IS-IS 路由选择协议入门
为了理解中间系统一中间系统(IntermediateSystem-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。本章深入IS-IS协议的本质，并且探讨了国际标准化组织(Intemational Organization forStandardization, ISO) 支持的无连接网络环境。
本文首先介绍了开放式系统互连(Open SystemInterconnection, OSI)参考模型，然后简要探讨了ISO在OSI参考模型框架内定义的2种数据通信服务类型:面向连接网络服分(Connection Network Service，CONS) 和无连接网络服务(Connectionless Network Service, CLNS)。 IS-IS 是CLNS环境的部分， 具有ISO CLNS网络环境中动态路由数据包的基本特性，提供必需的自动智能服务。从最初，IS-IS 协议就被修改以适合IP路由选择和其他特性，例如MPLS流量工程。
文章目录
- ISO 无连接网络服务
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- CLNP
- CL-IS
- IS-IS 路由选择协议
- 集成 IS-IS
- 小结
ISO 无连接网络服务
国际标准化组织(SO)，也就是现在的国际电信联盟(Intemnational Telecommunications Union, ITU)， 它制定的7层OSI参考模型确定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中作了定义(本
文引用的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建立和随后的发展来说,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牛产的道信设备之问能够万连和互操作。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，但它捉供了设计和构建这些体系的普遍抬导原则、7层OSI参考模型的每层定义了 单一的服务功能，叮以将相关功能元素组合成功能层，从而简化和方使了协议设计。舟个功能层定义了提供给邻接高层的具体服务，例如，网络层为传输层提供服务(参见下图),而传输层为史高层提供服务，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，也叮以是无连接的。面向连接服务要求通信节点在数据传输前，先沿着特定路径建立节点间的连接，无连接服务则不要求事先建立连接。
最初，在OSI参考模型中网络服务定义仅仅定义了面向连接的通信服务(CONS)。CONS.由两个标准定义:用十DTE设备的X.25数据包级协议(X.25 Packet-Level Protocol for DataTerminal Equipment，ISO8208)和网络服务定义(Network Service Definition，ISO8348)。
网络服务规范随后做了修订，也就是“网络服务定义，修订版]”。它定义了网络设备间使川无连接通信的功能，称为无连接网络服务(CLNS)。和1 CONS不同的是，CLNS尤需在转发数据包的网络设备问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，提供独立转发数据包的数据报服务，CLNS定义的无连接数据报服务由卜列ISO协议支持( 参见下图):
- ISO8473-提供 CLNS的无连接网络协议(Connectionless Network Prot0col, CLNP)。
- ISO9542-与提供CLNS的协议共同作用的终端系统- - 中间系统(End System-to-Intermediate System，ES -IS)路由交换协议。
- ISO10589-与提供儿连接模式服务的协议共同作用的中间系统一小间系统(Inter-mediate System-to- Intermediate System，IS-IS )域间路由交换协议。
CLNS，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个字节的初始协议标识符(Initial Protocol Identifier, IPI)字段值不同，分别是:
- CLNP: 10000001(0x81)。
- ES-IS:10000010(0x82)。
- IS-IS: 10000011(0x83).
CLNP
CLNP协议类似于IP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，基木上独立于内在的物理介质。物理介质可能是点到点的(这是大多数)域网连接类型)，或若是广播类型的(局域网连接类型)。IP是TCP/IP协议栈唯的网络层 协议，包括路由选择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.利IP不同的是，CLNS,ES-IS和IS-IS都是支持ISOCLNS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。数据链路层川协议类型0xFEFE米标识ISO网络层协议族。
CL-IS
终端系统一中间系统(ES-IS)路由交换协议使同刚段或链路的ISO终端系统和路由器之间白动交换信心且便于邻接点发现。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报义也就足配置信息。终端系统通过路由器转发数据包到非直连设备。
ES-IS协议使用的另种数据包类 型是路由重定向(route redirection, RD)报文。路山器发送路由重定问报义给终端系统，告知终端系统到某一感兴趣的终端的更好路径。ISORD的功能类似于IP环境的网际控制消息协议(ICMP)的重定向报文。基本上说，ISO环境中运行在路.由器与终端系统间的ES IS协议的T作机制等同于IP刚络的ICMP,地址解析协议(ARP)和动态+机配胃协议(DHCP)的协同工作。
ESIS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，IPARP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。即使现在些高级服务器支持简单的路由协议(例如RIP),IP+机仍然使用默认静态路由指向默认刚关。、些现代的IP服务器甚全支持更加复杂的OSPF协议米实现IP路由。
IS IS协议运行的某些方面依赖于ES-IS协议提供的功能，因此，即使您仅仅任Cisco路由器E:实现IP路由，IS-IS 协议也需要ES IS提供后台支持。例如，在毗邻路由器交换ES-IS相关的ISH报文之前先建7IS-1S点到点的邻接关系。
IS-IS 路由选择协议
IS-IS路由选择协议在ISO10589中定义，旨在为ISOCLNS坏境中运行CLNP协议的路由器之间提供动态交换路由信息的途径。CLNP通过逐跳路由选择机制在刚络内传送数据，而IS-IS协议可以自动计算最住路径和选择路山。
IS-IS设计日标如下:
- 行使域内路由选择协议功能。
- 呈现整个刚络拓扑，决策最佳路由。
- 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。
为了达到这些日标，IS-IS协议被议]为链路状态协议，最迫合用于甲一 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1和层2路由)方案，它使用Dijkstra最短路径优先(SPF)算法优化路由计算，路径选择并实现快速收敛。
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和双重环境下的路由选择”，也就是著名的“集成IS-IS"或“双重IS-IS”。集成 IS-IS修改了最初用于CLNS环境的IS-IS协议，叮以路由IP数据包。值得注意的是，集成IS-IS协议是少数儿个能够提供完整的框架，可以同时处理多个网络层协议(例如，IP利CLNP协议)的路由选择协议之一。其他路由选择协议(例如OSPF)通常只支持一种3层协议的路由，且OSPF仅仅支持IP路由。集成IS-IS协议可以支持纯CLNP网络或者纯IP网络，或者同时运行CLNP和IP的双重环境。
虽然从本质上来讲，IS IS协议不是因为IP而设计，但当时囚特网上IS-IS协议在IP路由选择上的成功应用导致RFC1195之外的许多专有特性的开发，以提高网络的可用性，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，并开发新标准米满足涌现出的应用需求，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。
小结
IS-IS路由选择协议是ISO定义的用于支持CLNS的3个网络层协议之一，其他两个是CLNP和ES-IS。虽然IS-IS被设计用于ISO CLNP路由分组，但是由它修改而米的集成IS-IS协议叮以用于IP环境中。
集成IS-IS 协议经过多年的发展，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ISOCLNS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，主要实现域内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是链路状态路由选择协议，它从邻接点收集路由选择信息，生成链路状态数据库，在网络内部使用SPF算法(Dijkstra 命名)找出到目的端的最佳路径。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协议得到了进一步增强。