IS-IS基础

部分文章提炼自 CSDN。

isis 的基本知识

ISIS：中间系统到中间系统
ISIS 是公有协议，属于 IGP 协议，主要应用于一个 AS（企业）自治系统内部
ISIS 是一种链路状态协议，使用 SPF 算法
早期的 ISIS 是基于 CLNP（无网络连接协议）而开发的，为了继续追逐 TCP/IP 的发展，为了支持 IP 网络，ISIS 也升级称为了集成 ISIS

注：集成的 ISIS 工作在数据链路层，支持 CLNP 和 IP，而 OSPF 只支持 IP 协议

isis 协议的应用：

ISIS ：骨干网，超大型网络，运营商数据中心、服务型网络 - 工作在数据链路层
OSPF：园区网，企业网等中大型网络，企业网数据中心, 云数据中心, 应用型网络 - 工作在网络层

骨干网和园区网的区别和特点

骨干网：服务型网络，由运营商（ISP）组建，为不同的企业用户提供互联网服务

特点：网络架构特别大，路由器数量特别多，流量特别大

园区网：应用型网络，主要面向企业

特点：路由器相对数量不是特别多，但是不同的企业, 不同的要求非常多, 需要满足不同的企业, 需求的精细化控制比较高

isis 工作过程（和 ospf 一样）：

建立邻居表 - 同步数据库 - 计算最佳路由

isis 路由器的分类;

level-1 ：区域内部路由器 level-1 只维护 level-1 的 lsdb

Level-2：骨干区域路由器拥有整个 isis 区域的路由

Leve1-2：同时维护 leve-1 和 level-2 的 lsdb 默认等级 (类似于 ospf 的 abr)

isis 的报文类型

直接在数据链路层封装，isis 报文载荷封装在以太网数据帧，使用下面的 pdu 报文

iih 报文（hello 报文）：

作用：用于建立维护邻居关系

level-1 路由器使用 level-1iih 报文

level-2 路由器使用 level-2 iih 报文

level-1-2 路由器使用 level-1-2 iih 报文

LSP 报文：

作用：传递路由信息，交换链路状态信息

独立的协议报文，存在 level-1 lsp 和 level-2 lsp ，当 A 和 B 同为 level-1-2 路由器，则会交互两种报文

csnp 报文（完全序列号报文）：

作用：CSNP 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。

在广播网络上，CSNP 由 DIS 定期发送（缺省的发送周期为 10 秒）

在点到点链路上，CSNP 只在第一次建立邻接关系时发送

psnp 报文（部分序列号报文）：

作用：psnp 包含 lsdb 中部分 lsp 信息，主要是请求更新和对收到的 lsp 表示确认

存在 level-1 和 level-2 区分

集成 isis 的实验

拓扑：

配置（运用 isis 协议实现互通）：

<Huawei>sys
[Huawei]sys R1
[R1]isis 1       //开启ISIS功能
 
[R1-isis-1]network-entity 49.0010.0000.0000.0001.00    //配置NET地址
[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.10.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]isis enable 1      //在接口上启用ISIS
 
 
<Huawei>sys
[Huawei]sys R2
[R2]isis 1
[R2-isis-1]network-entity 49.0010.0000.0000.0002.00
[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.10.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]isis enable 1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.20.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/1]isis enable 1
 
<Huawei>sys
[Huawei]sys R3
[R3]isis 1
[R3-isis-1]network-entity 49.0020.0000.0000.0003.00
[R3]int g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.20.3 24
[R3-GigabitEthernet0/0/0]isis enable 1

NET 地址

49. 0010. 0000.0000.0001. 00

区域号系统 ID 选择器

- 作用：在 ISIS 网络中，唯一的标识一台设备的网络信息（属于哪个区域，属于哪个路由器）

备注:

