ISIS(中间系统到中间系统) 是一种链路状态路由协议,专为大规模网络设计。其核心思想是让每个路由器(中间系统)主动同步网络拓扑信息,形成“全网地图”,再根据地图自动计算最优路径35。
多区域设计 是其核心架构,类似于国家划分省/市,将网络拆分成多个自治区域(Level 1),再通过骨干区域(Level 2)互联,避免全网信息泛滥。
区域划分规则
普通区域(Level 1):负责区域内通信,路由器仅掌握本区域拓扑,类似城市内交通管理。
骨干区域(Level 2):跨区域流量必须经过骨干区域,类似高速公路连接不同城市。
边界路由器(L1/L2):同时参与区域和骨干通信,承担“城市出入口”角色。
路由同步机制
区域内同步:通过广播链路状态数据包(LSP),所有路由器生成相同拓扑数据库。
跨区域通信:边界路由器将本区域的关键路由摘要发送到骨干区域,其他区域仅保留摘要而非细节,减少数据量。
扩展性强
多区域设计可将超大型网络(如运营商骨干网)拆解为多个小区域,降低单点数据压力,支持万级节点组网34。
快速收敛
当某条链路故障时,ISIS通过泛洪机制(类似“微信群发通知”)快速更新全网拓扑,秒级恢复通信。
兼容IPv6
通过扩展TLV(类型-长度-值)字段,ISIS可原生支持IPv6地址分配与路由,适配5G等新型网络需求。
实验拓扑
R1的配置
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[Huawei]undo info-center enable
Info: Information center is disabled.
[Huawei]sysname R1
[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 12.1.1.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]q
[R1]int g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 13.1.1.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/1]q
[R1]int LoopBack 0
[R1-LoopBack0]ip address 1.1.1.1 32
[R1-LoopBack0]q
[R1-isis-1]network-entity 49.0123.0000.0000.0001.00
//49:私有自治系统号(类似OSPF的Area 0)
0123:区域ID(Level-1区域编号)
0000000001:路由器的唯一System ID(通常用IP地址转换)
00:固定结尾(NSAP选择符)
[R1-isis-1]is-level level-1
//作用:指定路由器为Level-1角色:
Level-1:仅维护本区域(Area 0123)路由,类似OSPF的非骨干区域路由器。
若需跨区域通信,需依赖Level-2骨干区域路由器
Info: IS Level Changed, Resetting ISIS...
[R1-isis-1]cost-style wide
//启用wide度量模式:
支持更大的度量值范围(1~16777215),适用于复杂网络。
传统模式(narrow)仅支持1~63,已逐渐淘汰
Info: Cost style changed, Resetting ISIS...
[R1-isis-1]q
[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]isis enable
[R1-GigabitEthernet0/0/0]q
[R1]int g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]isis enable
[R1-GigabitEthernet0/0/1]q
[R1]int LoopBack 0
[R1-LoopBack0]isis enable
[R1-LoopBack0]q
R2的配置
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[Huawei]undo info-center enable
Info: Information center is disabled.
[Huawei]sysname R2
[R2]int g0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip address 12.1.1.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/1]q
[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 24.1.1.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]q
[R2]int LoopBack 0
[R2-LoopBack0]ip address 2.2.2.2 32
[R2-LoopBack0]q
[R2]isis
[R2-isis-1]network-entity 49.0123.0000.0000.0002.00
[R2-isis-1]cost-style wide
Info: Cost style changed, Resetting ISIS...
[R2-isis-1]q
[R2]int g0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]isis enable
[R2-GigabitEthernet0/0/1]q
[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]isis enable
[R2-GigabitEthernet0/0/0]q
[R2]int LoopBack 0
[R2-LoopBack0]isis enable
[R2-LoopBack0]q
[R2]isis
[R2-isis-1]import-route isis level-2 into level-1 //用于实现将Level-2区域的路由信息引入到Level-1区域
[R2-isis-1]q
R3的配置
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[Huawei]undo info-center enable
Info: Information center is disabled.
