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1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedInternal DTL210004 IS-IS协议原理与配置ISSUE 1.0HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved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。Page 2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved参考资料lVRP 5.30 操作手册、命令手册lis
2、o10589, rfc3786, rfc3373, rfc3358, rfc3784, rfc1195, rfc2763, draft-ietf-isis-ipv6-te-00 lTCP/IP协议卷一第10章 集成ISISl数通原理教材Page 3HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved学习完此课程，您将会：了解IS-IS协议相关术语和基本概念掌握IS-IS协议的工作原理掌握IS-IS协议与OSPF协议的异同学会IS-IS协议的基本配置Page 4HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserv
3、ed第第第第1 1章章章章 IS-IS IS-IS协议原理协议原理协议原理协议原理第第2章章 配置与组网配置与组网第第3章章 IS-IS vs. OSPFPage 5HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved第第第第1 1章章章章 IS-IS IS-IS协议原理协议原理协议原理协议原理第第1节节 邻接关系的建立邻接关系的建立 第第2节节 链路状态数据库的泛洪链路状态数据库的泛洪第第3节节 路由的计算路由的计算Page 6HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedIS-IS邻接关系建立l两
4、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lIS-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 7HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved点到点邻接关系l点到点邻接关系建立特点IIHIIH (Circuit Type: L1, source id:0010.0000.0001, holding timer:30
5、s, supported protocol: IP )neighbornullneighborupIIHIIHIIH (Circuit Type: L1, source id:0010.0000.0002, holding timer:30s, supported protocol: IP )IIHPage 8HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved广播网络上邻接关系l广播网上邻接关系建立特点IIH (sys id=1, neighbor=null)L1: sys id: 1IIHIIHmulticastmulticastL1: sys
6、id: 2IIH (sys id=2, neighbor=null)Neighbor 2initializedneighbor2establishedIIH (sys id=2, neighbor=1)Page 9HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved广播网上的指定路由器（DIS）和伪节点lDIS：Designated IS 指定中间系统，相当于OSPF的DRl功能：在广播网络中创建和更新伪结点l伪节点的定义及优点DIS伪节点Page 10HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedD
7、IS选举规则lDIS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MAC地址者当选lLevel-1和Level-2的DIS是分别选举的，选举结果可能不是同一个ISlDIS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l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 11HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 12HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD
8、.All rights reservedPage 13HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved第第第第2 2章章章章 IS-IS IS-IS协议工作原理协议工作原理协议工作原理协议工作原理第第1节节 邻接关系的建立邻接关系的建立 第第2节节 链路状态数据库的泛洪链路状态数据库的泛洪第第3节节 路由的计算路由的计算Page 14HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved协议数据包 PDU：l Hello数据单元：定期发送，用来确定相邻的其它系统是否在运行IS-IS，以建立邻接关系，交换L
9、SP，达到LSDB同步 在LAN上L1和L2 IIH PDU发送到不同的组播MAC地址：L1为0180-C200-0014，L2为0180-C200-0015l IS-IS PDU封装形式：Page 15HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved链路状态协议数据单元：LSPl以下三个标志组合起来用来唯一标识一个LSPSourceID(产生该LSP的结点或伪结点的SysID)；Pseudonode 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