1. 在 ISIS 中, 这个 NET 地址, 你就可以理解为,OSPF 中的 Router-ID + Area ID

2.ISIS 中有一个很特殊的地址, 这个地址叫做 NSAP (网络服务访问点)， NET 地址是一种非常特殊的 NSAP

这里给大家提供进制的转换

一个字节 =8 个 bit=8 个二进制数 =2 个 16 进制的数

&：区域号：Area ID（例：49 /49.0010/10.0010/20.0000.0010）

- 长度可变：1-13 字节【类似于 OSPF 中区域号】

&：系统 ID：System ID （例：0000.0000.0001）

- 长度固定：6 个字节【类似于 OSPF 中 Router-ID】

&: 选择器：SEL （协议标识符）

- 长度：1 个字节，在 IPv4 和 IPv6 网络中，该字段为 00

1.NET 地址是通过 16 进制数组成的

2.NET 地址是已 2 个 16 进制数开始（一个字节开始），和 2 个 16 进制数结束（一个字节结束）

3.NET 地址中间的部分是由 4 个 16 进制数组成，每组与每组之间用「.」分割

4.NET 地址长度是可变的，是 8-20 个字节，最低是 8 个字节

- 在一台设备上，NET 地址最多可以配置 3 个，在配置 NET 地址的时候，必须保证 System ID 相同（在不同的设备上，System ID 不能相同）

dis 和伪节点

dis 作用：记录该广播网络内所有 isis 协议的路由器，保证数据库的同步

dis 是一个和 ospf 的 dr 相似的概念，他主要用于 lan（区域）中虚拟一个伪节点，从而产生伪节点，伪节点是一台虚拟的设备，为了确保 lsdb 的同步，dis（伪节点）会在 lan 里面周期性的泛洪 csnp 报文，确保 lsdb 和 dis 同步

dis 选举：

先比较优先级，优先级一样再比较 mac 地址，优先级越大越好，mac 地址越大越好，且 dis 具有抢占性，且优先级为 0 也可以进行选举

isis 建立邻居过程

广播：

1.r1 在接口上激活 isis，他将在接口上周期性的发送 level1 hello 报文，这些 pdu 报文以组播的形式发送，hello 报文记录了 r1 的系统 id，此外还含有多个 tlv，记录了 r1 的区域 id

注：level-1 路由器的发送的 hello 报文的组播地址是：01:80:c2:00:00:14

level-2 路由器的发送的 hello 报文的组播地址是：01:80:c2:00:00:15

2.r2 收到 r1 的发送的 hello 报文，然后会进行 pdu 检查（例如区域 id 是否一样），检查通过后，r2 在 isis 邻居表里面将 r1 的状态设置为 init 状态，在自己的接口发送 hello 报文，并在 tlv 中，写下 r1 的 mac 地址，用于告诉 r1：我发现你了

3.r1 收到 r2 的 hello 报文后，将 r2 的状态设置为 up 状态，并在 tlv 中的写下 r2 的接口地址的 mac 地址，

4.r2 收到 r1 的 hello 报文后，将 r1 的状态设置为 up 状态，这样两台路由器的 isis 邻居就建立起来了

TLV（类型 + 长度 + 版本）

LSP（Link State PDU）包含多个 TLVs，用于描述邻居节点和它们之间的联系。

IIH（IS-IS Hello PDU）包含多个 TLVs，用于发现邻居节点和建立邻居关系。

CSNP（Complete Sequence Number PDU）包含多个 TLVs，用于在网络中广播链路状态变化,csnp 报文是用 tlv 来承载 lsp 条目

PSNP（Partial Sequence Number PDU）包含多个 TLVs，用于请求邻居节点发送缺失的 LSP。

点对点：

收到对方的 hello 报文，就将对方的状态设置为 up 状态

isis 骨干和非骨干区域的实验

拓扑图：

配置：

 sysname R6
#
isis 1
 is-level level-1     //设置为level-1路由器
 network-entity 49.0010.0000.0000.0006.00
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.46.6 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface LoopBack0
 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 
 isis enable 1
 
 sysname R4
#
isis 1
 network-entity 49.0010.0000.0000.0004.00
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.14.4 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 192.168.46.4 255.255.255.0 
 isis enable 1
 
  sysname R1
#
isis 1
 is-level level-2
 network-entity 49.0020.0000.0000.0001.00
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.12.1 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 192.168.14.1 255.255.255.0 
 isis enable 1
 
  sysname R2
#
isis 1
 is-level level-2
 network-entity 49.0020.0000.0000.0002.00
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.12.2 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 192.168.23.2 255.255.255.0 
 isis enable 1
 
  sysname R3
#
isis 1
 is-level level-2
 network-entity 49.0020.0000.0000.0003.00
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.23.3 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 192.168.35.3 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
 
 sysname R5
#
isis 1
 network-entity 49.0030.0000.0000.0005.00
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.35.5 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 192.168.57.5 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
 
 sysname R7
#
isis 1
 is-level level-1
 network-entity 49.0030.0000.0000.0007.00
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.57.7 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface LoopBack0
 ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 
 isis enable 1

