IS-IS 知识点

IS-IS地址

 

NET地址 = NSAP + 00（NSEL） 例：49.0000.0000.0001.00（16进制）

 

NESL类似于IP报文中的协议位，标志了不同的协议号，可以说是承载上层信息的字段（因为IS-IS本身不依赖于IP协议，也就不涉及IP相应的服务，只能自己来），目前所学这里就是00。

 

NSAP = Area ID + System ID  

 

Area ID 定义所属区域，System ID 定义区域内每一个节点，其中Area ID 可为1-8 bytes，而System ID 固定为6 bytes。

 

IS-IS是在链路层上直接封装的路由协议，基于CLNS 构架，有节点概念，无接口概念，所以NET地址标志的是一台路由器，也就是名称中提到的IS（Intermediate System 中间系统）。

 

IS-IS在链路层定义了Circuit 和相应的SNAP（subnetwork point of attachment）。SNAP是由OSI 定义的Layer 2地址，针对Circuit 类型各有不同，比如在Ethernet中为Mac地址，在Frame-Relay中为DLCI值。

 

在Ethernet中，System ID (6 Bytes) 与Circuit ID (1 Byte) 连用来标记链路。比如1921.6800.0001.01（16进制表示，最后两位至FF），最后的01就是用来区别Router的各个接口，不过在Cisco路由器中，Circuit ID是与Hostname组合而不是System ID，比如RouterA.01。

 

保证System ID 在区域内唯一的方法是使用接口的Mac 地址或IP 地址，出于可读性的考虑建议使用IP地址，形式为 192.168.0.1  -->  1921.6800.0001。

 

IS-IS 基于CLNS网络设计，后来由于TCP/IP 协议族的兴起发展为集成IS-IS，对IP协议给予支持。不过即使是这样，在IS-IS中给接口配IP地址仍旧像挂一片叶子一样无足轻重，有Circuit ID 和 System ID，网络已经可以组建起来，IP地址本身不参与SPF运算（这里指IS-IS 本身的SPF，分支节点为各路由器，而不是IP网段）。

 

IS-IS链路

 

IS-IS支持的网络类型只有两种：Broadcast  &  Point-to-Point ，没有NBMA的概念。在NBMA主接口，点到多点子接口上IS-IS 都是发送LAN Hello，即当成广播型链路来思考，如果处于同一IP子网的接口没有形成邻接关系，对应的下一跳网络不会装进路由表。

 

在NBMA上部署IS-IS时，注意在广播模式下必须使用CLNS Map，并加上broadcast 关键字，拓扑为Full-Mesh。不过还是强烈建议使用点到点模式，应用子接口使每一条PVC对应一个IP子网，否则可能会有路由丢失。

 

CLNS MAP 命令：   frame-relay  map  clns  105  broadcast

 

Broadcast链路中，Level-1 和Level-2 区域各选举自己的DIS，不像Level-1区域每个Area选举一个DIS，Level-2路由器形成邻接关系并不受Area ID 的影响，所以选举DIS也是如此。Level-1 & 2 的DIS也不一定相同。

 

DIS是路由器的一个接口，没有备份DIS，相应的解决备份问题的机制是DIS抢夺，代价是每抢夺一次会引起一组LSP的泛洪。同时IS-IS LSDB在LAN上不断同步，即CSNP的周期性发送，其实设计成周期性发送还有一个原因，那就是CSNP不要求有确认应答。

 

IS-IS 选举DIS标准：1. 最高接口优先级 (优先级范围0-127，缺省64) 

                                    2. 最高的Mac地址

 

IS只与DIS形成邻接关系，之间的通信不通过IP组播地址，这里依然强调的是不依赖IP协议，相应的解决方案是用二层组播Mac地址，Level-1的通告都发送到0180.c200.0014，Level-2的发送到0180.c200.0015。

 

注意：这样的一个Mac组播地址是所有IS都监听的，不像OSPF中DR/DRother监听不同的组播地址，不过一个IS发出的PSNP请求只有DIS会用相应的LSP给予回应。

 

IS-IS的LSDB同步中，SNP（Sequence Number PDU，序列号报文）分为PSNP和CSNP，这个与OSPF的分组可以形成对应，PSNP对应的OSPF的LSR and LSAck，CSNP对应OSPF的DBD，但是针对不同的链路有细节上的差异。

