1、DP500004 IS-IS協(xié)議原理,ISSUE 1.0,Page 2,集成IS-IS是基于鏈路狀態(tài)技術(shù)的路由協(xié)議，能夠同時(shí)支持CLNP和IP網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。隨著多年的發(fā)展，IS-IS目前已經(jīng)成為業(yè)界尤其是大型ISP最廣泛應(yīng)用的IGP協(xié)議之一。,前 言,Page 3,參考資料,VRP 5.30 操作手冊(cè)、命令手冊(cè) iso10589, rfc3786, rfc3373, rfc3358, rfc3784, rfc1195, rfc2763, draft-ietf-isis-ipv6-te-00 TCP/IP協(xié)議卷一第10章 集成ISIS 數(shù)通原理教材,Page 4,學(xué)習(xí)完此課程，您將會(huì)： 了解IS-

2、IS協(xié)議相關(guān)術(shù)語(yǔ)和基本概念 掌握IS-IS協(xié)議的工作原理 掌握IS-IS協(xié)議與OSPF協(xié)議的異同,目 標(biāo),Page 5,第1章 IS-IS協(xié)議概述 第2章 IS-IS協(xié)議工作原理 第3章 IS-IS vs. OSPF,內(nèi)容介紹,Page 6,第1章 IS-IS協(xié)議概述 第1節(jié) IS-IS的發(fā)展史 第3節(jié) IS-IS協(xié)議基本概念,內(nèi)容介紹,Page 7,IS-IS協(xié)議的發(fā)展史,IS-IS的產(chǎn)生 IS-IS最早是ISO為CLNP(Connectionless Network Protocol)而設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議 (ISO/IEC 10589或RFC 1142) IS-IS的發(fā)展 IETF在RFC

3、1195中增加了IS-IS對(duì)于IP的支持，IS-IS發(fā)展成為Integrated IS-IS(或者稱為Dual IS-IS),Page 8,第1章 IS-IS協(xié)議概述 第1節(jié) IS-IS協(xié)議發(fā)展史 第2節(jié) IS-IS協(xié)議基本概念,內(nèi)容介紹,Page 9,IS-IS協(xié)議相關(guān)術(shù)語(yǔ)(一),Page 10,IS-IS協(xié)議相關(guān)術(shù)語(yǔ)(二),Page 11,OSI網(wǎng)絡(luò)層地址編碼方式,NSAP即Network Service Access Point，相當(dāng)于OSI的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議CLNP的地址。 一個(gè)NSAP由三個(gè)部分組成：區(qū)域地址，System ID和n-selector,OSI網(wǎng)絡(luò)層地址編碼方式: NSAP,

4、Page 12,NET,NET即Network Entity Titles，是一個(gè)特殊的NSAP地址，其中n-selector部分為0 NET是OSI協(xié)議棧中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備本身的標(biāo)識(shí) 作為特殊的NSAP，一個(gè)NET至少為8個(gè)字節(jié)，最多20個(gè)字節(jié),網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)實(shí)體: NET,Page 13,NET示例 例子1： 49.0001.aaaa.bbbb.cccc.00 Area=49.0001 SysID=aaaa.bbbb.cccc Nsel=00 例子2： 49.0001.0002.2222.4444.00 Area=49.0001 SysID=0002.2222.4444 Nsel=00,Page 14,

5、確定system id 如何在支持IP的IS上確定SystemID（便于管理的推薦）： 使用Loopbck接口IP地址： 192.168.3.25 路由器所在區(qū)域(Area): 49.0001 建立IP地址到System ID的對(duì)應(yīng)關(guān)系：,注意：這只是一種推薦的對(duì)應(yīng)方法，并不要求必須遵循！,Page 15,分層,層次性：IS-IS有兩個(gè)級(jí)別，區(qū)分兩個(gè)層次 Level-1：普通區(qū)域(Areas)叫Level-1(L1) Level-2 ：骨干區(qū)(Backbone)叫Level-2(L2) 骨干區(qū)Backbone是連續(xù)的Level2路由器的集合；由所有的L2(含L1/L2)路由器組成，注意必須是連

6、續(xù)(連通)的 L1和L2運(yùn)行相同的SPF算法 一個(gè)路由器可能同時(shí)參與L1和L2,Page 16,IS-IS分層路由域,Area 49.0001,Backbone,L1,L1,L1,L1,L1,L2,L1L2,Area 49.0002,Area 49.0003,L12,L12,Page 17,Level-1路由器,只與本區(qū)域的路由器形成鄰居 只參與本區(qū)域內(nèi)的路由，只保留本區(qū)域的數(shù)據(jù)庫(kù)信息 通過與自己相連的L1/2路由器的ATT bit尋找與自己最近的L1/2路由器 通過發(fā)布指向離自己最近的L1/2路由器的缺省路由，訪問其他區(qū)域,Page 18,Level-2路由器,可以與其他區(qū)域的L2路由器形成

