isis个人学习笔记

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1、 ISIS 个人学习笔记 第 1 页 目 录 一、历史回顾 2 1.1 初识 ISIS 历史 . 2 1.2 CLNP 2 1.3 ES-IS 2 1.4 IS-IS 2 1.5 NET 地址 . 3 1.5.1 区域合并 . 3 1.5.2 区域分割 . 4 1.5.3 NET 地址重编址 . 4 二、基础知识 6 2.1 ISIS 区域 . 6 s2.2 路由器角色 . 7 2.3 网络类型 9 2.3.1 广播网络 . 9 2.3.2 点对点网络 12 三、ISIS 基本原理 . 13 3.1 ISIS 邻居关系 13 3.1.1 形成邻居关系的条件 . 13 3.2 ISIS 报文类型

2、 13 3.2.1 hello PDU 报文 13 3.2.2 LSP PDU 报文 . 15 3.2.3 SNP PDU 报文 . 18 3.3 邻接关系建立 . 19 3.3.1 广播网络的邻居建立 . 19 3.3.2 广播网络 LSP 交互 . 21 3.3.3 点对点网络的邻居建立 . 22 3.3.4 点对点网络 LSP 交互 . 23 四、ISIS 基本特性 . 24 4.1 ATT 置位 LSP . 24 4.2 过载位（O 比特位 LSP）. 25 4.3 路由渗透 27 4.4 ISIS 收敛特性 29 4.4.1 I-SPF 算法. 29 4.4.2 PRC 部分路由计算

3、 30 4.4.3 智能定时器 30 4.4.4 LSP 快速扩散 . 30 4.4.5 按优先级收敛 31 4.5 ISIS 认证 31 4.6 wide metric 31 推荐书籍 . 32 ISIS 个人学习笔记 第 2 页 一一、历史回顾、历史回顾 在学习 ISIS 之前，我们先来回顾一下 ISIS 的历史。ISIS 这一个协议还是 有一个令人美丽动人的历史背景的。放眼过去，我们现在所接触到的 ISIS 都是 运行在 IP 协议之上的。也就是说，我们应用的 ISIS 都是在 TCP/IP 协议栈之下 运行的。而 ISIS 的“上半生”并非就是 TCP/IP 的。后来因为我们的网络都是

4、基 于 TCP/IP 协议栈了，而 ISIS 却又那么的美丽动人，所以 ISIS 协议也就被改良 到 TCP/IP 上进行应用。 1.1.1 1 初识初识 ISISISIS 历史历史 ISIS 是在于 OSI 七层模型下产生出来的。也就是说一开始 ISIS 是为OSI 模 型提供服务的。而且 ISIS 是基于无连接网络服务（CLNS）环境下的。CLNS 也就 类似于 TCP/IP 里的 UDP 一样。CLNS 有三个协议组成：CLNP、ES-IS、IS-IS。 1.1.2 2 CLNPCLNP CLNP 有点类似于我们 TCP/IP 模型里的 IP 协议一样，是工作于网络层的一 个协议。而 I

5、P 协议是 TCP/IP 网络层里的唯一一个协议。而 CLNP、ES-IE、IS- IS 都是 ISO 模型里的网络层的协议。換句话说，这三个协议都是工作在 ISO 模 型里的网络层的。 1.1.3 3 ESES- -ISIS ES-IS 就类似于我们 TCP/IP 层里的 ARP、ICMP 协议一样，是工作于主机与 主机之间的。所谓的 ES 其实在 OSI 模型里就是我们平常所指的终端设备。 1.1.4 4 ISIS- -ISIS IS-IS 也就是类型 TCP/IP 里的 OSPF 一样了，主要功能就是为了寻址、学习 路由等功能。自动计算最佳路由和选择最佳路由转发， 这个与普通的路由协议概