1）Point-to-Point 链路上的LSDB 同步，CSNP只在点到点链路激活时发送一次，PSNP担当LSR和LSAck的职责，既作为链路信息查询，又用来确认每一个LSP数据包是否收到。

 

2）Broadcast 链路上的LSDB 同步，LSP不需要每一台接收它的路由器确认，DIS周期性的发送CSNP（间隔为10s），PSNP只相当于LSR。

 

思科对于IS-IS的度量值处理十分简单，默认接口度量（单链路开销）Cost=10，可设置为0～63之间的数值（2^6），路径度量（路由总开销）为0～1023（2^10），不过这是以前的窄带度量值，新版本的IOS已经扩展到24位的接口度量和32位的路径度量。

 

IS-IS通过Hello来形成邻接关系，针对链路类型的不同，IIH可以分为3种，点到点IIH（周期为10s），Level-1 LAN的IIH，Level-2 LAN的IIH（DIS发送Hello周期为3.3s）。而Hello还可以分为ESH（ES之间的Hello），ISH（IS与ES之间的Hello）以及IIH（IS间的Hello）。

 

IS-IS路由

 

OSI定义的IS-IS路由等级：

 

Level-0     ES与IS之间的路由，协议为ES-IS，类似于IP网络中的IRDP 协议。

 

Level-1 & Level-2     协议为IS-IS，Level-1为Area内路由，Level-2为Area间路由。

 

Level-3    在Domian 之间进行的路由，一般不涉及。  

 

 

IS-IS 路由器类型3种：Level-1 路由器    Level-1-2 路由器    Level-2 路由器

 

IS-IS 邻接关系3种：    Level-1 邻接       Level-1-2 邻接        Level-2 邻接

 

形成邻接关系的规则：

 

Level-1 和 Level-2 路由器       一定不能形成邻居关系

 

如果邻居是Level-2路由器       不管Area ID是否相同都能形成Level-2邻接关系

 

如果邻居是Level-1路由器       只有Area ID相同才能形成Level-1邻接关系

 

两台Level-1-2路由器之间        Area ID相同则为Level-1邻接；不同则为Level-2邻接关系

 

 

IS-IS 的LSP类型2种： LSP 1 &  LSP 2

 

LSP 1通告相连的Level-1 和Level-1-2 链路信息  LSP 1  -->  Level-1 LSDB --> Area内 路由

 

LSP 2通告相连的Level-2 和Level-1-2 链路信息  LSP 2  -->  Level-2 LSDB --> Area间 路由

 

IS-IS 链路类型（Circuit-Type）定义了该链路的等级和允许处理和泛洪的PDU类型，有3种：

 

Level-1 （只允许LSP 1通告） Level-1-2  （允许LSP 1 & 2通告） Level-2-only  （只允许LSP 2通告）

 

同一Area内的路由器Area ID必须相同，ES与所连路由器用相同的Area ID。Area ID用于Level-2路由（区域间路由），System ID用于Level-1路由（区域内路由）所以Area内必须唯一。具体来讲，Area间路由的时候，只考虑Area ID 不考虑System ID，Area内路由的时候，只考虑System ID 不考虑Area ID。

 

IS-IS在设计时应先定义好区域，骨干区域全为Level-2 Router，边界为Level-1-2 Router（最好规划到Level-1区域），末节区域为Level-1 Router。

 

当一个Level-2 或者Level-1-2路由器与其他Area的路由器相连时，它所发的LSP的ATT位为会设为1。Level-1区域作为末节会因此有默认路由注入，并选择最近的L1/2路由器作为本区域的出口。

 

IS-IS的路由优先级为： 当去往同一目的地有多条路由可选时，L1路由优于L2路由。IS-IS外部路由默认以L2方式传播，因此在L1区域不会有外部路由，在Level-1路由器上执行的重发布也是无效的，就好象在OSPF的Stub区域做重发布一样。如果L1路由器一定要将外部路由重发布进来的话，可以用命令来实现：（config-router）# redistribute  connected  level-1 。

 

L2路由可能是Area间路由，也可能是外部路由，在IS-IS数据库里可以识别出来。 如果达到某一目的地，同时存在L2外部路由和域间路由，那么IS-IS会根据最短路径来选择，而到达外部路由的路径以到达ASBR为准 ，因此可能会出现安装外部路由而没有安装域间路由的情况。这和OSPF明显区分内部路由和外部路由不同，在OSPF中如果已存在域间路由，外部路由在重发布进的时候会被过滤掉。 