[Huawei]sysname R3
[R3]int g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip address 13.1.1.3 24
[R3-GigabitEthernet0/0/0]q
[R3]int g0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip address 35.1.1.3 24
[R3-GigabitEthernet0/0/1]q
[R3]interface LoopBack 0
[R3-LoopBack0]ip address 3.3.3.3 32
[R3-LoopBack0]q
[R3]isis
[R3-isis-1]network-entity 49.0123.0000.0000.0003.00
[R3-isis-1]cost-style wide
Info: Cost style changed, Resetting ISIS...
[R3-isis-1]q
[R3]int g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]isis enable
[R3-GigabitEthernet0/0/0]q
[R3]int g0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]isis enable
[R3-GigabitEthernet0/0/1]q
[R3]int LoopBack 0
[R3-LoopBack0]isis enable
[R3-LoopBack0]q
[R3]isis
[R3-isis-1]import-route isis level-2 into level-1
[R3-isis-1]q
R4的配置
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[Huawei]undo info-center enable
Info: Information center is disabled.
[Huawei]sysname R4
[R4]int g0/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/1]ip address 24.1.1.4 24
[R4-GigabitEthernet0/0/1]q
[R4]int g0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip address 45.1.1.4 24
[R4-GigabitEthernet0/0/0]q
[R4]int L
[R4]int LoopBack 0
[R4-LoopBack0]ip address 4.4.4.4 32
[R4]isis
[R4-isis-1]network-entity 49.0045.0000.0000.0004.00
[R4-isis-1]is-level level-2
Info: IS Level Changed, Resetting ISIS...
[R4-isis-1]cost-style wide
Info: Cost style changed, Resetting ISIS...
[R4-isis-1]q
[R4]int g0/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/1]isis enable
[R4-GigabitEthernet0/0/1]q
[R4]int g0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]isis enable
[R4-GigabitEthernet0/0/0]q
[R4]int LoopBack 0
[R4-LoopBack0]isis enable
[R4-LoopBack0]q
[R4]int LoopBack 100
[R4-LoopBack100]ip address 100.1.1.1 32
[R4-LoopBack100]q
[R4]isis
[R4-isis-1]import-route direct
[R4-isis-1]q
[R4]q
R5的配置
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[Huawei]undo info-center enable
Info: Information center is disabled.
[Huawei]sysname R5
[R5]int g0/0/0
[R5-GigabitEthernet0/0/0]ip address 35.1.1.5 24
[R5-GigabitEthernet0/0/0]q
[R5]int g0/0/1
[R5-GigabitEthernet0/0/1]ip addres 45.1.1.5 24
[R5-GigabitEthernet0/0/1]q
[R5]int LoopBack 0
[R5-LoopBack0]ip address 5.5.5.5 32
[R5]isis
[R5-isis-1]network-entity 49.0045.0000.0000.0005.00
[R5-isis-1]cost-style wide
Info: Cost style changed, Resetting ISIS...
[R5-isis-1]is-level level-2
Info: IS Level Changed, Resetting ISIS...
