IS-IS路由协议学习总结
添加时间: 2008-1-3 5:53:30 作者: Cisco教程指导 阅读次数:26 来源: http://www.d9soft.com
一． 背景介绍
1． CLNP是什么？
CLNP：是OSI模型中 网络 层中的一种不面向连接的网络协议，和IP有相同的特质。但是它是纯粹的OSI模型的一个，而IP现在是我们熟悉的TCP/IP协议栈中的网络层协议。他们两个在OSI模型中是是属于同一层的东西，但是在应用中，是两种不同的应用。
2． Intergrate IS-IS有什么用？
由于历史原因，OSI曾经是要比TCP/IP协议栈普及，当现在的TCP/IP流行的时候，以前的采用OSI模型中CLNS（由ISO制定的规范）的应用要和现在的TCP/IP（由IETF进行兼容，可以使网络层为CLNP和为IP的路由信息可以互通，所以需要要有个路由协议来作为这两种情况的兼容点。
二． 和OSPF的相同点
1． 都维护一个链路状态数据库，并使用SPF算法来得出最佳路径。
2． 都是用Hello报文来查找和维护邻居关系。
3． 使用区域来维护一个阶级的概念。
4． 在区域之间都可以使用路由汇总来减少路由器的负担。
5． 都是无类的路由协议。
6． 在广播网络里，都通过选举一个DR来减少报文数量。
7． 都有认证功能。
三． 名词解释
1． ES-IS和IS-IS
在ISO规范中，一个路由器就是一个IS（中间系统），一个主机就是一个ES（末端系统）。提供IS和ES（路由器和主机）之间通信的协议，就是ES-IS；提供IS和IS（路由器和路由器）之间通信的协议也就是路由协议，叫IS-IS。
2． SNPA （Subnetwork Point of Attachment，子网连接点），是一个连接着子网的接口，它是一个概念上的接口，不一定是物理接口。
3． PDU （Protocol Data Unit，协议数据单元），是在OSI模型中各层之间所传送的数据单元。
数据帧就是Data Link PDU；报文就是Packet PDU；相当于OSPF中的LSA，就是Link State PDU，但不象LSA，前面还要有OSPF头，IP头，LSP本身就是一个报文，不需要额外的封装。
4． Level 1和 Level 2路由器
首先要明白和OSPF的一个区别，OSPF路由协议的区域边界是以路由器为准，而IS-IS路由协议的区域边界是在链路上的。Level 1路由器是没有直接连接到其他区域的路由器；Level 2路由器是连接不同区域的路由器；Level 1路由器相当于OSPF中的非骨干区域中的路由器； Level 2路由器相当于OSPF中的骨干区域路由器； Level 1/Level 2路由器相当于OSPF中的ABR，他必须维护两个不同区域的链路状态表。但是他又不像ABR，他不会把Level 2的路由信息传到Level 1的区域中去。而Level 1区域就相当于OSPF中的完全存根区域，需要把L1/L2路由器作为一个网关，去请求一个去往外区域的路由，L1/L2路由器通过发送LSP报文到L1区域，设置ATTbit让L1区域的路由器知道，发送这个LSP的路由器知道如何去往外区域的路由。
和OSPF的又一个不同：OSPF在区域内采用SPF算法，而区域间路由采用Distance Vector算法来实现；而IS-IS都采用SPF算法来计算路由，因为作为L1/L2路由器他同时维护了两张链路状态表。可以进行SPF计算。
Area ID： 由于IS-IS路由区域里，一个路由器必须只能属于一个区域，不会象OSPF中一个路由器同时属于多个区域，所以一个Area ID只会和一台路由器产生关系。
System ID： 相当于OSPF路由协议中的Router ID；
Network Entity Titles： Area ID＋System ID,System ID是不变的，在一个区域中，所有的IS都必须只能有一个System ID，而且System ID的长度必须一直，为6个Octet。一般都是接口的MAC地址。而所有处在相同Area 的路由器都必须有一致的Area ID 。
四． IS-IS的网络层
1． 分层
IS-IS协议属于OSI模型，在网络层中，分为两个子层： Subnetwork Dependent Layer： 它在Subnetwork Independent Layer上把链路状态屏蔽掉了，提供上层一个透明的工作环境。
功能： 完成了PDU从连接 网络 上的接受和发送； 负责Hello PDU的发送接受，完成邻居的发现和链接关系的建立，维护； 负责把IP和IS-IS的PDU交给各自的Process进行处理，
特性：由于它是负责和地下链路打交道的，所以它决定了IS-IS路由协议支持什么网络类型。
广播和点对点两种类型。 使用show clns is-neighbors命令可以查看邻居表：
Circuit ID：是一个只有8位bit长度的ID用来确定IS的接口，如果这个接口是连接着一个广播网络，那么它的Circuit ID变成了连接多播网络的DR的System ID＋Circuit ID。
LAN ID：System ID＋Circuit ID，也就是由DR产生分发的一个ID，来表示路由器邻居的特性。
在IS-IS中，DR路由器的选择： 通过接口的优先级，只不过这些优先级分成L1和L2，如果优先级为零，那么这个路由器无权进行DR选举。如果优先级相同，根据System ID来进行选择，最高的成为System ID。
