1、ISIS协议原理,ISSUE 1.0,Page 2,IS-IS是基于链路状态算法的IGP协议，它同时支持TCP/IP及OSI双重环境。经过近年的发展，IS-IS作为运用广泛的IGP路由协议，特别是在大的运营商。,前 言,Page 3,学习完此课程，您将会： 掌握ISIS协议基本原理 了解ISIS与OSPF的比较,目 标,Page 4,内容介绍,第1章 ISIS协议概述 第2章 ISIS的工作原理 第3章 ISIS的路由计算 第4章 ISIS与OSPF的比较,Page 5,IS-IS协议概述,IS-IS协议的发展史 IS-IS协议基本特点 IS-IS协议基本概念,Page 6,IS-IS协议的发
2、展史,IS-IS的产生 IS-IS最早是ISO为OSI模型中CLNP(Connectionless Network Protocol)（类似TCP/IP的IP协议）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,IS-IS协议概述,IS-IS协议的发展史 IS-IS协议基本特点 IS-IS协议基本概念,Page 8,IS-IS协议基本特点,属于ISO协议族 链路状态路由协议 支持IP，OSI两种路由
3、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 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 9,IS-IS协议基本特点,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TLV类型,Page 10,IS-IS协
4、议概述,IS-IS协议的发展史 IS-IS协议基本特点 IS-IS协议基本概念,Page 11,IS-IS协议相关术语(一),Page 12,IS-IS协议相关术语(二),Page 13,ISIS协议地址编码方式,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,System ID,NSEL,6字节,1字节,Area ID 区域地址,变长,Page 14,ISIS地址编码说明,确定system id 如何在支持IP的I
5、S上确定SystemID（便于管理的推荐）： 使用Loopbck接口IP地址： 192.168.3.25 建立IP地址到System ID的对应关系：,注意：这只是一种推荐的对应方法，并不要求必须遵循！,192.168.003.025,1921.6800.3025 : System ID,192.168.3.25,Page 15,ISIS协议地址编码方式(续),网络标识实体: NET NET即Network Entity Titles，是一个特殊的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
6、节,Page 16,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 17,骨干区的连续性,Area 49.0001,Backbone,L1,L1,L1,L1,L1,L1,L1L2,Area 49.0002,Area 49.0003,L12,L12,错！该路由器必
7、须是L2的，以保证骨干区的连续性!,Page 18,骨干区的连续性,Page 19,区域,区域（Areas） 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,Page 20,IS-IS的分层路由域,Page 21,Level-1路由器,Level-1路由器（Totally stub） 只与本区
8、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 利用本区域最近的L1/2路由器作为区域外网络出口（缺省路由）如何知道哪个路由器L1/L2路由器？,Page 22,Level-2路由器,Level-2路由器 可以与其他区域的路由器（L2或L1/2路由器）形成邻居； 保存L2的链路状态数据库，含所有域间路由信息； 保存整个骨干区的路由信息；,Page 23,Level-1-2路由器,L1/L2 路由器（ABR） 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用来作为区域内路由；L2用来作为区
9、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,Page 24,IS-IS协议适用的网络类型,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,Page 25,IS-IS协议的报文类型,IS-IS协议的9种报文类型 IS-IS Hello Packets (IIH) Level 1 LAN IS-IS Hello Le
10、vel 2 LAN IS-IS Hello Point-to-point Hello Link State Packets (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,Page 26,问题,ISIS协议有哪些基本特点?常用术语又有哪些? 如何标识ISIS网络地址? ISIS网络是如何分层的?每种类型的路由器各有什么
11、作用? ISIS支持哪些网络类型? ISIS协议有哪些报文类型?,Page 27,内容介绍,第1章 ISIS协议概述 第2章 ISIS的工作原理 第3章 ISIS的路由计算 第4章 ISIS与OSPF的比较,Page 28,IS-IS协议概述,邻接关系建立 链路状态数据库泛洪过程,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。 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
12、（VRP提供新特性）,Page 30,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,Page 31,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MAC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DIS 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
13、，直接选举另一个 同一网段的所有路由器形成邻接关系（OSPF中DR-other之间是不形成邻接关系的）,Page 32,IS-IS协议概述,邻接关系建立 链路状态数据库泛洪过程,Page 33,链路状态协议数据单元：LSP,LSP ID：由三部分组成，System ID、伪节点ID（一字节）和LSP分片后的编号（一字节）。 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大于LSP MTU将分片),Page 34,链路状态协议数据单元：LSP,LSP Sequence Num
14、ber：LSP 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，新的LSP的序号将在前一个LSP序列号的基础加1，较大的序列号意味着LSP较新。 LSP Remaining lifetime：LSP的生存时间，用于老化旧的LSP。 IS-IS的LSP的生存时间从1200秒倒计时到0（OSPF呢？） 这个时间减为0 之前，如果没有接收到新的LSP 来更新LSDB，则这个LSP 会从LSDB 中清除。 。在旧的LSP 被从 LSDB 中清除后，它还会再保留ZeroAgeLifetime，当这个时间也达到时它将会被真正删除。,Page 35,完全
15、时序协议数据单元：CSNP,全时序协议数据单元 CSNP分为两种：Level 1 CSNP和Level 2 CSNP CSNP包括LSDB中所有LSP的摘要信息，用于在泛洪LSPDB时数据库同步，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。,Page 36,部分协议数据单元PSNP,部分时序协议数据单元 PSNP分为两种：Level 1 PSNP和Level 2 PSNP PSNP的主要功能： 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LSDB如果没有同步，路由器发送PSNP请求相
16、应的LSP，以保持同步。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；,Page 37,IS-IS数据库交换过程,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 38,广播网络数据库交换,RTA,RTB(DIS),RTC,CSNP RTA.00-00 RTB.00-00 RTB.01-00 RTC.00-00,PSNP RTA.00-00 RTB.00-00 RTB.01-00,LSP RTA.00-00 RTB.00-00
17、 RTB.01-00,LSP RTC.00-00,Page 39,点到点网络数据库交换(多确认机制),PSNP RTA.00-00,LSP RTA.00-00,LSP RTA.00-00,超时重传,PSNP RTA.00-00,响应,响应,PPP,Page 40,内容介绍,第1章 ISIS协议概述 第2章 ISIS的工作原理 第3章 ISIS的路由计算 第4章 ISIS与OSPF的比较,Page 41,IS-IS路由计算,链路状态协议路由算法 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,
18、B的链路状态数据库,D的链路状态数据库,C的链路状态数据库,E的链路状态数据库,Page 42,路由渗透：Route Leaking,次优路由RFC1195中规定的Integrated IS-IS只将Level1的Area当做类似OSPF的stub区域处理，L2中的路由不能发布到L1中去，L1路由器只能选择最近的一个L1/L2路由器作为出本区域的所有流量的出口（根据设置的ATT bit产生缺省路由），显然很容易造成次优路由。,Page 43,内容介绍,第1章 ISIS协议概述 第2章 ISIS的工作原理 第3章 ISIS的路由计算 第4章 ISIS与OSPF的比较,Page 44,IS-IS和OSPF协议比较总结(一),Page 45,IS-IS和OSPF协议总结(二),Page 46,小结,ISIS协议基本概念、工作原理 ISIS的增强特性 ISIS与OSPF的异同之处,小结,
