讲解IS-IS路由协议

　　一个路由器是intermediate system(IS)，一个主机就是endsystem(ES)，在一个主机和路由器之间运行的协议叫ES-IS，路由器与路由器之间运行的协议是IS-IS。IS-IS最初是由国际标准化组织制定的一个OSI(开放系统互联)路由协议，ISIS路由协议已经变得很普及。下面为大家分享ISIS有关的知识。

　　1、概念

　　IS-IS，即中间系统(intermediate system)到中间系统的域内路路由信息交换协议，它是最初由国际标准化组织ISO为它的无连接网络协议设计的一种动态路由协议。为了提供对IP的路由支持，IETF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，称为集成化IS-IS。IS-IS属于内部网关协议(IGP)，是一种链路状态协议，使用最短路径优先算法进行路由计算。

　　在IS-IS系统中，IS相当于TCP/IP系统中的路由器，是IS-IS协议中生成路由和传播路由信息的基本单元;ES相当于TCP/IP中的主机系统。ES不参与路由协议的处理，在ISO中使用专门的ES-IS协议定义终端系统与中间系统的 通信，而在TCP/IP网络中，使用ARP、DHCP等协议取代ES-IS协议;RD(路由域)相当于TCP/IP中的自治系统;Area是路由域的细分单元，与OSPF概念相同。

　　OSI给IS-IS定义了4个路由级别，即level-0到level-3。Level-0存在于ES与IS之间，由ES-IS协议来完成，在TCP/IP网络中，这个级别由ARP协议完成;Level-1路由存在于同一个区域内的不同IS间，又称为区域内路由。当IS要发送报文到另外一个IS时，查看报文中的目的地址，发现其位于区域内的不同子网，则IS会选择最优的路径进行转发;如果目的地址不在同一个区域，则IS把数据转发到本区域内最近的Level-1-2路由器上，然后由Level-1-2路由器负责数据转发;Level-2路由存在于同一路由域内的区域间，又称域间路由。Level-3路由存在于路由域间，每个路由域相当于一个自治系统。在TCP/IP系统中，Level-3由BGP协议来完成。

　　Level-1路由器负责区域内的路由，它只维护一个Level-1的LSDB，该LSDB包含本区域的路由信息，到区域外的报文转发给最近的Level-1-2路由器;Level-2路由器负责区域间的路由，它维护一个Level-2r LSDB，该LSDB包含区域间的路由信息，所有Level-2路由器和Level-1-2路由器组成路由域的骨干网，负责不同区域间通信，骨干网必须是物理连续的;同时属于Level-1和Level-2的路由器称为Level-1-2路由器，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。

　　2、IS-IS中的NET

　　在IS-IS协议中，IS间建立邻居、交换路由信息所使用的Hello、LSP等协议报文，均直接承载在OSI数据链路帧中，而不像其他IGP由IP来承载。这些协议报文的格式是OSI报文格式，报文中包含有OSI地址。在OSI体系结构中，使用OSI地址标识网络设备，建立拓扑信息，OSI地址采用NSAP地址格式。NSAP由IDP(Initial Domain Part)和DSP(Domain Specific Part)组成。IDP相当于IP地址中的主网络号，DSP相当于IP地址中的子网号和主机地址。

　　IDP部分是ISO规定的，它由AFI(地址分配机构和地址格式)与IDI(内部域标识)组成。DSP由HO-DSP(用来分割区域)、System ID(用来区分主机)和NSEL(用来指示服务类型)组成。

　　在集成IS-IS中，将NSAP地址划分成三部分：区域地址、System ID和NSEL。IDP的DSP中的HO-DSP一起用来标识路由域中的区域，因此将(IDP、HO-DSP)一起称为区域地址。一般情况下，一台路由器只需要配置一个区域地址，且同一区域中所有节点的区域地址都相同。为支持区域的平滑合并、分裂、迁移，一台路由器最多可配置3个区域地址。

　　System ID用来在区域内唯一标识终端系统或路由器，它的长度固定为6字节。System ID的指定可以有不同的方法，但要保证能够唯一标识终端系统或路由器，一般System ID由Router ID或者MAC地址转换而成。

　　NESL的作用类似于IP中的协议标识符，不同的传输对应不同的NSEL。在IP中，NSEL均为00。

　　NET(Network Entity Title，网络实体名称)指的是IS本身的网络层信息，不包括传输层信息，可以看作是一类特殊的NSAP，即NSEL为0的NSAP地址。NET的长度与NSAP相同，最多为20个字节，最少为8个字节。