和OSPF不同的是，在广播网络中，IS-IS路由器和所有的邻居都会形成adjancency,而不只和DR形成；没有BDR的概念，如果一个Dr fail了，会在区域中重新选一个出来；而且IS-IS路由协议的DR不是恒定的，如果有一个优先级更高或SystemID更高的路由器加入，会导致整个区域重新进行DR的选择，并重新泛洪LSP报文通知DR的信息。 一个路由器可以同时是L1和L2区域的DR，取决于不同接口的优先级设置。
Subnetwork Independent Layer：负责如何在CLNP网络中传送报文到目的地，并同时提供哪些服务对上层协议。而路由功能分为以下四个步骤：
1． Update 这个步骤负责构建L1和L2的链路数据库。
IS-IS对LSP处理的方式和OSPF对LSA处理的方式有一些不同： IS-IS和OSPF使用MaxAge参数来控制LSP的更新度，但是IS-IS的MaxAge是从大到小计算，OSPF是通过从小到大来计算，一个到零就算过起了，一个到最大就算过期。而当LSP的MaxAge到零了的时候，IS-IS不会马上采取行动，而是会把它在数据库中再保留60秒（ZeroAgeLifetime）。
IS-IS中，如果接收路由器发现LSP的校验和不对，可以删掉LSP，并要求重发。而OSPF中只有LSA的发送者可以清楚LSA。但是这样也等于增加了IS-IS区域中的通信流量，可以使用“ignore-lsp-errors”命令，来去掉接受者进行校验和 检查 的功能。但也可以使发送者知道LSP有问题，通过使用SNPs（相当于一个Ack）。
在点对点网络上，IS使用单播来发送LSP；在广播网络上，IS使用组播来发送LSP。L1的LSP的目的地址是0180.c200.0014,L2的LSP的目的地址是0180.c200.0015。
IS-IS使用SNPs来进行报文收到确认和维护链路状态同步。SNPs分为两种，Partial SNPs，Complete SNPs： PSNP是使用在点对点网络上；而CSNP是使用在广播网络上，通过使用组播来达到传送LSP确认的方式，但是它不是明确认，而是在隔了一段时间，收到一定数量的LSP后，它会发送CSNP其中包含了所收到的所有LSP的List，由它的邻接的路由器来判断是否对端路由器接收到了它的LSP。同时，如果CSNP中包含了一个LSP是自己没有的，它会发出组播的PSNP来列出自己没有的LSP，虽然是组播，但是只有DR会进行回复这种报文。类似于OSPF中的LSR和LSU的功能。
IS-IS有一种检测 网络 负担和路由器负担的特性，如果他发现路由器的内存不够了，或路由区域中的路由太多了，它会设置LSP的Overload bit。一旦设了，不会影响到目的地是它的报文，但是其他路由器不会通过它来转发报文。
2． Decision
IS-IS路由决定也是使用SPF算法，它把路由分为两种，Internal和External；如果有多条路由到达相同目的地时，IS-IS支持负载均衡，最多同时可以支持6条路径。
负责进行路由汇总，支持VLSM，负责计算最近的L2路由器作为到外区域的网关。
3． Forwarding
4． Receive
2．PDU的功能描述
由8个Octet的报头加上CLV结构构成了PDU的基本结构，不同用途的PDU，会由不同的CLV结构构成。CLV结构目前有如下分类：
Area address： 通告源路由器所在地Area地址，并且同时有多个可以存在。
IS Neighbors（LSPs）：列出源路由器的邻居和链路信息
ES Neighbors Partition Designated Level 2 IS Prefix Neighbors IS Neighbors（Hellos）： 列出上次Holdtime后，源路由器地的邻居的System ID列表。而且这类报文只用在LAN LSP中（发给DR路由器），在点对点网络中没有。Level 1的路由器只发送Level 1邻居，Level 2路由器只发送Level 2邻居。
Padding： 用来填充PDU，达到最小的报文尺寸。
LSP Entries Authentication Information IP Internal Reachability Information 列出路由区域中直接连接到源路由器的网络IP地址
Protocols Supported：通告源路由器是否支持CLNP或IP。
IP External Reachability Information：列出路由区域外直接连接到源路由器的网络IP地址。
Inter-Domain Routing Protocol Information：在路由重分发中使用，可以使IS路由器知道外路由域的路由信息。
IP Interface Address：通告源路由器发送PDU的接口的IP地址。
Hello PDU：起到邻居发现和维护邻居关系,根据网络类型可以分为点到点和局域网两种类型。PDU的大小收到源路由器的缓存和MTU的制约。在Hello PDU传送时，允许把PDU填充到最大容量，可以使邻居之间可以隐含的得知各自邻居的MTU。这种策略可以帮助减少链路的符合，避免在低链路上负载大的交通量。
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