網絡協議太多了，如果不經常用或定期去複習它，真的很容易忘光的。接下來，龍哥與大家一起聊聊IS-IS路由協議，這樣我也算是複習了一遍。如有講錯的地方，還請大家批評指正。

1、IS-IS

什麼是IS-IS？

是Intermediate System to Intermediate System的簡稱。它也是一種内部網關路由協議，類似OSPF路由協議。也是基于SPF算法的鍊路狀态協議。該協議是ISO 10589中定義，旨再ISO CLNS環境運行CLNP協議的路由器之間提供動态交換機路由信息的途徑，并且ISIS協議可以自動計算最佳路徑和選擇路由。

學習一種路由協議的内部結構和底層操作機制，龍哥建議對其所在網絡互連協議體系及相關技術做一個整體性的了解是很有幫助的。說簡單點，就是了解IS-IS屬于哪個網絡層次的？怎麼封裝的？同個層次都有哪些協議？

談到IS-IS，就需要和大家一下回顧一下OSI/RM 開放系統互聯參考模型，OSI/RM是分為7個層次， 可能有些初學者問：“為啥要分層？” 分層的好處就是：兼容性及方便維護，即不同廠商、專家，隻需關注某一層次，層次之間按标準對接。例如應用層的開發人員，隻需重點關注應用層面，無需去學習網絡層的技術，無需了解物理層的東西，也可以開發出一款不錯的APP。後來出現了TCP/IP參考模型，這個模型被廣泛采用，他們的參考模型，如下：

在OSI體系中，分兩種數據通信服務：

1、面向連接網絡服務（Connection Network Service，CONS）

2、無連接網絡服務（Connectionless Network Service，CLNS）

注：什麼是面向連接？即要求數據在通信節點之間傳輸之前，需要沿通信路徑建立一個節點間的連接。面向無連接則不需要。 本期我們要聊的IS-IS是屬于OSI體系中網絡層的協議，IS-IS是CLNS網絡環境中的一部。而OSPF是TCP/IP中傳輸層的協議，基于IP的。CLNS網絡架構中，還有其他協議，比如CLNP,ES-IS。 CLNP就類似TCP/IP中的IP協議，ES-IS是終端到中間系統之間的協議，類似ICMP,DHCP，ARP等。

從上圖，我們可以看出，CLNP、IS-IS、ES-IS都是同網絡層的協議，分别被封裝在數據鍊路層的幀内，這點跟OSPF就完全不同了，OSPF和IP不是同網絡層的協議。由于TCP/IP已經廣泛流行了，但又想使用IS-IS，怎麼辦呢？科學家們就進行了改良，使它既能支持OSI環境中，也能支持TCP/IP，經過改良的IS-IS，我們稱集成的IS-IS。今後提到的IS-IS，如果沒有特别說明，一般也是指集成的IS-IS。下面，我們來看看CLNP、IS-IS、ES-IS數據幀結構：

看完龍哥畫的這個幀結構圖，是不是對這幾個協議，有了比較清晰的定位了。如果還看不懂，那龍哥再抓個包，拆個報文來看看，結合實際，往往能更加深刻去理解和消化新的東西。

（ISIS hello報文）

2、相關術語

先來了解一下幾個相關的術語，

IS ：intermediate system中間系統（好比常說的，Router 路由器）

DIS：Designated intermediate system（指定中間系統，好比OSPF的DR指定路由器）

ES：End system （就是終端，Host）

SysID：system ID（好比OSPF裡的router id）

PDU：packet data unit報文數據單元（好比IP Packet）

LSP：link state protocol data units鍊路狀态數據單元（注意這裡的LSP不是MPLS中的LSP，這裡好比OSPF的LSA

攜帶路由信息）

LSPDB：LSP database LSP數據庫（好比OSPF中的LSDB）

NSAP：network service access point（CLNP地址 服務端口）

NET：其實也是NSAP，隻不過是特殊一點而已，最後一字節為0，Areaid router id）

ESH：end system hellos， 終端發出來的hello包

IIH：intermediate system to intermediate system hello PDU（相當于OSPF的hello報文）

PSNP：partial sequence number protocal data unit 部分序列号協議數據單元（類似OSPF的ACK、LSR）

CSNP：complete sequence number protocal data unit 全部序列号協議數據單元（類似OSPF的DBD報文）

3、NET

集成的IS-IS仍然使用CLNP中基于節點的地址來标識每一台路由器。CLNP地址被稱為網絡服務訪問點（Network Service Access Point，NSAP）。