　　例如，若NET为ab.cdef.1234.5678.9abc.00，则Area为ab.cdef，System ID为1234.5678.9abc，NSEL为00。

　　下图为根据Router ID来生成对应的System ID：

　　3、ISIS与OSPF

　　ISIS是一个分级的链接状态路由协议，基于DECnet PhaseV 路由算法。ISIS可以在不同的子网上操作，包括广播型的LAN、WAN和点到点链路。ISIS是一个链接状态协议，实际上与OSPF非常相似，它也使用 Hello协议寻找毗邻节点，使用一个传播协议发送链接信息。ISIS消息使用序列号，但它只是一个简单的加法计数器。当计数器计到最大值时，一个 ISIS路由器没 有别的选择，只能伪造一个错误触发对所有旧信息的刷新。然而，因为序列号有3 2 比特长，使得到达最大值之前有很大的序列号空间，所以这不是什么问题。但是，至少存在两个技术问题：ISIS使用一个小的度量值(6 比特)，严重限制了能与它进行转换的信息;而且链接状态也只有8 比特长，路由器能通告的记录只有256个。一个非技术问题是ISIS受OSI约束，使得与OSPF相比它的发展比较缓慢。这个限制的原因是由于SPF的要 求;但现在的Wide-metric使这个范围变成24位的扩展解决了这个问题。

　　一个非技术问题是ISIS受OSI约束，使得以前与OSPF相比它的发展比较缓慢。但现在的ISIS在非OSI即RFC方面(Integrated)ISIS有了很多的扩展使得他的发展比OSPF更容易实现对新的要求的支持如IPV6或者TE而且更简单易实现。

　　一个subnetwork属下的接口叫：subnetwork point of attachment(SNPA)，它只是一个概念上的东西，实际上它是一个subnetwork提供的服务点，由SPNA定义的，不是实际的物理界 面，SNPA的概念特性对应于子网的概念特性。

　　PDU：就是一个OSI层上的一个节点到它的另一端(peer)的对应层上的节点，所以一个帧也叫做Date Link PDU(DLPDU)，也因此一个网络层的packet也叫做network PDU(NPDU)，这个date unit功能类拟于OSPF的LSA，我们称它为Link State PDU(LSP)，与LSA不同的是它封装在OSPF报头之后，然后才到IP数据包。

　　an LSP is itself a packet.

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　　ISIS AREAS

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　　ISIS和OSPF一样建立一个双层分级结构拓扑，但和OSPF不同的是ISIS划分area是连接中，也就是说两台路由器中间来划分area

　　L1_Router---------|----------L2_Router

　　以上的竖线就是ISIS划分的area的地方，而OSPF则不是，它是在一个路由器当中划分的，一个路由器中只要有两个接口接到不同的area，这个路由器就叫做ABR

　　area0-------ABR_Router------area1

　　ISIS中对路由器的称呼又和OSPF又所不同，它只有三类，一个是完全在一个area内的，OSPF叫内部路由器，ISIS叫L1，而OSPF的 ABR在ISIS中叫做L1/L2，还有一类是backbone里的路由器，全都叫做L2，这样，L1/L2路由器就会维护两个line state datebase，而与ABR不同的是，L1/L2路由器不通告L2的路由给L1，因此所有的L1路由器永远不会知道area外的路由，这种情况和 OSPF的tutally stubby area是非常像的，如果L1内的路由目的地是在自已的area以外，这个L1路由将被转发到一个L1/L2路由器上，而L1/L2路由器传送一个L1的 路由到另一个area时，它在LSP设置一个bit叫Attached(ATT) bit9来告诉别的L1路由器这条路由可以到达。

　　OSPF用spf算法来计算一个area内的路由器，而ISIS在这一点上也是不同的，它在内部area (inter-area) 时所使用的方法是distance vector算法。

　　ISIS中L1/L2路由器维护两个分离的L1和L2的link state datebase，将计算完全独立的L1和L2拓扑自已SPF tree。

　　ISO 10589 中说ISIS路由器可以使用virtual link来连接物理分离的area到backbone，这和OSPF是一样的，但是这个功能Cisco就做不到的，反而别的路由器生产商可以做到。

　　网络的东西不是独立的，某些知识点常涉及到其他的知识点，基础不牢，学习会倍感无趣。想要深入学习，大家还是要把基础牢牢打固才行，希望今天的分享能对你的学习有所帮助。