 

路由泄露

 

上述的次优选路IS-IS可以通过路由泄漏来解决，即让L1路由器知道L2路由。配置在Leve-1区域出口上完成，在L1路由器的路由表泄漏的条目一“i ia” 表示，Metric会额外加上128：

 

（config）# access-list 101 permit ip host 1.1.10 any

 

（config-router）# redistribute  isis ip level-2 into level-1 distribute-list 101

 

在IOS操作中，IS-IS重发布进其他IGP（比如OSPF）时并不包含自己的直接接口，目前版本依然没有解决，处理这种状况又2种方案，要么将IS-IS的接口同时运行OSPF，要么在ABR上做重发布直连的配置：

 

（config）# route-map  from-isis

 

（config-route-map）# match  interface  loopback0  s1/0

 

（config）# router  ospf  10

 

（config-router）# redistribute  connected  subnets  route-map  from-isis

 

 

IS-IS特性

 

强扩展性：第一点，以路由器等级（Level）来划分骨干区域，没有实际上地理位置的制约，但设计时应该考虑。

 

第二点，IS-IS的边界在链路上，不像OSPF那样以ABR作为边界，这样每个Router只属于一个Area，而且可以通过设置使一个IS属于多个Area（默认最多为3个），这样在区域过度的时候不必中断，像ISP中的IS-IS往往就是一个单一的L2区域，仅提供区域的外部出口，这样新的Area可以作为L1类型直接连接到已经存在的L2区域。

 

第三点，IS-IS应用TLV来进行通告，TLV可以扩展出很多信息，格式无穷无尽（TLV是Type，Length，Value的缩写，更厂商自行设计，在编程时被翻译为“元组”，指的是大小固定的异构对象的集合）。

 

OL位设置：IS-IS有一个有趣的特性，如果它的设备由于内存不足无法记录完整的链路状态数据库时，它具有通知其他路由器的能力，其动作是在所发送的LSP数据包中设置OL位（Overload），表明自己可能不能进行正确的路由选择，所以在该路由器没有清除OL位之前，其他路由器不会通过这台路由器来转发，不过需要注意的是，由于LSDB可以针对L1或者L2，所以路由器可能只是在其中一层过载，而其他层内存还正常。

 

OL位目前最常用的地方是在BGP网络中，当一台新的路由器添加进网络，IGP会比BGP先收敛，如果另一台路由器根据收敛的IGP路由确认这台新添加进来的路由器是BGP路径的下一跳，而这时新路由器的BGP还没有完成收敛，就会造成路由黑洞。

 

在BGP收敛之前通过设置IS-IS的OL位，可以避免这个问题，其他路由器会绕过这台新的路由器进行选路，一旦BGP收敛，OL位将被清除。建议使用 set-overload .-startup 指定一个秒数说明IS-IS启动后需要设置OL位的时间（可设为300～500s），也可以加关键字 wait-for-bgp 使其在BGP完成收敛的时候清除OL位（不过一旦BGP由于某些原因没有起来，OL位就永远不会清除，所以还是设置时间为好）。

 

PS： IS-IS路由器的Level，决定了所发PDU的类型，只有PDU类型匹配才可以形成邻居，而且L1类型的邻居还要求必须有一样的AREA ID。

 

L2路由器不能和L1路由器形成邻居，因为PDU类型不同，AREA也肯定不同，L2区域也不允许存在L1路由器，

处于其它AREA的L1-2虽然能发L1类型的PDU，但是由于和L1路由器的AREA ID不同，所以不能形成邻接关系。

一个L1 AREA必须要至少有一个处于本AREA的L1-2，作为ABR，但L1-2路由器并不一定只位于L1 AREA。所以当L1和L2路由器之间只有一台L1-2路由器时，这台L1-2必然和L1路由器处于同一AREA，因为要两边都形成邻居，L1邻接条件更为严格，需要AREA ID相同。

 

一般来讲，L2区域应该都是L2路由器，L1-2路由器要发挥其作用就应该分放在各自的L1区域，作为该区域的ABR，虽然L1-2放在L2区域不会有大问题，但是不是很好的设计。

 

当一个Level-2 或者Level-1-2路由器与其他Area的路由器相连时，它所发的LSP的ATT位为会设为1。Level-1区域收到这样的LSP不会放进路由表，只是会装入默认路由，并选择最近的L1/2路由器作为本区域的出口。
   