6、 念一样的。 现在我们一直讨论的 ISIS 其实都是集成的ISIS，也就是说经过开发过后的 ISIS 个人学习笔记 第 3 页 可以直接运行在 TCP/IP 协议栈下的路由协议。 又或者说既可以支持 CLNP 也可以 支持 IP 协议的。而我们往后的所要讨论的都是集成 ISIS。还有一个重要的概念 就是 NSAP，网络服务代码点，这个就类似于 TCP/IP 模型里的 IP 地址一样。后 面我们提到的 NET 地址就是 NSAP 地址的一种。 本章内容主要是为了介绍一下 ISIS 的历史而已， 并没有深入的介绍 ISIS 历 史，只是为了铺垫一下而已。有兴趣的可以看一下 ISIS 网络设计解决方

7、案 这 本书，或者寻找其它资料。 1.1.5 5 NETNET 地址地址 在 ISIS 里我们一般称为 NSAP 地址，或者说网络服务代码点。在集成 ISIS 里，NET 地址一般分为三部分：区域、系统 ID 和 NSEL。而 NSEL 位一般都为 0， 表示是在 IP 网络里面运行的，一共占一个字节。而系统 ID 则一共占 6 个字节， 系统 ID 是表示一台设备的或一个主机的。 区域 ID 则表示这台设备是属于哪个区 域下的。 一般来说系统 ID 都是要唯一的，除非不属于同区域下的，但是有个硬性条 件，那就是不能在 level-2 层级的区域下同一个系统 ID，不然会引起网络的震 荡。 一

8、般我们在网络中是怎么定义系统 ID 的呢？比如我们某台设备的管理IP 为 192.168.1.1。因为系统 ID 是 12 个数字组成（xxxx.xxxx.xxxx）,那么我们可以 通过把 IP 地址前面不足三位的补 0。比如 192.168.001.001，那么系统 ID 就为 1921.6800.1001。 1.1.5.1 5.1 区域区域合并合并 NET 地址可以实现区域合并，怎么实现呢？如下图： ISIS 个人学习笔记 第 4 页 原始的网络拓扑是 R1 属于 49.0001 区域，R2 属于 49.0002 区域。但是网 络需求发生变化，需要把两个区域合并在一起，但是要求合并过程中不

9、能中断 业务。那么我们就可以通过 NET 地址来进行完成这一个需要。 NET 地址默认最多只能在单台设备上配置 3 个，因为区域数量最多就只能 配置三个。那么我们可以在 R1 和 R2 再配置多一个 NET 地址，并且区域 ID 是一 样的。那么 R1 和 R2 之间就会再形成一个 L1 或 L2 的邻居关系，并且是同属于 一个区域、并且拥有相同的数据库。那么我们此时就可以把旧的区域给去掉 了。 1.1.5.25.2 区域区域分割分割 这个概念与区域合并有点类似的做法，就是相反过来。配置不同的区域 ID 就可以了。 1.1.5.35.3 NETNET 地址重编址地址重编址 这个与上面的两个章节

10、还是类似的。应该说与区域分割更类似，如下图： 如上图，当我们有需求想修改网络的 NET 地址，但是不想中断业务。那么我 们可以再配置多一个 NET 地址，并且两边都相同的区域 ID。如下图： 此时，R1 和 R2 就会形成两个 L1 和 L2 的邻居关系。形成邻居之后，我们 就可以把 R1 的 49.0001 和 R2 的49.0002 的 NET 地址删除掉，此时我们的拓扑 就如下： ISIS 个人学习笔记 第 5 页 通过修改 NET 地址，我们可以在不中断业务的情况下完成 NET 地址重新编 址。 ISIS 个人学习笔记 第 6 页 二、二、基础知识基础知识 2.1 ISIS2.1 IS

11、IS 区域区域 为了可以支持更大的网络规模，ISIS 也定义了区域这一个概念。并且也与 OSPF 一样有骨干区域的概念。ISIS 的区域是根据层级来划分的，分别有level- 1 和 level-2 两个层级的区域。而定义 level-2 的区域为骨干区域。 ISIS 划分区 域是根据节点定义，而不 OSPF 是根据接口来定义的， 也就是说 ISIS 的区域只能 属于某一台设备，而不能单纯的划到某一个接口中。这也许是因为 ISIS 一开始 是为了设计在运营商这种大型网络中使用的， 而在运营商中经常使用 BGP 协议来 承载大量的路由条目的。而建立 BGP 邻居因为需要 TCP 可达，所以使用

