IS-IS详细介绍

IS-IS（Intermediate System to Intermediate System） 是一种链路状态路由协议，最初由 ISO 设计用于 CLNP（无连接网络协议） 环境，后经扩展支持 TCP/IP 协议栈（称为 集成 IS-IS）。它是现代大规模网络（尤其是运营商网络）的核心路由协议之一，与 OSPF 齐名，但设计理念和实现方式有所不同。以下是 IS-IS 的详细介绍：

一、IS-IS 的核心特性

链路状态协议
- 通过交换链路状态信息（LSP，Link State PDU）构建全网拓扑数据库（LSDB），使用 SPF（最短路径优先）算法（即 Dijkstra 算法）计算最优路径。
层次化路由设计
- 网络划分为 Level 1（区域内部）和 Level 2（区域间骨干），支持大规模分层架构。
- Level 1 路由器：负责同一区域内的路由。
- Level 2 路由器：负责区域间的路由，形成骨干区域。
- Level 1-2 路由器：同时参与 Level 1 和 Level 2 路由。
高效扩展性
- 天然支持大规模网络（如 ISP 骨干网），LSDB 规模可控，收敛速度快。
- 支持多拓扑路由（Multi-Topology Routing，如 IPv4/IPv6 独立拓扑）。
灵活的网络类型支持
- 适应广播网络（如以太网）和点对点网络（如 PPP）。
- 在广播网络中选举 DIS（Designated Intermediate System），负责生成伪节点 LSP。

二、IS-IS 基本概念

1. 网络实体名称（NET，Network Entity Title）

每个 IS-IS 路由器通过 NET 标识，格式为：
```
[区域号].[系统ID].[NSEL]
```
- 示例：49.0001.1921.6800.1001.00
- NSEL（网络服务访问点选择符）：固定为 00。

2. 报文类型

报文类型	作用
Hello PDU	发现邻居并维持邻接关系。
LSP（Link State PDU）	携带链路状态信息（如接口地址、邻居关系）。
CSNP（Complete SNP）	发送完整的 LSP 摘要列表，用于数据库同步。
PSNP（Partial SNP）	请求或确认特定 LSP，用于增量更新。

3. 邻接关系建立

广播网络：通过 DIS 进行 LSP 泛洪。
点对点网络：直接建立邻接关系。
邻接状态机：
```
Down → Init → Up
```

三、IS-IS 区域设计与路由

区域划分规则
- Level 1 区域：同一区域内所有路由器必须共享相同的区域号（Area ID）。
- Level 2 骨干区域：跨越多个区域的骨干网，负责区域间通信。
- 区域边界：由 Level 1-2 路由器连接 Level 1 和 Level 2。
路由传播
- Level 1 路由器仅知道本区域内的详细路由，默认路由指向 Level 1-2 路由器。
- Level 2 路由器维护全网骨干路由信息。

四、IS-IS 与 OSPF 的对比

对比项	IS-IS	OSPF
协议起源	设计用于 CLNP，后扩展支持 IP	专为 IP 设计（RFC 2328）
区域边界	区域边界在链路上（路由器可属于多个区域）	区域边界在路由器上（ABR）
分层设计	两级分层（Level 1/Level 2）	两级分层（骨干区域 Area 0 + 普通区域）
报文封装	直接封装在数据链路层（无 IP 头部）	封装在 IP 包中（协议号 89）
扩展性	更适合超大规模网络	适用于中小规模网络
配置复杂度	配置相对简单（区域设计灵活）	配置较复杂（需严格区域规划）

五、IS-IS 配置示例（以 Cisco IOS 为例）

1. 基础配置

router isis
 net 49.0001.1921.6800.1001.00  # 设置 NET
 is-type level-2-only            # 指定为 Level-2 路由器
!
interface GigabitEthernet0/0
 ip router isis                  # 在接口启用 IS-IS
 isis circuit-type level-2-only  # 指定接口级别

2. 调整度量值（Metric）

interface GigabitEthernet0/0
 isis metric 30 level-2          # 设置 Level-2 接口 metric 为 30

3. 认证配置

router isis
 authentication mode md5         # 启用 MD5 认证
 authentication key-chain MY_KEY
!
key chain MY_KEY
 key 1
  key-string S3CR3T

六、IS-IS 的优缺点

优点	缺点
扩展性强，适合超大规模网络	原生不支持 IP，需集成 IS-IS
配置简单，区域设计灵活	文档和社区资源相对 OSPF 较少
高效收敛，LSDB 规模可控	调试工具较少（如缺少类似 OSPF 的 LSA 解析工具）
天然支持多协议（IPv4/IPv6）	广播网络中 DIS 可能成为单点故障

七、常见问题与解决

邻居关系无法建立
- 检查 NET 配置、接口级别（Level 1/2）、认证密钥是否一致。
路由未传播
- 确认区域划分是否正确（Level 1 区域需通过 Level 2 骨干互联）。
高 CPU 占用
- 优化 LSDB 规模（如路由聚合），减少 LSP 泛洪频率。

八、学习资源

RFC 文档：
- RFC 1142（集成 IS-IS 规范）。
- RFC 5308（IS-IS IPv6 扩展）。

posted @ 2025-03-27 11:20 再熬夜是狗呀阅读(189) 评论(0) 收藏举报

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