IS-IS路由协议简介

IS-IS是国际标准化组织ISO为它的无连接网络协议CLNP设计的一种动态路由协议。

随着TCP/IP协议的流行，为了提供对IP路由的支持，IETF（Internet Engineering Task Force ）在RFC1195中对IS-IS进行了扩充和修改，使它能够同时应用在TCP/IP和OSI环境中，称为集成IS-IS（Integrated IS-IS或Dual IS-IS）。

在IS-IS中，路由器被描述为是一个中间系统(Intermediate System，IS)，主机被描述为端系统(End System,ES)。因此提供主机和路由器之间的通信的协议即为ES-IS；而路由器之间的通信即为IS-IS。

和IP中使用Proxy ARP或IRDP，或在主机上配置默认网关不同的是，CLNP会在ES和IS之间形成ES-IS的邻接关系。

随着IPv6网络的建设，同样需要动态路由协议为IPv6报文的转发提供准确有效的路由信息。IS-IS路由协议结合自身具有良好的扩展性的特点，实现了对IPv6网络层协议的支持，可以发现、生成和转发IPv6路由。

基本原理简介

IS-IS是一种链路状态路由协议，每一台路由器都会生成一个LSP，它包含了该路由器所有使能IS-IS协议接口的链路状态信息。

通过跟相邻设备建立IS-IS邻接关系，互相更新本地设备的LSDB，可以使得LSDB与整个IS-IS网络的其他设备的LSDB实现同步。然后根据LSDB运用SPF算法计算出IS-IS路由。如果此IS-IS路由是到目的地址的最优路由，则此路由会下发的IP路由表中，并指导报文的转发。

IS-IS路由器的分类

1、Level-1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（Link State Database），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。

2、Level-2路由器

Level-2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包含区域间的路由信息。

所有Level-2级别（即形成Level-2邻居关系）的路由器组成路由域的骨干网，负责在不同区域间通信。路由域中Level-2级别的路由器必须是物理连续的，以保证骨干网的连续性。只有Level-2级别的路由器才能直接与区域外的路由器交换数据报文或路由信息。

3、Level-1-2路由器

同时属于Level-1和Level-2的路由器称为Level-1-2路由器，它可以与同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成Level-1邻居关系，也可以与其他区域的Level-2和Level-1-2路由器形成Level-2的邻居关系。Level-1路由器必须通过Level-1-2路由器才能连接至其他区域。

Level-1-2路由器维护两个LSDB，Level-1的LSDB用于区域内路由，Level-2的LSDB用于区域间路由。

IS-IS的网络类型

IS-IS只支持两种类型的网络，根据物理链路不同可分为：广播链路：如Ethernet、Token-Ring等；点到点链路：如PPP、HDLC等。

对于NBMA（Non-Broadcast Multi-Access）网络，需对其配置子接口，并注意子接口类型应配置为P2P。IS-IS不能在点到多点链路P2MP（Point to MultiPoint）上运行。

IS-IS的网络地址

在IS-IS中，可以通过Network Entity Tiyle(NET)来同时定义区域ID和系统ID。即使集成IS-IS只使用在TCP/IP的环境中，由于它是以CLNP为基础的，所以仍然要配置OSI CLNP地址。

IS-IS报文类型

IS-IS报文有以下几种类型：HELLO PDU（Protocol Data Unit）、LSP和SNP。

1、Hello PDU

Hello报文用于建立和维持邻居关系，也称为IIH（IS-to-IS Hello PDUs）。其中，广播网中的Level-1 IS-IS使用Level-1 LAN IIH；广播网中的Level-2 IS-IS使用Level-2 LAN IIH；非广播网络中则使用P2P IIH。它们的报文格式有所不同。

P2P IIH中相对于LAN IIH来说，多了一个表示本地链路ID的Local Circuit ID字段，缺少了表示广播网中DIS的优先级的Priority字段以及表示DIS和伪节点System ID的LAN ID字段。

2、LSP

链路状态报文LSP（Link State PDUs）用于交换链路状态信息。LSP分为两种：Level-1 LSP和Level-2 LSP。Level-1 LSP由Level-1 IS-IS传送，Level-2 LSP由Level-2 IS-IS传送，Level-1-2 IS-IS则可传送以上两种LSP。

LSP报文中主要字段的解释如下：

ATT字段：当Level-1-2 IS-IS在Level-1区域内传送Level-1 LSP时，如果Level-1 LSP中设置了ATT位，则表示该区域中的Level-1 IS-IS可以通过此Level-1-2 IS-IS通往外部区域。

OL（LSDB Overload）字段：过载标志位。

设置了过载标志位的LSP虽然还会在网络中扩散，但是在计算通过过载路由器的路由时不会被采用。即对路由器设置过载位后，其它路由器在进行SPF计算时不会使用这台路由器做转发，只计算该节点上的直连路由。更多内容请参见后面介绍的-IS-IS过载位。