12、ISIS 协 议来做 IGP 协议，只是为运营节点路由。 在 ISIS 里面，我们的区域配置是在 NET 地址里面配置的，关于 NET 地址在 后面会有介绍的。如下图，level-1 的路由器与 L1-2 路由器建立邻居关系，则 表示他们就是属于 level-1 的层次的。 而 R2 和 R3 之间的邻居关系则就是Level- 2 的，也就是类似于 OSPF 里的 area0 的作用。 ISIS 个人学习笔记 第 7 页 Level-1 区域就类似于 OSPF 协议里的末梢区域，可以引入外部路由，但是 学习不到任何其它区域过来的路由。每个区域都有自己的数据库条目。并且 level-1 区域需要

13、访问其它区域的时候，也是必须要经常骨干区域 level-2 的区 域做中转。 但是前面说到， level-1 区域是没有任何去往其它区域的路由信息的， 这就需要 l2-1 这一个设备来做中转了。这个设备就类似于 OSPF 里的 ABR，会给 level-1 区域下发一条 ATT 置位的 LSP，当 level-1 区域的路由器收到这条 ATT 置位的 LSP 的时候，就会生成一条默认路由指向该 L1-2 设备。如果学习到多条 的 ATT 置位的 LSP 的时候，则会选择 cost 值最优的一条。但是这样很容易会产 生次优路径的。至于怎么解决，后面的路由泄露一节我们会提到。 s s2.2.2 2

14、 路由器角色路由器角色 上面我们说到了 ISIS 的区域概念， 也说了层级的概念。 但是 ISIS 是如何判 定什么是 level-1 的又 level-2 的呢？这可以从路由器的角色来说起。 咱们回到上面这个图，R1、R2、R8 和 R9 之间都是 L1 的邻居关系，因为这 些都是 L1 设备，所以他们是也就无法建立起 L2 的邻居关系的。而 R 和 R3 都为 level-2 设备，所以只能建立 level-2 邻接关系。但有一处不同的是，比如说我 ISIS 个人学习笔记 第 8 页 们的 R4 设备，既与 R5 建立了邻居，又同时和 R3 建立了邻居关系，但是他们分 别都是什么样的层次邻

15、居关系呢？注意 R4 这个设备，他是 L1-2 的。也就是说， R4 是同时支持 Level-1 和 level-2 的邻居关系的。 R4 与 R5 建立的是 level-1 的 邻居关系，而 R4 与 R3 建立的是 level-2 的邻居关系。 并且 R4 会给 R5 下发一条 ATT 置位的 LSP，让其生成默认路由指向 R4。 前面我们也说过 ISIS 也是有骨干区域的概念的，那究竟图中哪个区域是骨 干区域呢？其实上面的拓扑图都不能说明哪个区域就是骨干区域， 还记得吗？所 谓的骨干区域是什么？就是为 level-2 邻居关系的都为骨干区域。 接下来说明一下各个路由器角色的功能： 1.1

16、. levellevel- -1 1 路由器路由器 Level-1 路由器负责区域内的路由，它只与属于同一区域的 Level-1 和 Level-1-2 路由器形成邻居关系，属于不同区域的 Level-1 路由器不能形 成邻居关系。 Level-1 路由器只负责维护 Level-1 的链路状态数据库 LSDB， 该 LSDB 包含本区域的路由信息。 到本区域外的报文转发给最近的Level-1-2路由器。 Level-1 路由器必须通过 Level-1-2 路由器才能连接至其他区域。 2 2. . levellevel- -2 2 路由器路由器 路由器负责区域间的路由，它可以与同一或者不同区域的 Level-2 路由 器或者其它区域的 Level-1-2路由器形成邻居关系。 Level-2 路由器维护一个 Level-2 的 LSDB，该 LSDB 包含 IS-IS 区域的所有 路由信息。 所有 Level-2 级别（即形成 Level