注：就相当于把路由器等级设置为 level-1-2，level-2 等级

路由渗透

Level1 路由器的数据库里面只有 level1 lan 的路由条目，level 2 的路由器的数据库里面只有 level2 lan 的路由条目，相互隔离，要让 level 2 的路由条目进入 level 1 就要进行路由渗透

命令：

[r4]isis 1
 
 [r4-isis-1]import-route isis level-2 into level-1

注：为什么要进行路由渗透，因为 isis 协议里面没有像 ospf 的 3 类 lsa，只能进行路由渗透

IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）协议是一种链路状态路由协议，广泛用于大型网络尤其是运营商网络中。以下是 IS-IS 协议的核心概念和内容。

1. IS-IS 协议的概述

IS-IS 协议属于 IGP（Interior Gateway Protocol）协议，用于同一自治系统（AS）内的路由选择。它和 OSPF 类似，都是链路状态协议，但 IS-IS 最初是为 OSI 模型设计的，适用于 IPv4 和 IPv6。IS-IS 依赖 CLNP（Connectionless Network Protocol）来进行路由信息的传播。

2. IS-IS 协议的网络结构

IS-IS 协议的网络结构基于两个主要的层级（Level）：

Level-1：适用于同一区域内的路由器，用来维护区域内部的链路状态数据库。
Level-2：跨区域进行通信，Level-2 路由器形成一个「骨干」来实现不同区域之间的通信。

这两种层级构成了 IS-IS 的分层结构，使网络设计可以具有更高的扩展性和稳定性。

3. IS-IS 路由器类型

在 IS-IS 中，路由器的角色根据所处的层级有所不同，主要有以下三种类型：

Level-1 路由器：只进行区域内的路由学习和转发。
Level-2 路由器：负责不同区域之间的路由学习和转发，类似于 OSPF 中的骨干路由器。
Level-1-2 路由器：同时具备 Level-1 和 Level-2 功能，可以在区域内部和跨区域之间进行路由信息的交换。

4. IS-IS 协议的报文类型

IS-IS 协议的链路状态信息通过以下三类报文传递：

IIH（IS-IS Hello）报文：用于在相邻的 IS 之间建立和维持邻接关系。
LSP（Link State PDU）报文：用来通告链路状态信息。
CSNP（Complete Sequence Number PDU）和 PSNP（Partial Sequence Number PDU）报文：用于数据库的同步，确保所有路由器拥有一致的链路状态信息。

5. IS-IS 路由更新和算法

IS-IS 使用 SPF（Shortest Path First）算法，通过链路状态数据库计算最短路径。当网络拓扑变化时，IS-IS 会通过 Flooding 机制快速传播更新的 LSP，触发全网的 SPF 重计算。

6. IS-IS 协议的配置

在配置 IS-IS 时，需要为路由器指定其所处的层级并设置系统 ID，同时在接口上启用 IS-IS。常见的配置步骤包括：

配置 IS-IS 的进程和网络层级。
为各接口指定 IS-IS 协议并设置合适的度量值。
设置认证、路由过滤等高级功能以提高网络的安全性和可靠性。

7. IS-IS 协议的优缺点

优点：

扩展性强：适合大型网络，并在不同区域间灵活管理路由信息。
快速收敛：链路状态协议的特性使 IS-IS 在拓扑变化时能迅速收敛。

缺点：

配置复杂：相对于 RIP 等简单协议，IS-IS 配置和维护要求较高。
兼容性问题：虽然支持 IPv4 和 IPv6，但 IS-IS 主要用于运营商环境，不适合小型网络。

8. IS-IS 和 OSPF 的比较

协议模型：OSPF 基于 IP 层（TCP/IP），而 IS-IS 基于 OSI 模型。
扩展能力：IS-IS 更适合大规模运营商网络，OSPF 在企业网络中应用更广泛。
功能特性：OSPF 支持更多的网络区域类型和认证机制，但 IS-IS 的协议结构更简单，便于维护。

学习 IS-IS 时，建议您对比 OSPF 协议，掌握它们之间的异同点，加深对 IS-IS 协议的理解。同时，多做实验和配置练习，将帮助您掌握 IS-IS 在实际场景中的应用。希望这些信息对您的 HCIP 备考有所帮助！