7、鄰居 參與骨干區(qū)的路由 保存整個(gè)骨干區(qū)的路由信息 L1/2路由器同時(shí)可以參與L1路由,Page 19,Level-1-2路由器,可以和本區(qū)域的任何級(jí)別路由器形成鄰居關(guān)系；可以和其它區(qū)域相鄰的L2或L1/L2路由器形成鄰居關(guān)系 可能有兩個(gè)級(jí)別的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù) L1用來(lái)作為區(qū)域內(nèi)路由；L2用來(lái)作為區(qū)域間路由 完成它所在的區(qū)域和骨干之間的路由信息的交換，將L1 LSDB中的路由信息轉(zhuǎn)換到L2 LSDB中，以在骨干中傳播，既承擔(dān)L1的職責(zé)也承擔(dān)L2的職責(zé) 通常位于區(qū)域邊界上,L1/L2 路由器,Page 20,骨干區(qū)的連續(xù)性,L1,L1,錯(cuò)，該路由器必須是L2的，保證了骨干區(qū)的連續(xù)性!,Page 21

8、,骨干區(qū)的連續(xù)性,Page 22,AS、Domain、Area:,Page 23,區(qū)域,IS-IS允許將整個(gè)路由域分為多個(gè)區(qū)域 區(qū)域之間通過L2(L1/L2)路由器相連接 一個(gè)路由器目前最多有3個(gè)Area ID(IOS和VRP的實(shí)現(xiàn)) 一個(gè)路由器必須整個(gè)屬于某個(gè)區(qū)域，而不能象OSPF那樣是同一臺(tái)路由器上不同的接口可以屬于不同的區(qū)域 對(duì)于Level-1路由器來(lái)說(shuō)，只有屬于同一區(qū)域才可以建立鄰居，對(duì)于Level-2路由器則沒有此同一區(qū)域限制,區(qū)域（Areas）,Page 24,IS-IS協(xié)議適用的網(wǎng)絡(luò)類型,P-2-P網(wǎng)絡(luò) PPP 廣播網(wǎng)絡(luò) Ethernet，Token Ring等 IS-IS協(xié)議不

9、能真正支持NBMA網(wǎng)絡(luò)，可以將NBMA鏈路配置成子接口來(lái)支持。子接口類型為：P-2-P或者廣播網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)類型,Page 25,IS-IS協(xié)議的報(bào)文類型,IS-IS Hello Packets (IIH) Level 1 LAN IS-IS Hello Level 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 Sequ

10、ence Number Packets (PSNP) Level 1 PSNP和 Level 2 PSNP,IS-IS協(xié)議的9種報(bào)文類型,Page 26,第1章 IS-IS協(xié)議概述 第2章 IS-IS協(xié)議工作原理 第3章 IS-IS vs. OSPF,內(nèi)容介紹,Page 27,第2章 IS-IS協(xié)議工作原理 第1節(jié) 鄰接關(guān)系的建立 第2節(jié) 鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的泛洪 第3節(jié) 路由的計(jì)算,內(nèi)容介紹,Page 28,IS-IS鄰接關(guān)系建立,兩臺(tái)運(yùn)行IS-IS的路由器在交互協(xié)議報(bào)文實(shí)現(xiàn)路由功能之前必須首先建立鄰接關(guān)系。在不同類型的網(wǎng)絡(luò)上，IS-IS的鄰接建立方式并不相同。目前IS-IS支持如下兩類網(wǎng)絡(luò)：

11、點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò) 廣播網(wǎng)絡(luò) IS-IS鄰接關(guān)系建立需要遵循的基本原則 只有同一層次的相鄰路由器才有可能成為鄰接體 對(duì)于Level-1路由器來(lái)說(shuō)要求區(qū)域號(hào)一致 同一網(wǎng)段檢查,Page 29,點(diǎn)到點(diǎn)鄰接關(guān)系,點(diǎn)到點(diǎn)鄰接關(guān)系建立特點(diǎn),IIH,IIH (Circuit Type: L1, source id:0010.0000.0001, holding timer:30s, supported protocol: IP ),L1: 0010.0000.0002,L1: 0010.0000.0001,neighbor 0010.0000.0002 null,neighbor 0010.0000.0002 u

