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1、DA030007 IS-IS协议原理,ISSUE 1.3,Page 2,集成IS-IS是基于链路状态技术的路由协议，能够同时支持CLNP和IP网络层协议。随着多年的发展，IS-IS目前已经成为业界尤其是大型ISP最广泛应用的IGP协议之一。,前 言,Page 3,学习完此课程，您将会： 了解IS-IS协议的发展史 掌握IS-IS协议的工作原理 掌握IS-IS协议与OSPF协议的异同,目 标,Page 4,第1章 IS-IS协议概述 第2章 IS-IS协议工作原理 第3章 IS-IS vs. OSPF,内容介绍,Page 5,第1章 IS-IS协议概述 第1节 IS-IS协议发展史 第2节 IS
2、-IS协议基本特点 第3节 IS-IS协议基本概念,内容介绍,Page 6,IS-IS协议的发展史,IS-IS的产生 IS-IS最早是ISO为CLNP(Connectionless Network Protocol)而设计的动态路由协议 (ISO/IEC 10589或RFC 1142) IS-IS的发展 IETF在RFC1195中增加了IS-IS对于IP的支持，IS-IS发展成为Integrated IS-IS(或者称为Dual IS-IS),Page 7,第1章 IS-IS协议概述 第1节 IS-IS协议发展史 第2节 IS-IS协议基本特点 第3节 IS-IS协议基本概念,内容介绍,Pag
3、e 8,IS-IS协议基本特点(一),IS-IS是ISO定义的OSI协议栈中无连接网络服务CLNS (Connectionless Network Service)的一部分 CLNS由以下三个协议构成: CLNP：类似于TCP/IP中的IP协议 IS-IS：中间系统间的路由协议 ES-IS：主机系统与中间系统间的协议，就象IP中的ARP，ICMP，IRDP等,属于ISO协议族,Page 9,IS-IS协议基本特点(二),直接运行于链路层之上 与大多数路由协议不同，IS-IS 直接运行于链路层之上,Page 10,IS-IS协议基本特点(三),链路状态路由协议 与OSPF功能类似，但是各有特点
4、支持IP，OSI两种路由 可以在IP和OSI双重环境中工作 支持灵活的TLV编址方式，协议扩展性好 路由收敛速度快，结构清晰，适合于大规模网络。近年来得到越来越广泛的应用,Page 11,IS-IS协议基本特点(四),TLV编码方式 TLV即type-length-value。TLV编码方式一种高效率，扩展性好的协议报文编码方式。也称为CLV编码(code-length-value) T-Type ：采用不同的值定义不同类型 L-Length ：整个TLV三元组的长度 V-Value ：本TLV的实际内容，最重要的部分 TLV编码的优点： 可扩展性好，如果想增加对于新特性的支持，只需增加新的T
5、LV类型,Page 12,第1章 IS-IS协议概述 第1节 IS-IS协议发展史 第2节 IS-IS协议基本特点 第3节 IS-IS协议基本概念,内容介绍,Page 13,IS-IS协议相关术语(一),Page 14,IS-IS协议相关术语(二),Page 15,OSI网络层地址编码方式,NSAP即Network Service Access Point，相当于OSI的网络层协议CLNP的地址。 一个NSAP由三个部分组成：区域地址，System ID和n-selector,OSI网络层地址编码方式: NSAP,Page 16,NET,NET即Network Entity Titles，是一
6、个特殊的NSAP地址，其中n-selector部分为0 NET是OSI协议栈中网络设备本身的标识 作为特殊的NSAP，一个NET至少为8个字节，最多20个字节,网络标识实体: NET,Page 17,分层,层次性：IS-IS有两个级别，区分两个层次 Level-1：普通区域(Areas)叫Level-1(L1) Level-2 ：骨干区(Backbone)叫Level-2(L2) 骨干区Backbone是连续的Level2路由器的集合；由所有的L2(含L1/L2)路由器组成，注意必须是连续(连通)的 L1和L2运行相同的SPF算法 一个路由器可能同时参与L1和L2,Page 18,IS-IS的
7、分层路由域,Page 19,Level-1路由器,只与本区域的路由器形成邻居 只参与本区域内的路由，只保留本区域的数据库信息 通过与自己相连的L1/2路由器的ATT bit寻找与自己最近的L1/2路由器 通过发布指向离自己最近的L1/2路由器的缺省路由，访问其他区域,Page 20,Level-2路由器,可以与其他区域的L2路由器形成邻居 参与骨干区的路由 保存整个骨干区的路由信息 L1/2路由器同时可以参与L1路由,Page 21,Level-1-2路由器,可以和本区域的任何级别路由器形成邻居关系；可以和其它区域相邻的L2或L1/L2路由器形成邻居关系 可能有两个级别的链路状态数据库 L1用
8、来作为区域内路由；L2用来作为区域间路由 完成它所在的区域和骨干之间的路由信息的交换，将L1 LSDB中的路由信息转换到L2 LSDB中，以在骨干中传播，既承担L1的职责也承担L2的职责 通常位于区域边界上,L1/L2 路由器,Page 22,骨干区的连续性,Page 23,骨干区的连续性,Page 24,区域,IS-IS允许将整个路由域分为多个区域 区域之间通过L2(L1/L2)路由器相连接 一个路由器目前最多有3个Area ID(IOS和VRP的实现) 一个路由器必须整个属于某个区域，而不能象OSPF那样是同一台路由器上不同的接口可以属于不同的区域 对于Level-1路由器来说，只有属于同