[R5-isis-1]q
[R5]int g0/0/1
[R5-GigabitEthernet0/0/1]isis enable
[R5-GigabitEthernet0/0/1]q
[R5]int g0/0/0
[R5-GigabitEthernet0/0/0]isis enable
[R5-GigabitEthernet0/0/0]q
[R5]int LoopBack 0
[R5-LoopBack0]isis enable
[R5-LoopBack0]q
[R5]int LoopBack 200
[R5-LoopBack200]ip address 200.1.1.1 32
[R5-LoopBack200]q
[R5]isis
[R5-isis-1]import-route direct
[R5-isis-1]q
[R5]q
Peer information for ISIS(1)
System Id Interface Circuit Id State HoldTime Type PRI
-------------------------------------------------------------------------------
0000.0000.0002 GE0/0/0 0000.0000.0002.01 Up 9s L1 64
0000.0000.0003 GE0/0/1 0000.0000.0003.01 Up 8s L1 64
Total Peer(s): 2
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
Destinations : 12 Routes : 13
Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface
0.0.0.0/0 ISIS-L1 15 10 D 12.1.1.2 GigabitEthernet
0/0/0
ISIS-L1 15 10 D 13.1.1.3 GigabitEthernet
0/0/1
1.1.1.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 LoopBack0
2.2.2.2/32 ISIS-L1 15 10 D 12.1.1.2 GigabitEthernet
0/0/0
3.3.3.3/32 ISIS-L1 15 10 D 13.1.1.3 GigabitEthernet
0/0/1
12.1.1.0/24 Direct 0 0 D 12.1.1.1 GigabitEthernet
0/0/0
12.1.1.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0
13.1.1.0/24 Direct 0 0 D 13.1.1.1 GigabitEthernet
0/0/1
13.1.1.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1
24.1.1.0/24 ISIS-L1 15 20 D 12.1.1.2 GigabitEthernet
0/0/0
35.1.1.0/24 ISIS-L1 15 20 D 13.1.1.3 GigabitEthernet
0/0/1
127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
System Id
0000.0000.0002 和 0000.0000.0003:邻居路由器的唯一标识符,通常转换为IP地址格式(如2.2.2.2和3.3.3.3)。
Interface
GE0/0/0 和 GE0/0/1:本地接口名称,表示通过这两个物理接口与邻居建立邻接关系。
Circuit Id
0000.0000.0002.01:邻居在链路中的逻辑标识,格式为 System ID.本地接口编号。
State
Up:邻居状态正常,ISIS邻接关系已建立。
HoldTime
9s 和 8s:邻居保持时间倒计时,若超时未收到Hello包,邻接关系将断开。
Type
L1:邻居属于Level-1区域,与本机(R1)处于同一普通区域(Area 0123)。
PRI
64:邻居接口的优先级,用于选举DIS(广播网络中的指定中间系统)。
plaintextCopy Code
Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface
0.0.0.0/0 ISIS-L1 15 10 D 12.1.1.2 GE0/0/0
ISIS-L1 15 10 D 13.1.1.3 GE0/0/1
含义:R1通过ISIS学习到两条等价默认路由(下一跳为 12.1.1.2 和 13.1.1.3)。
作用:当目标地址不在路由表中时,流量将通过这两条路径负载均衡转发。
协议优先级:Pre=15 表示ISIS路由的管理距离(默认值)。
度量值:Cost=10,由接口带宽或手动配置决定(wide模式支持更大范围)。
plaintextCopy Code
1.1.1.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 LoopBack0
2.2.2.2/32 ISIS-L1 15 10 D 12.1.1.2 GE0/0/0
3.3.3.3/32 ISIS-L1 15 10 D 13.1.1.3 GE0/0/1
本地环回地址:1.1.1.1/32 是R1自身的Loopback0接口地址。
邻居环回地址:
2.2.2.2/32 来自邻居 0000.0000.0002(GE0/0/0接口的邻居)。
3.3.3.3/32 来自邻居 0000.0000.0003(GE0/0/1接口的邻居)。
用途:环回地址通常用于管理或协议通信(如BGP邻居建立)。
plaintextCopy Code
12.1.1.0/24 Direct 0 0 D 12.1.1.1 GE0/0/0
13.1.1.0/24 Direct 0 0 D 13.1.1.1 GE0/0/1
含义:本地接口的直连网络地址,掩码为 /24。
Flags:D 表示路由已下载到FIB(转发信息库),可被直接转发。
plaintextCopy Code
