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IS-IS 协议笔记

基本介绍

  • IS-IS 是一种典型的链路状态路由协议，属于 IGP 协议，采用 SPF 算法计算路径，天然无环。
  • 最早用于 OSI 网络（CLNP 网络），最初不支持 TCP/IP 网络。
  • 现今的 IS-IS 称为集成 IS-IS，支持 TCP/IP 网络。
  • 工作在数据链路层，基于 MAC 地址：
    • 01-80-C2-00-00-14
    • 01-80-C2-00-00-15

IS-IS 的拓扑结构

路由器类型

  1. Level-1 路由器
  2. Level-1-2 路由器
  3. Level-2 路由器

网络类型

  • 与路由器类型有关，不同的路由器类型建立的网络对应的网络类型不同：
    • 骨干网络
      • Level-2 路由器与 Level-2 路由器建立的邻居网络
      • Level-2 路由器与 Level-1-2 路由器建立的邻居网络
    • 非骨干网络
      • Level-1 路由器与 Level-1 路由器建立的邻居网络
      • Level-1 路由器与 Level-1-2 路由器建立的邻居网络

IS-IS 区域划分

  • 区域划分是为了实现 LSDB 隔离，减少区域内 LSP 数量（LSP 类似于 OSPF 的 LSA）。
  • 存在区域 ID 概念，但 ID 仅作为标识，LSP 存放依据网络类型分类。
  • 区域 ID 自行规划，不同区域对应不同区域 ID。

IS-IS 中 LSP 的隔离与存放

  1. 骨干网络与非骨干网络的 LSDB 是不同的。
  2. 不同非骨干网络存放不同的 LSDB。
  3. 非骨干网络之间通信通过骨干网络转发实现。

IS-IS 支持的网络类型

  • IS-IS 支持的运行环境：
    • 广播网络（需要选举 DIS，存在伪节点）
      • DIS 机制类似于 OSPF 的 DR，但不同之处包括：
        • DIS 没有备份机制，而 DR 有。
        • DIS 的选举过程不同。
      • DIS 选举规则：
        1. 优先级（范围 0-127，默认 64，值越大优先级越高）。
        2. MAC 地址（地址越大优先级越高）。
    • 点到点网络

IS-IS 地址结构

  • IS-IS 地址描述为 区域 ID + System ID + SEL，称为网络实体名称。
    • System ID 类似于 OSPF 的 Router-ID。
    • 地址采用 NSAP 格式。
    • 格式示例：aa.aaaa.aaaa.bbbb.bbbb.00。
      • 区域 ID：最短 1 字节，最长 13 字节。
      • System ID：6 字节。
      • SEL：固定为 00。
    • System ID 可通过 IP 地址转换生成或自行规划。

IS-IS 报文结构

IS-IS 报文由通用报文头与具体类型明细构成，基于 TLV 架构。

报文类型

  1. IIH（IS-IS Hello）
    • 用于发现、建立和维护邻居。
    • 广播网络： L1-IIH（非骨干），L2-IIH（骨干）。
    • 点到点网络： 点到点 IIH。
  2. SNP（Sequence Number PDU）
    • 类似于 OSPF 的 DD 报文，用于 LSP 摘要信息同步与更新请求。
      • CSNP：完全 SNP。
      • PSNP：部分 SNP。
  3. LSP（Link State PDU）
    • 描述链路状态，相当于 OSPF 的 LSA。

IS-IS 工作过程

邻居发现与建立

  • 基于 IIH 报文实现。
  • 广播网络邻居建立过程：
    1. 发送第一个 IIH 报文，不携带邻居信息。
    2. 对端收到后协商，并回复携带对端 System-ID 的 IIH 报文。
    3. 双方确认，邻居建立。
  • 点到点网络邻居建立过程：
    • 流程类似广播网络，但减少握手次数。

邻接关系建立

  • 通过 SNP 和 LSP 报文实现路由信息同步。
  • 广播网络：
    1. 路由器发送本地 LSP 信息。
    2. DIS 将 LSDB 信息抽象为 CSNP，周期性发送。
    3. 其他设备收到 CSNP 后比对 LSDB，发送 PSNP 请求缺失信息。
    4. DIS 回复请求。

IS-IS 认证

  • 认证类型：
    • 接口认证：针对 IIH 报文。
    • 区域认证：针对 L1 报文（SNP+LSP）。
    • 路由域认证：针对 L2 报文（SNP+LSP）。
  • **认证实现：**通过 TLV 字段（10 号 TLV）完成。
  • 认证方式：
    1. 不认证。
    2. 明文认证。
    3. 密文认证（MD5、Keychain）。

IS-IS 路由引入与渗透

  • 实现不同路由协议间路由同步。
  • 路由渗透： 将 L2 路由引入 L1 网络。
  • 配置： import-route isis level-2 into level-1。

IS-IS 快速收敛机制

  1. 增量 SPF（I-SPF）。
  2. 部分路由计算（PRC）。
  3. 智能定时器。
  4. LSP 快速扩散。

IS-IS 常见问题

  1. DIS 无备份机制的原因？
    • DIS 可抢占机制，不需备份。
    • OSPF 的 DR 无法抢占，因此需备份。
  2. 为何广播网络邻居需在同网段？
    • 建立邻居的设备需基于三层通信。

（完整笔记内容以此结构记录，其余未列问题和机制详见原文档。）

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