9、一区域才可以建立邻居，对于Level-2路由器则没有此同一区域限制,区域（Areas）,Page 25,IS-IS协议适用的网络类型,P-2-P网络 PPP 广播网络 Ethernet，Token Ring等 IS-IS协议不能真正支持NBMA网络，可以将NBMA链路配置成子接口来支持。子接口类型为：P-2-P或者广播网络,网络类型,Page 26,IS-IS协议的报文类型,IS-IS Hello Packets (IIH) Level 1 LAN IS-IS Hello Level 2 LAN IS-IS Hello Point-to-point Hello Link State Packe
10、ts (LSP) Level 1 LSP和 Level 2 LSP Complete Sequence Number packets (CSNP) Level 1 CSNP和 Level 2 CSNP Partial Sequence Number Packets (PSNP) Level 1 PSNP和 Level 2 PSNP,IS-IS协议的9种报文类型,Page 27,第1章 IS-IS协议概述 第2章 IS-IS协议工作原理 第3章 IS-IS vs. OSPF,内容介绍,Page 28,第2章 IS-IS协议工作原理 第1节 邻接关系的建立 第2节 链路状态数据库的泛洪 第3节 路
11、由的计算,内容介绍,Page 29,IS-IS邻接关系建立,两台运行IS-IS的路由器在交互协议报文实现路由功能之前必须首先建立邻接关系。在不同类型的网络上，IS-IS的邻接建立方式并不相同。目前IS-IS支持如下两类网络： 点到点网络 广播网络 IS-IS邻接关系建立需要遵循的基本原则 只有同一层次的相邻路由器才有可能成为邻接体 对于Level-1路由器来说要求区域号一致 同一网段检查,Page 30,点到点邻接关系,点到点邻接关系建立特点,IIH,IIH (Circuit Type: L1, source id:0010.0000.0001, holding timer:30s, supp
12、orted protocol: IP ),L1: 0010.0000.0002,L1: 0010.0000.0001,neighbor 0010.0000.0002 null,neighbor 0010.0000.0002 up,IIH,IIH,IIH (Circuit Type: L1, source id:0010.0000.0002, holding timer:30s, supported protocol: IP ),IIH,Page 31,广播网络上邻接关系,广播网上邻接关系建立特点,IIH (sys id=1, neighbor=null),L1: sys id: 1,IIH,I
13、IH,multicast,multicast,L1: sys id: 2,IIH (sys id=2, neighbor=null),Neighbor 2 initialized,neighbor2 established,IIH (sys id=2, neighbor=1),Page 32,广播网上的指定路由器：DIS,DIS：Designated IS 指定中间系统，相当于OSPF的DR 功能：在广播网络中创建和更新伪结点 伪节点的定义及优点,DIS,伪节点,Page 33,DIS选举规则,DIS由LAN IIH报文选举，具备最高优先级的路由器会被当选。如果所有路由器优先级相同，则最高MA
14、C地址者当选 Level-1和Level-2的DIS是分别选举的，选举结果可能不是同一个IS DIS发送Hello数据包的时间间隔 是普通路由器的1/3，这样可以保证DIS失效可以被快速检测到 与OSPF不同，它的选举是抢占式，可预见的；IS-IS中不存在备份DIS，当一个DIS不能工作时，直接选举另一个,Page 34,第2章 IS-IS协议工作原理 第1节 邻接关系的建立 第2节 链路状态数据库的泛洪 第3节 路由的计算,内容介绍,Page 35,链路状态协议数据单元：LSP,以下三个标志组合起来用来唯一标识一个LSP SourceID(产生该LSP的结点或伪结点的SysID)； Pseu
15、donode ID：对普通LSP为0；对Pseudonode LSP非0，这是区分一个LSP是否是伪结点产生的标志； LSP number：分片号(产生的LSP大于LSP MTU将分片) LSP id例子：00c0.0040.1234.01-00, 其中： SourceID：00c0.0040.1234 Pseudonode ID：01(表明为伪结点产生的) 分片号：0,Page 36,LSP 序列号,LSP Sequence Number： Sequence Number：每个LSP(含LSP分片)都有一个自己的序列号 当路由器启动IS-IS时候，自己产生的LSP的序列号为1 当发生变化需要
16、重新生成LSP的时候，产生序列号增加的新的LSP传播出去 较大的序列号意味着LSP较新,Page 37,LSP 生存时间,LSP Remaining lifetime： 每个LSP(含LSP分片)都有一个变化的生存时间相联系，用于老化旧的LSPs 当生存时间超时，LSP将从网络中清除,Page 38,完全时序协议数据单元：CSNP,CSNP分为两种：Level 1 CSNP和Level 2 CSNP CSNP用于在泛洪LSPDB时数据库同步，以范围来描述数据库LSDB中的所有的LSPs,全时序协议数据单元,Page 39,部分协议数据单元PSNP,PSNP分为两种：Level 1 PSNP和Level 2 PSNP PSNP的主要功能： 在点到点(P2P)链路上路由器用来作为Ack应答以确认收到某个LSP； 用来请求接收最新的LSP，当路由器从邻居接收到CSNP时，通过比较自己的LSPDB注意到缺少了部分数据(或自己的LSP比较旧)，路由器发送PSNP请求相应的LSP，以保持同步。 和CSNP一样，PSNP在头中