10、于LSP MTU将分片)lLSP id例子：00c0.0040.1234.01-00,其中：SourceID：Pseudonode ID：01(表明为伪结点产生的)分片号：0Page 16HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedLSP 序列号lLSP 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 17HUAWEI
11、TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedLSP 生存时间lLSP 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 18HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved完全时序协议数据单元：CSNPlCSNP分为两种：Level 1 CSNP和Level 2 CSNPlCSNP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LSPsl何时发送？ 在广播网络上，由DIS定期发送
12、(缺省10秒的周期)； 在点到点串行链路上，只在第一次形成邻接时发送CSNP来同步LSDB全时序协议数据单元全时序协议数据单元Page 19HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved部分协议数据单元:PSNPlPSNP分为两种：Level 1 PSNP和Level 2 PSNPlPSNP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
13、。和CSNP一样，PSNP在头中利用LSPid，Sequence Number，Remainning lifetime, LSP checksum来描述LSP部分时序协议数据单元部分时序协议数据单元Page 20HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedIS-IS数据库交换过程l进行数据库交换(flooding)的原因所有的路由器都产生一个LSP(可能分片)，放在自己的数据库中所有的LSP都要复制并发送到网络中的所有其他路由器，如果数据库不同步的话，路由计算就可能错误，可能引起路由环路l可靠的flooding是IS-IS SPF路由计算算法
14、的重要基础，而这两者是IS-IS作为链路状态路由协议最重要的两个组成部分Page 21HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedIS-IS数据库交换过程l产生新的LSP的时机：邻接关系建立起来或down掉IS-IS相关接口up/down引入的IP路由发生变化区域间的IP路由发生变化接口被赋了新的metric值周期性更新其他Page 22HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedIS-IS数据库交换过程l收到邻居新的LSP的处理过程：将新的LSP安装到自己的LSPDB数据库中标记为floo
15、ding发送新的LSP到所有邻居邻居再扩散到其它邻居Page 23HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved广播网络数据库交换l由DIS周期性的发送CSNP中间系统接收到报文，在数据库中搜索对应的记录。若记录不存在，则将其加入数据库，并广播新数据库内容。否则，若数据库中的序列号小于报文中序列号，就替换为新报文，并广播新数据库内容。否则，若数据库中序列号较大，就向入端接口发送一个包含本地数据库值的新报文。否则，若两个序列号相等，则不做任何事情。Page 24HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights res
16、erved广播网络数据库交换RTARTB(DIS)RTCCSNPRTA.00-00RTB.00-00RTB.01-00RTC.00-00PSNPRTA.00-00RTB.01-00RTB.00-00LSPRTA.00-00RTB.01-00RTB.00-00LSPRTC.00-00Page 25HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedP-2-P链路数据库交换l如果收到的LSP比已有的序列号更大，则将这个新的LSP存入自己的LSDB中，再通过一个PSNP报文来确认收到此LSP，最后将这个新LSP再接着发到所有其他邻居 l如果收到的LSP和已
17、有的具有相同的序列号，则直接通过一个PSNP报文确认收到此LSP。l如果收到的LSP比已有的序列号更小，则通过一个PSNP报文确认此LSP，再发送给对方我们版本的LSP，然后等待对方给我一个PSNP报文作为回答Page 26HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved点到点网络数据库交换RTARTBPSNPRTA.00-00LSPRTA.00-00LSPRTA.00-00超时重传PSNPRTA.00-00重新发送应答发送应答PPPPage 27HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved路由
18、渗透：l 为了解决Level-1的次优路由问题，目前新推出了路由渗透。即在level-1-2路由器上，指定将某些level-2的路由发布给level-1路由器。这样在level-1路由器就有此具体路由，可以在level-1内部进行选路。Page 28HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedATT位的功能Area 49.0001BackboneRTFRTDRTCRTEArea 2RTGRTARTB1010101030Area 49.0002Attach bitAttach bit位的产生位的产生位的产生位的产生Page 29HUAWEI T
19、ECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved第第第第2 2章章章章 IS-IS IS-IS协议工作原理协议工作原理协议工作原理协议工作原理第第1节节 邻接关系的建立邻接关系的建立 第第2节节 链路状态数据库的泛洪链路状态数据库的泛洪第第3节节 路由的计算路由的计算Page 30HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedSPF算法lShortest Path First最短路径优先算法，也叫Dijkstra(荷兰数学家)算法，在链路状态路由协议中用来计算到网络的最短路径l以路由器为根，依据网络拓扑生成一棵最
