰居的MTU。這種策略可以幫助減少鏈路的符合，避免在低鏈路上負(fù)載大的交通量。

　　

　　LSP PDU：

　　相當(dāng)于OSPF的LSA的作用，其中包含了幾個(gè)IS-IS特性的字節(jié)位：

　　P：類似于OSPF的Virtual Link的作用，支持Level 2區(qū)域被分開后打補(bǔ)丁用的。但Cisco不支持這種功能。

　　ATT：列出路由器的連接區(qū)域個(gè)數(shù)，通常上在L2 路由器使用這位來標(biāo)識(shí)。

　　OL：是Overload功能的標(biāo)識(shí)位，當(dāng)路由器的負(fù)載過重，不想再接受LSP時(shí)，標(biāo)識(shí)OL位來通知鄰居，不要再發(fā)送LSP了

　　

　　SNP（Sequence Number PDU）：

　　用來維持IS-IS的鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)，分為兩種，PSNP和CSNP。PSNP用在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行LSP的確認(rèn)，用在廣播網(wǎng)絡(luò)上來進(jìn)行丟失LSP或最新LSP的請(qǐng)求。CSNP是在廣播網(wǎng)絡(luò)中DR用來組播給鄰居自己所有的LSP。

　　五． 配置要點(diǎn)

　　在全局模式下啟用clns routing；

　　在每個(gè)需要被通告路由的接口上啟用ip router isis；

　　啟用router isis進(jìn)程，配置NET實(shí)體；

　　解決Level 1路由器上要有通往Level 2或外區(qū)域路由的問題，有兩種方法：

　　1． 在接口上配置clns router isis，使接口上的IP進(jìn)程能夠理解ATT位的作用，自動(dòng)建立一條指向外區(qū)域的默認(rèn)路由

　　2． 在L1/L2路由器上，配置default-information originate

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的IS-IS知识的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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