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！