L2路由器只有L2数据库，但是有全部的链路信息，L1只有L1数据库，只有本AREA的链路信息。

 

L2只有L2 LSDB，但是有全部路由，这类似于OSPF，L2作为骨干区域，得到的是L1-2路由器通告的“路由”，而不是“链路”，同样具有距离矢量的行为特征，即只是知道通过哪个L1-2可以到达相应的L1 区域。

 

L1只有L1 LSDB，只有本区域的路由，L1-2作为该AREA的出口，虽然有L1 & L2 LSDB，但是L1-2不会将L2 LSDB的内容通告给L1路由器。

 

LSP2 形成 L2 LSDB，LSP1聚在一起形成L1 LSDB

 

路由器类型 -> 链路类型 -> PDU类型 -> 邻接关系

 

Level-2路由器  -> 链路类型都是Level-2-only  ->  只能发L2的PDU  ->  只能形成Level-2邻接关系

 

Level-1路由器  -> 链路类型都是Level-1  ->  只能发L1的PDU  ->  只能形成Level-1邻接关系（且要求Area ID相同）

 

Level-1-2路由器  -> 链路类型都是Level-1-2（缺省）  ->  L1和L2的PDU都发  ->  可能L1和L2邻接同时形成

 

记住，没有什么所谓的L1-2邻接关系，实际上是处于一个Area的两台L1-2路由器同时形成L1和L2的邻接关系，因为默认的链路类型是L1-2，即L1和L2类型的PDU都会发，而且L1邻接条件满足，所以都形成，当Area ID不同，就只能形成L2邻接了。

 

LSP的类型取决于始发该LSP的路由器是L1还是L2，L1路由器发出的LSP，在IS Type字段中会写着01，代表是L1，相应的L2发出的LSP会写着11，L1-2路由器就是依据这个字段判别是LSP1还是LSP2。

 

不过L1-2路由器在发自身所知道的信息时会有所动作，那就是虽然他会把信息分别形成LSP1和LSP2信息通告出去，发LSP1就写的01，发LSP2就写11，但要注意LSP1的信息已经将Level-2链路过滤掉了，而且ATT位会设为1，也就是告诉其L1 Area的路由器自己和外界连通良好，可以注入默认路由。

 

记住，ATT位只和L1-2始发的LSP1数据包有关，其L1区域路由器一旦核实该LSP1的始发L1-2路由器确实同属一个Area，就会向自己的路由表中注入默认路由。

 

关键：Level1-2路由器通过向L1区域发送ATT比特位为1的LSP让L1区域的路由器生成一条指向Level1-2路由器的ISIS默认路由。

要明确OSPF中的LSA是针对一条链路的，LSU才等于IS-IS中的LSP，LSP中的内容都是通过一个个TLV填充的，L1-2路由器在形成LSP1的时候SPF运算在每个Level中进行，即一个Level-2 & N个Level-1 AREA。

 

L2路由前缀不允许注入L1区域。

 

L1路由 > L2路由 > L1 ia路由 （Lab-Result）

 

IS-IS对损坏的LSP态度就是直接丢弃。

 

L1区域的每一条路由在始发时因为设置了TLV 128中的U/D比特位为0，即为Up，意味着能向上层Level2区域注入，但是不能像其他Level1区域注入。

 

ATT位只在L1-2路由器发送LSP1会设置，仅限这种情况。

 

OL位：当IS-IS内存过载，不足以完整记录某一层的LSDB时，它会在自己发送的LSP中设置OL位，声明自己不保证正确路由，这样其他路由器都不会通过它转发数据。

 

OL位主要用于配合BGP，路由器可在自己的BGP收敛之前，将自己IS-IS的LSP设置OL位，防止自己成为BGP下一跳，避免了路由黑洞的产生。

TLV 128针对路由前缀设置了U/D位，来避免路由泄漏引起的环路问题，首先记住缺省情况下，L2路由前缀禁止通告进L1 AREA。

 

U位：缺省为U位，即数值为0，Up意味着该路由前缀能够 <Up进L2区域> 但是不能 <Down进L1区域> 

 

所以一般情形下L2区域拥有全路由，但是各个L1区域都只有本区域的路由

 

D位：设置为D位，即数值为1，Down意味着该路由前缀能够 <Down进L1区域> 但是不能 <Up进L2区域>

 

这种情形下L1能知道L2路由，选路可以实现最优，但是学到的路由不能再通告出去，这样可以避免环路。