24.1.1.0/24 ISIS-L1 15 20 D 12.1.1.2 GE0/0/0
35.1.1.0/24 ISIS-L1 15 20 D 13.1.1.3 GE0/0/1
路径来源:
24.1.1.0/24 通过 GE0/0/0 接口的邻居 0000.0000.0002 学习到。
35.1.1.0/24 通过 GE0/0/1 接口的邻居 0000.0000.0003 学习到。
度量值差异:Cost=20 表示经过了两跳(如R1→R2→目标网络),或接口带宽较低。
5. 本地回环和保留地址
plaintextCopy Code
127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
作用:系统保留地址,用于本地协议通信(如OSPF/ISIS的Hello包)。
R1与两个邻居(System ID 0000.0000.0002 和 0000.0000.0003)的邻接关系均为 Up。
所有邻居均处于 Level-1 区域,说明当前网络是一个单区域ISIS架构。
路由学习完整:
通过ISIS学习到了邻居的环回地址(2.2.2.2/32、3.3.3.3/32)和其他子网(24.1.1.0/24、35.1.1.0/24)。
存在等价默认路由,说明网络设计支持负载均衡。
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
Destinations : 12 Routes : 13
Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface
0.0.0.0/0 ISIS-L1 15 10 D 12.1.1.2 GigabitEthernet
0/0/0
ISIS-L1 15 10 D 13.1.1.3 GigabitEthernet
0/0/1
1.1.1.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 LoopBack0
2.2.2.2/32 ISIS-L1 15 10 D 12.1.1.2 GigabitEthernet
0/0/0
3.3.3.3/32 ISIS-L1 15 10 D 13.1.1.3 GigabitEthernet
0/0/1
12.1.1.0/24 Direct 0 0 D 12.1.1.1 GigabitEthernet
0/0/0
12.1.1.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0
13.1.1.0/24 Direct 0 0 D 13.1.1.1 GigabitEthernet
0/0/1
13.1.1.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1
24.1.1.0/24 ISIS-L1 15 20 D 12.1.1.2 GigabitEthernet
0/0/0
35.1.1.0/24 ISIS-L1 15 20 D 13.1.1.3 GigabitEthernet
0/0/1
127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
Route Flags标识
R - relay:中继路由(通常为VPN场景使用)
D - download to fib:已下载到转发信息库(有效路由)
路由表类型
Public:公网路由表(非VPN路由)
路由规模
Destinations : 12:12个目标网络
Routes : 13:共13条路由条目(存在等价路由)
列名 |
说明 |
Destination/Mask |
目标网络地址/掩码长度 |
Proto |
路由协议类型(Direct/ISIS-L1等) |
Pre |
路由优先级(值越小优先级越高) |
Cost |
路由度量值(不同协议计算方式不同) |
Flags |
路由状态标识 |
NextHop |
下一跳IP地址 |
Interface |
数据包转发的出接口 |
textCopy Code
0.0.0.0/0 ISIS-L1 15 10 D 12.1.1.2 GE0/0/0
0.0.0.0/0 ISIS-L1 15 10 D 13.1.1.3 GE0/0/1
协议:IS-IS Level 1(域内路由)
优先级:15(ISIS默认优先级)
等价路由:两条默认路由实现负载均衡
路径选择:流量将通过GE0/0/0和GE0/0/1接口分流
textCopy Code
1.1.1.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 LoopBack0
直连路由:设备自身的环回接口地址
特性:掩码为32位的精确主机路由
用途:通常用于设备管理或协议通信
textCopy Code
12.1.1.0/24 Direct 0 0 D 12.1.1.1 GE0/0/0
13.1.1.0/24 Direct 0 0 D 13.1.1.1 GE0/0/1
接口地址:GE0/0/0接口IP为12.1.1.1,GE0/0/1接口IP为13.1.1.1
自动生成:接口配置IP地址后自动产生直连路由
textCopy Code
2.2.2.2/32 ISIS-L1 15 10 D 12.1.1.2 GE0/0/0
3.3.3.3/32 ISIS-L1 15 10 D 13.1.1.3 GE0/0/1
24.1.1.0/24 ISIS-L1 15 20 D 12.1.1.2 GE0/0/0
35.1.1.0/24 ISIS-L1 15 20 D 13.1.1.3 GE0/0/1
邻居关系:通过GE0/0/0连接12.1.1.2(路由器2),GE0/0/1连接13.1.1.3(路由器3)
Cost计算:
2.2.2.2/32和3.3.3.3/32的Cost=10(直连邻居)
24.1.1.0/24和35.1.1.0/24的Cost=20(经过一跳中转)
textCopy Code
127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
系统保留地址:用于本地环回测试
自动维护:无需配置,系统自动生成