20、短路径树(SPT)，计算出到网络中所有目的地的最短路径l在IS-IS中，SPF算法分别独立的在Level-1和Level-2数据库中运行Page 31HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedSPF算法举例ABECDRTARTBRTCRTERTD1651211211Page 32HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedIS-IS路由计算l通过可靠的扩散算法各路由器将其它路由器扩散来的拓扑信息收集起来，组成一张一致的、完整的拓扑图，依靠SPF算法来计算出自己的路由表。A的链路状态数据库的
21、链路状态数据库B的链路状态数据库的链路状态数据库D的链路状态数据库的链路状态数据库C的链路状态数据库的链路状态数据库E的链路状态数据库的链路状态数据库链路状态协议路由算法链路状态协议路由算法Page 33HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved第第1章章 IS-IS协议原理协议原理第第2章章 配置与组网配置与组网第第3章章 IS-IS vs. OSPFPage 34HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved操作命令使能IS-ISisis tag 设置网络实体名称network-enti
22、ty network-entity-title 在指定接口上使能IS-ISisis enable tag 基本配置（一）1.1.使能使能IS-ISIS-ISPage 35HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved2.设置IS-IS接口参数基本配置（二）操作VRP命令IOS命令设置接口电路类型isis circuit-level level-1 | level-1-2 | level-2isis circuit-type level-1 | level-1-2 | level-2-only 设置IS-IS链路状态路由权Isis cost de
23、fault-metric level-1 | level-2 isis metric default-metric level-1 | level-2 设置接口密码isis authentication-mode simple | md5 password level-1 | level-2 ip | osi isis password password level-1 | level-2 Page 36HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved基本配置（三）3.设置IS-IS其他参数操作VRPIOS设置系统类型is-level level
24、-1 | level-1-2 | level-2 is-type level-1 | level-1-2 | level-2-only 设置聚合路由summary address mask level-1 | level-1-2 | level-2 summary-address address mask level-1 | level-1-2 | level-2-only 设置生成缺省路由default-route-advertise default-information originate 配置IS-IS引入其它协议的路由import-route protocol cost value
25、type external | internal level-1 level-1-2 level-2 route-policy route-policy-name redistribute protocol metric metric metric-type external | internal level-1 level-1-2 level-2-only route-map map-name Page 37HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedVRP IS-IS的性能及可扩展性指标技技术指指标数据数据说明明每路由器支持区域数目最多3
26、个一般只属于一个区域，多区域在区域合并，分割等应用上使用每个路由器支持接口数目256每个接口上支持的邻居数目32程序宏定义，可很容易修改最多引入的外部路由数目30,000协议决定单台路由器最大引入30000L1链路状态数据库的容量不限和系统内存大小有关L2链路状态数据库的容量不限和系统内存大小有关每个接口支持的可配IP地址数目10与路由管理最大支持数目相对应。最多等价路由数3与路由管理最大支持条数相对应。支持的最大路由数1000，0001G内存的条件下收敛速度11-12秒/6-7秒在SPF算法间隔为10秒的情况下为11-12秒；在SPF间隔为5秒收敛速度为6-7秒Page 38HUAWEI T
27、ECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved基本组网配置RTARTBE6/0E2/0loop1loop1Area 86RTA上配置：isis interface Ethernet0/0 isis enableinterface LoopBack1 isis enableRTB上配置：isis interface Ethernet1/0 isis enableinterface LoopBack1 isis enablePage 39HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved第第1章章 IS-IS协议原理协
28、议原理第第2章章 配置与组网配置与组网第第3章章 IS-IS vs. OSPFPage 40HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedIS-IS和OSPF协议比较总结(一)Page 41HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedIS-IS和OSPF协议总结(二)Page 42HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedl了解IS-IS协议的发展史l掌握IS-IS协议的基本概念l掌握IS-IS协议的工作原理l掌握IS-IS协议与OSPF协议的异同小结小结小结小结Page 43谢谢