NSAP=area id sys id N

其中N是選擇符，類似TCP/IP協議族中的端口号。

這裡我們隻需記住特殊的NSAP即可，就是N=00，也稱為NET（網絡實體名稱）。

從ISIS 地址結構圖，可知，NSAP總長最多是20個字節，最少8個字節。

ISIS地址示例：

例子1：49.0001.1111.1111.1111.00

即，Area=49.0001 system id=1111.1111.1111 N=00

4、IS-IS整體拓撲

從ISIS整體拓撲，我們很容易了解到：

1、ISIS 允許将整個路由域分為多個區域，具有相同的Area ID的路由器屬于同一個區域，一個路由器目前最多可配置3個不同的Area ID，配置不同的區域ID是為了平衡的進行區域合并、分割、轉換用。注意：system id隻能配置一個，唯一标識。

2、ISIS域中的路由器必須屬于一個特定的物理區域，這是由NSAP的area id決定的，和OSPF不同的是，一個路由器必須整個屬于某個區域，而不是像OSPF那樣某個接口屬于一個區域，其他接口又可以屬于其他區域。

3、ISIS也分骨幹區域和非骨幹區域，但與OSPF不同，不是基于area id 來區别，OSPF骨幹區域是area 0，ISIS是基于路由器類型來區域，L2路由器、L1/L2路由器，并且要連續的組成的區域，才是骨幹區域。

5、ISIS路由器類型與層次

ISIS路由器分類：

1、Level-1 Routers（L1路由器）

2、Level-2 Routers（L2路由器）

3、Level-1 and Level-2 Routers（L1/L2路由器）

注：思科，華為路由器默認為L1/L2路由器。

Level 1 Router：位于普通區域内部

L1路由器隻和本區域内的L1路由器（或具有L1功能的L1/2）形成鄰居關系

L1路由器隻有本區域L1的鍊路數據庫（L1 LSDB），包含本區域内所有L1路由器的路由信息

通過與自己最近的L1/2路由器的ATT bit生成指向此台設備的默認路由作為出口路由。（有點像OSPF裡的Stub區域）

在轉發時，如果目的地在本區域内，則直接利用L1 LSDB生成的路由轉發報文；如果目的地址不在本區域，則使用本區域最近的L1/2路由器作為區域外網絡出口，但可能存在次優的路由。

Level 2 Router：位于骨幹區域

可以和其他L2(或具備L2功能的L1/2路由器)形成鄰居關系。

L2路由器有level 2 的鍊路狀态數據庫（L2 LSDB），它還包含所有的區域間路由信息。

L1/L2 Router：通常位于區域邊界上

可以和本區域的任何級别路由器形成鄰居關系；可以和其它區域相鄰的L2或L1/2路由器形成L2鄰居關系

可能有兩個級别的鍊路狀态數據庫；L1用來作為域内路由，L2用來做域間路由。

完成它所在區域和骨幹直接的路由信息的交換。既承擔L1的職責也承擔L2的職責。

注意：一個L1/L2 路由器如果和其它區域的路由器形成鄰接關系，那麼它将通告本區域内的L1路由器的路由信息，它有區域的出口點，具體方法：在生成本區域的L1 LSP時，将報文中的ATT bit置為1，發給區域内的L1鄰居。

IS-IS由2個層次組成：

1、Level 2： 骨幹區域（backbone），連續的Level2、Level1/2路由器集合。

注意：IS-IS的骨幹區域不是某個特定的什麼區域！！！！即49.00001 可以成為骨幹區域，49.0002頁可以成為骨幹區域。

取決于路由器類型。

2、Level 1：相對于單個區域的概念，由本區域中的Level 1路由器構成，其路由信息将自動發布到骨幹。

注意：一個IS-IS路由域并不一定需要有兩個層次。如果你規劃隻部署一個區域，你可以是全部L1，也可以全部L2。

但一般優先推薦L2，因為L2有較好的擴展性。

紅色區域：為骨幹區域，綠色區域：為普通區域。

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