12、p,IIH,IIH,IIH (Circuit Type: L1, source id:0010.0000.0002, holding timer:30s, supported protocol: IP ),IIH,Page 30,廣播網(wǎng)絡(luò)上鄰接關(guān)系,廣播網(wǎng)上鄰接關(guān)系建立特點(diǎn),IIH (sys id=1, neighbor=null),L1: sys id: 1,IIH,IIH,multicast,multicast,L1: sys id: 2,IIH (sys id=2, neighbor=null),Neighbor 2 initialized,neighbor2 established,I

13、IH (sys id=2, neighbor=1),Page 31,廣播網(wǎng)上的指定路由器（DIS）和偽節(jié)點(diǎn),DIS：Designated IS 指定中間系統(tǒng)，相當(dāng)于OSPF的DR 功能：在廣播網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建和更新偽結(jié)點(diǎn) 偽節(jié)點(diǎn)的定義及優(yōu)點(diǎn),DIS,偽節(jié)點(diǎn),Page 32,DIS選舉規(guī)則,DIS由LAN IIH報(bào)文選舉，具備最高優(yōu)先級(jí)的路由器會(huì)被當(dāng)選。如果所有路由器優(yōu)先級(jí)相同，則最高M(jìn)AC地址者當(dāng)選 Level-1和Level-2的DIS是分別選舉的，選舉結(jié)果可能不是同一個(gè)IS DIS發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包的時(shí)間間隔 是普通路由器的1/3，這樣可以保證DIS失效可以被快速檢測(cè)到 與OSPF不同，它的選

14、舉是搶占式，可預(yù)見的；IS-IS中不存在備份DIS，當(dāng)一個(gè)DIS不能工作時(shí)，直接選舉另一個(gè),Page 33,Page 34,Page 35,第2章 IS-IS協(xié)議工作原理 第1節(jié) 鄰接關(guān)系的建立 第2節(jié) 鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的泛洪 第3節(jié) 路由的計(jì)算,內(nèi)容介紹,Page 36,協(xié)議數(shù)據(jù)包 PDU： Hello數(shù)據(jù)單元：定期發(fā)送，用來(lái)確定相鄰的其它系統(tǒng)是否在運(yùn)行IS-IS，以建立鄰接關(guān)系，交換LSP，達(dá)到LSDB同步 在LAN上L1和L2 IIH PDU發(fā)送到不同的組播MAC地址：L1為0180-C200-0014，L2為0180-C200-0015 IS-IS PDU封裝形式：,Page 37,鏈路

15、狀態(tài)協(xié)議數(shù)據(jù)單元：LSP,以下三個(gè)標(biāo)志組合起來(lái)用來(lái)唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)LSP SourceID(產(chǎn)生該LSP的結(jié)點(diǎn)或偽結(jié)點(diǎn)的SysID)； Pseudonode ID：對(duì)普通LSP為0；對(duì)Pseudonode LSP非0，這是區(qū)分一個(gè)LSP是否是偽結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的標(biāo)志； LSP number：分片號(hào)(產(chǎn)生的LSP大于LSP MTU將分片) LSP id例子：00c0.0040.1234.01-00,其中： SourceID：00c0.0040.1234 Pseudonode ID：01(表明為偽結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的) 分片號(hào)：0,Page 38,LSP 序列號(hào),LSP Sequence Number： Sequenc

16、e Number：每個(gè)LSP(含LSP分片)都有一個(gè)自己的序列號(hào) 當(dāng)路由器啟動(dòng)IS-IS時(shí)候，自己產(chǎn)生的LSP的序列號(hào)為1 當(dāng)發(fā)生變化需要重新生成LSP的時(shí)候，產(chǎn)生序列號(hào)增加的新的LSP傳播出去 較大的序列號(hào)意味著LSP較新,Page 39,LSP 生存時(shí)間,LSP Remaining lifetime： 每個(gè)LSP(含LSP分片)都有一個(gè)變化的生存時(shí)間相聯(lián)系，用于老化舊的LSPs 當(dāng)生存時(shí)間超時(shí)，LSP將從網(wǎng)絡(luò)中清除,Page 40,完全時(shí)序協(xié)議數(shù)據(jù)單元：CSNP,CSNP分為兩種：Level 1 CSNP和Level 2 CSNP CSNP用于在泛洪L(zhǎng)SPDB時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)同步，以范圍來(lái)描述數(shù)據(jù)

