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类型IS-IS路由选择协议基础.doc

  • 上传人:HR专家
  • 文档编号:7532253
  • 上传时间:2019-05-20
  • 格式:DOC
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    IS-IS路由选择协议基础.doc
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    1、小漏http:/IS-IS 路由选择协议基础为了理解中间系统中间系统(Intermediate System-to-Intermediate System,IS-IS)路由选择协议的本质和内在的工作原理,把它放在整个网际协议和相关技术的框架中学习是十分重要的。这篇文章深入 IS-IS 协议的本质,并且探讨了国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)支持的无连接网络环境。我们首先介绍了开放系统互连(Open System Interconnection, OSI)参考模型,然后简要探讨了 ISO 在 OSI 参考模型框架

    2、内定义的 2 种数据通信服务类型:面向连接网络服务(Connection Network Service,CONS)和无连接网络服务(Connectionless Network Service,CLNS)。IS-IS 是 CLNS 环境的一部分,具有在 ISO CLNS 网络环境中动态路由数据包的基本特性。从最初,IS-IS 协议就被修改为适合 IP 路由和其它特性,例如 MPLS 流量工程。ISO 无连接网络服务 国际标准化组织(ISO),也就是现在的国际电信联盟(International Telecommunications Union,ITU),它制定的 7 层 OSI 参考模型确定

    3、了计算机网络的标准。OSI 参考模型,也就是常说的 OSI 协议栈,在 ISO7498 中定义(这里引用的 ISO 标准文献可以在网站www.itu.org/中找到) 。对于数据通信和信息技术的基础和随后的演化来说,OSI 参考模型起了重要作用。它提供了开发开放标准的结构框架,使得不同设备制造商生产的通信设备能够互连和互操作。虽然 OSI 参考模型没有定义任何一个通信协议和体系的内在细节,但它提供了设计和构建这些体系的普遍指导原则。7 层 OSI 参考模型的每一层定义单一的服务功能,可以将相关功能元素组合成功能层,从而简化和方便协议设计。每一个功能层定义了提供给邻接高层的明确服务,例如,网络层

    4、为传输层提供服务,而传输层为高层提供服务,帮助在通信设备间传送用户数据。而且,数据传输服务可以是面向连接的,也可以是无连接的。面向连接服务要求通信节点在数据传输前,首先沿着特定路径建立连接,无连接服务不要求事先建立连接。最初,在 OSI 参考模型中仅仅定义了面向连接的通信服务(CONS) 。CONS 由两个标准定义:用于 DTE 设备的 X.25 数据包级协议(X.25 Packet-Level Protocol for Data Terminal Equipment,ISO8208) 和网络服务定义(Network Service Definition,ISO8348) 。网络服务规范随后做

    5、了修订,也就是“网络服务定义,修订版 1”。它定义了网络节点间使用无连接通信的功能,称为无连接网络服务(CLNS) 。和 CONS 不同的是,CLNS 无需在转发数据包的网络设备间预先定义和建立端到端路径。相反地,路由器根据所知的从源端到目的端的最佳路径,独立转发数据包。CLNS 定义的无连接数据报服务由下列 ISO 协议支持: ISO8473提供 CLNS 的无连接网络协议(Connectionless Network Protocol,CLNP) ; ISO9542与提供 CLNS 协议共同作用的终端系统中间系统(End System-to-Intermediate System,ES-I

    6、S)路由交换协议; ISO10589与提供无连接模式服务的协议共同作用的中间系统中间系统(Intermediate System-to-Intermediate System,IS-IS)域间路由交换协议。 CLNP,ES-IS 和 IS-IS 都是独立的网络层协议,共存于 OSI 参考模型的第 3 层。它们编码协议格式第一个字节的初始协议标示符(Initial Protocol Identifier,IPI)字段值不同,依次是:CLNP:10000001(0x81) ;ES-IS:10000010(0x82) ;IS-IS:10000011(0x83) 。CLNP CLNP 协议类似于 IP

    7、 协议,但它为 ISO 传输层提供服务,而 IP 定义为 TCP/IP 协议栈传输层提供服务。和 IP 一样,CLNP 定义为独立于数据链路层,基本上独立于潜在的物理介质。物理介质可能是点到点的(这是大多数广域网连接类型) ,或者是广播类型的(局域网连接类型) 。IP 是 TCP/IP 协议栈唯一的网络层协议,包括路由和用户应用程序在内的所有高层协议都封装在 IP 数据包内。和 IP 不同的是,CLNS,ES-IS 和 IS-IS 都是支持 OSI CLNS 环境的网络层协议。也就是说,CLNP,ES-IS 和 IS-IS 都是网络层协议,分别被封装在数据链路层帧内。数据链路层用协议类型 0x

    8、FEFE 标示 ISO 网络层协议族。ES-IS 终端系统中间系统(ES-IS)路由交换协议使同一网段或链路的 ISO 终端系统和路由器之间自动交换信息和便于邻居发现。作为 ES-IS 协议的一部分,路由器发送中间系统 hello(ISH)报文,主机发送终端系统 hello(ESH)报文。在直连节点间发送的 hello 报文包含通信节点的网络层地址和数据链路层地址。Hello 报文也就是配置信息。终端系统通过路由器转发数据包到非直连设备。ES-IS 协议使用的另一种数据包类型是路由重定向(route redirection,RD) 报文。路由器发送路由重定向报文给终端系统,告知终端系统到某一感