IS Type字段：用来指明生成此LSP的IS-IS类型是Level-1还是Level-2 IS-IS（01表示Level-1，11表示Level-2）。

3、SNP

序列号报文SNP（Sequence Number PDUs）通过描述全部或部分数据库中的LSP来同步各LSDB（Link-State DataBase），从而维护LSDB的完整与同步。

SNP包括全序列号报文CSNP（Complete SNP）和部分序列号报文PSNP（Partial SNP），进一步又可分为Level-1 CSNP、Level-2 CSNP、Level-1 PSNP和Level-2 PSNP。

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只列举最近收到的一个或多个LSP的序号，它能够一次对多个LSP进行确认，当发现LSDB不同步时，也用PSNP来请求邻居发送新的LSP。

ISIS的基础配置步骤

1、定义区域和地址

在ISIS中，所有区域间数据流都必须穿越L2主干区域。因此，必须规划CLNS地址，以实现两级的层次结构。必须确定哪些路由器将作为主干（L2）路由器，哪些路由器将作为（L1/L2） ABR，哪些路由器作为内部区域（L1）路由器。

如果有些路由器必须同时进行L1和L2路由选择，还应确定接口参与哪种路由选择。

路由器的CLNS地址被称为NET，它由3个主要部分组成：

- 区域地址（前缀）：标识路由器所在的区域
- 系统ID：唯一地标识设备。在Cisco设备上为定长6字节。在每个区域中系统ID必须要保证唯一性。
- NSEL：作为NET，这个字段必须为0

2、启用集成ISIS

router(config)#router isis [area-tag]
#在全局下启用ISIS。还可以使用可选的名称来标识多个ISIS进程（就像在同一台路由器上可以存在多个OSPF进程一样）。进程名称只对本地有意义；如果省略，则Cisco IOS软件将假定它为0。

如果要使用多个ISIS进程，则进行网络规划时应配置哪些接口分别参与哪些ISIS进程。

router(config)#clns routing

#默认情况下，IP路由选择被启用，而CLNS路由选择是被禁用的。要启用CLNS路由选择，除了在全局模式下使用这个命令以外，还必须在每个接口上启用CLNS路由选择。在TCP/IP环境中可以不必要开启这个功能。

3、配置路由器的NET

router(config-router)#net 49.0000.0000.0000.0001.00

#配置NET以标识路由器。即使只将ISIS用于IP路由选择（没有启用CLNS路由选择），也必须配置NET。因为集成ISIS依赖于CLNS路由选择的支持。

4、在适当的接口上启用集成ISIS。包括那些连接到末节IP网络的接口，比如环回接口（尽管他们没有CLNS邻居）
router(config-if)#ip router isis [area-tag]
#在需要使用ISIS来分发其路由选择信息的接口上进行配置。如果有多个ISIS进程，还必须使用area-tag字段指明此接口属于哪个ISIS进程。

router(config-if)#clns router isis [area-tag]

#在接口上启用ISIS路由选择进程，以支持CLNS路由选择。

优化ISIS配置

1、修改ISIS路由器的级别

router(config-router)#is-type {level-1/level-1-2/level-2-only}

#默认的ISIS配置将路由器设置为L1/L2路由器。这种配置的缺点就是路由器需要同时发送L1和L2 Hello，并需要同时维护L1和L2 LSDB。

2、修改ISIS接口级别

router(config-if)#isis circuit-type {level-1/level-1-2/level-2-only}

#尽管路由器可以配置成L1/L2路由器，但是可能并不需要在其所有接口上建立两种类型的邻接关系。为了让ISIS在这些情况下效率更高，需要将接口配置成只发送必要类型的Hello报文。

3、修改ISIS度量值

router(config-if)#isis metric metric_number {level-1/level-2}

#ISIS规范定义了4种度量值。默认度量值为成本，所有路由器都支持它；延迟、花费和差错是可选的度量值。延迟度量值指的是传输延迟，花费是链路的经济成本，差错度量值指的是链路出现错误的可能性。对于同一个接口，可以为L1和L2指定不同的度量值。metric取值范围为1~63。

4、配置ISIS的IP路由汇总

router(config-router)#summary-address prefix mask [level-1/level-1-2/level-2] [tag tag-number] [metric metric_value]

#路由器将IP路由汇总为L1、L2或L1/L2，默认为L2（level-2）。可选的tag-number用于标记汇总的路由，可选的metric_value用于指定汇总路由的度量值。虽然这个命令适用于所有的ISIS路由器，但它只能汇总来至外部ISIS的L1路由（重分发到ISIS L1中的路由）。

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