17、庫(kù)LSDB中的所有的LSPs 何時(shí)發(fā)送？ 在廣播網(wǎng)絡(luò)上，由DIS定期發(fā)送(缺省10秒的周期)； 在點(diǎn)到點(diǎn)串行鏈路上，只在第一次形成鄰接時(shí)發(fā)送CSNP來(lái)同步LSDB,全時(shí)序協(xié)議數(shù)據(jù)單元,Page 41,部分協(xié)議數(shù)據(jù)單元:PSNP,PSNP分為兩種：Level 1 PSNP和Level 2 PSNP PSNP的主要功能： 在點(diǎn)到點(diǎn)(P2P)鏈路上路由器用來(lái)作為Ack應(yīng)答以確認(rèn)收到某個(gè)LSP； 用來(lái)請(qǐng)求接收最新的LSP，當(dāng)路由器從鄰居接收到CSNP時(shí)，通過比較自己的LSPDB注意到缺少了部分?jǐn)?shù)據(jù)(或自己的LSP比較舊)，路由器發(fā)送PSNP請(qǐng)求相應(yīng)的LSP，以保持同步。 和CSNP一樣，PSNP在頭中

18、利用LSPid，Sequence Number，Remainning lifetime, LSP checksum來(lái)描述LSP,部分時(shí)序協(xié)議數(shù)據(jù)單元,Page 42,IS-IS數(shù)據(jù)庫(kù)交換過程,進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)交換(flooding)的原因 所有的路由器都產(chǎn)生一個(gè)LSP(可能分片)，放在自己的數(shù)據(jù)庫(kù)中 所有的LSP都要復(fù)制并發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的所有其他路由器，如果數(shù)據(jù)庫(kù)不同步的話，路由計(jì)算就可能錯(cuò)誤，可能引起路由環(huán)路 可靠的flooding是IS-IS SPF路由計(jì)算算法的重要基礎(chǔ)，而這兩者是IS-IS作為鏈路狀態(tài)路由協(xié)議最重要的兩個(gè)組成部分,Page 43,IS-IS數(shù)據(jù)庫(kù)交換過程,產(chǎn)生新的LSP的時(shí)機(jī)：

19、 鄰接關(guān)系建立起來(lái)或down掉 IS-IS相關(guān)接口up/down 引入的IP路由發(fā)生變化 區(qū)域間的IP路由發(fā)生變化 接口被賦了新的metric值 周期性更新 其他,Page 44,IS-IS數(shù)據(jù)庫(kù)交換過程,收到鄰居新的LSP的處理過程： 將新的LSP安裝到自己的LSPDB數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)記為flooding 發(fā)送新的LSP到所有鄰居 鄰居再擴(kuò)散到其它鄰居,Page 45,廣播網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)交換,由DIS周期性的發(fā)送CSNP 中間系統(tǒng)接收到報(bào)文，在數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索對(duì)應(yīng)的記錄。若記錄不存在，則將其加入數(shù)據(jù)庫(kù)，并廣播新數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容。 否則，若數(shù)據(jù)庫(kù)中的序列號(hào)小于報(bào)文中序列號(hào)，就替換為新報(bào)文，并廣播新數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容。 否

20、則，若數(shù)據(jù)庫(kù)中序列號(hào)較大，就向入端接口發(fā)送一個(gè)包含本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)值的新報(bào)文。 否則，若兩個(gè)序列號(hào)相等，則不做任何事情。,Page 46,廣播網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)交換,RTA,RTB(DIS),RTC,CSNP RTA.00-00 RTB.00-00 RTB.01-00 RTC.00-00,PSNP RTA.00-00 RTB.01-00 RTB.00-00,LSP RTA.00-00 RTB.01-00 RTB.00-00,LSP RTC.00-00,Page 47,P-2-P鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)交換,如果收到的LSP比已有的序列號(hào)更大，則將這個(gè)新的LSP存入自己的LSDB中，再通過一個(gè)PSNP報(bào)文來(lái)確認(rèn)收到此LSP

21、，最后將這個(gè)新LSP再接著發(fā)到所有其他鄰居 如果收到的LSP和已有的具有相同的序列號(hào)，則直接通過一個(gè)PSNP報(bào)文確認(rèn)收到此LSP。 如果收到的LSP比已有的序列號(hào)更小，則通過一個(gè)PSNP報(bào)文確認(rèn)此LSP，再發(fā)送給對(duì)方我們版本的LSP，然后等待對(duì)方給我一個(gè)PSNP報(bào)文作為回答,Page 48,點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)交換,RTA,RTB,PSNP RTA.00-00,LSP RTA.00-00,LSP RTA.00-00,超時(shí)重傳,PSNP RTA.00-00,重新發(fā)送應(yīng)答,發(fā)送應(yīng)答,PPP,Page 49,路由滲透： 為了解決Level-1的次優(yōu)路由問題，目前新推出了路由滲透。即在level-1-2路由器上，指定將某些level-2的路由發(fā)布給level-1路由器。這樣在level-1路由器就有此具體路由，可以在level-1內(nèi)部進(jìn)行選路。,Page 50,ATT位的功能,Area 49.0001,Backbone,RTF,RT