    9、兴趣目的地的更好路径。ISO RD 的功能类似于 IP 环境的网际控制消息协议(ICMP)报文。基本上说,ISO 环境中ES-IS 工作机制等同于 IP 网络的 ICMP,地址解析协议( ARP)和动态主机配置协议(DHCP )协同工作。ES-IS 协议与仅仅处理和传输 IP 数据报文的 IP 工作站和服务器无关。对这些 IP 设备来说,IP ARP 负责可能需要定位的路由器和其他直连主机的网络地址到数据链路层地址解析。虽然现在一些高级服务器支持简单的路由协议(例如 RIP) ,但是 IP 主机仍然使用默认静态路由指向默认网关。一些现代的 IP 服务器甚至支持更加复杂的 OSPF 协议来实现I

    10、P 路由。IS-IS 协议运行的某些方面依赖于 ES-IS 协议,因此,即使您仅仅在路由器上实现IP 路由,IS-IS 协议也需要 ES-IS 提供后台支持。例如,IS-IS 点到点邻接关系形成在毗邻路由器交换 ES-IS 相关的 ISH 报文之前。IS-IS 路由选择协议 IS-IS 路由协议在 ISO10859 中定义,旨在为 ISO CLNS 环境中运行 CLNP 协议的路由器提供动态交换路由信息的途径。CLNP 通过逐跳路由选择机制来发送网络内数据,而IS-IS 协议设计为自动计算最佳路径和选择路由。IS-IS 设计目标如下: 行使域间路由协议功能; 呈现整个网络拓扑,决策最佳路由;

    11、故障情况下提供快速收敛; 提供网络稳定性; 有效利用网络资源,例如路由器内存,CPU 周期和网络带宽。 为了达到这些目标,IS-IS 协议被设计为链路状态协议,最适合用于单一网络域内;因此,IS-IS 协议是 IGP 协议。IS-IS 支持大区域扩展路由的 2 层路由(层和层路由)方案,它使用 Dijkstra 最短路径优先(SPF)算法优化路由计算,路径选择和实现快速收敛。集成 IS-IS Internet 工程任务组 (IETF)在 RFC1195 中定义了“用 OSI IS-IS 实现在 TCP/IP 和双重环境下路由” ,也就是著名的“集成 IS-IS”或“双重 IS-IS”。 集成

    12、IS-IS 修改了最初用于CLNS 环境的 IS-IS 协议,可以路由 IP 数据包。值得注意的是,集成 IS-IS 协议是提供完整的框架,可以同时处理多个网络层协议(例如,IP 和 CLNP 协议)的少数路由协议之一。其他路由协议(例如 OSPF)通常只支持一种 3 层协议的路由,例如 OSPF 仅仅支持 IP 路由。集成 IS-IS 协议可以支持 CLNP 网络或者 IP 网络,或者同时运行 CLNP 和 IP 的双重环境,这里主要讨论特定的构成 Internet 的服务供应商 IP 网络中集成 IS-IS 的应用。虽然从本质上来讲,IS-IS 协议不是因为 IP 而设计,但当时因特网上

    13、IS-IS 协议的成功应用导致RFC1195 之外的许多专有特性的开发,以提高网络可用性,灵活性和可扩展性。IETF 最近重新启动 IS-IS 工作组,探讨设备供应商专有的集成 IS-IS 特性标准化的可能性,并开发新标准来满足涌现的应用需求,例如 MPLS 流量工程等。许多最新标准化的 IS-IS 特性已经形成 RFC,一些还在 IETF 审阅之中。同时,包含许多新特性的 ISO10859 的第二版也在审阅之中,很快将发布。小结 IS-IS 路由协议是 OSI 定义的用于支持 CLNS 的 3 个网络层协议之一,其它 2 个是CLNP 和 ES-IS。虽然 IS-IS 被设计用于 ISO C

    14、LNS 网络,但是由它修改而来的集成 IS-IS协议可以用于 IP 环境中。集成 IS-IS 协议经过多年的演化和发展,已经成为一个可扩展的,健壮的,易用的 IGP协议,可以用于 IP 和 ISO CLNS 的双环境网络中。IS-IS 协议可能会在因特网上得到更多的应用,主要实现域间 IP 路由选择。在 Internet 路由域或者自治系统中,作为一个 IGP 协议,集成 IS-IS 对 BGP 协议起到重要的支持作用。BGP 协议定义了更多灵活的路由策略,可以处理 Internet 上大量的路由。IS-IS 是链路状态路由协议,它从邻居收集路由信息,生成链路状态数据库,使用 SPF算法(Dijkstra 命名)决定到目的网络的最佳路径。近年来,为了支持出现的网络技术,例如 MPLS 流量工程,集成 IS-IS 协议的使用得到进一步增强。

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