ISIS路由协议（理论+实验案例）

2023-12-03 17:46:10

ISIS路由协议（理论+实验案例）

文章目录

ISIS区域划分
IS-IS路由计算过程
IS-IS路由器类型
IS-IS协议报文
IS-IS网络类型
邻居关系建立
DIS及DIS与DR的类比
链路状态信息的交互
IS-IS 故障案例分析
IS-IS 实验案例

 IS-IS和OSPF一样，是一种基于链路状态并使用最短路径优先算法进行路由计算的一种IGP协议。可以在CLNP和IP环境中运行，采用TLV设计，扩展性好，目前在大型ISP的网络中被广泛部署。

ISIS区域划分

 同OSPF 一样，IS-IS 也采用分层路由域的设计，支持区域划分，但IS-IS 区域的定义与OSPF 有很大的差异。OSPF 区域的边界是路由器，而IS-IS 中区域的边界是链路。对于一台运行IS-IS 的路由器而言，它只能属于一个区域。另外处于区域不同的位置也决定了路由器不同的角色分类

IS-IS路由计算过程

 作为基于链路状态算法的路由协议，IS-IS的路由计算过程与OSPF基本类似，也是基于同步的链路状态数据库运行SPF算法计算出去往目的地的路由信息。
 邻接关系建立
 相邻的路由器会形成IS-IS邻接关系。只有邻接关系建立好后，路由器之间才会交互各自知道的链路状态信息（LSP）。（IS-IS中链路状态信息是直接封装在LSP中的。）
 LSDB同步
 邻接关系建立好后，每个IS-IS路由器会把自己的LSP通告给自己的邻居，同时接收邻居通告给自己的LSP，也会把自己知道的其他路由器的LSP通告给邻居。每个路由器会保存自己收到的LSP，所有LSP的集合叫做LSDB。
 SPF路由计算
 LSDB同步后，每个IS-IS路由器以自己为根，运行SPF算法。运算的结果是以自己为根的一棵最短路径树。
 路由表生成
 根据SPF树，每台路由器就能计算出各自的路由信息，并添加到路由表。

IS-IS路由器类型

 Level-1路由器（只能创建level-1的LSDB）
 Level-2路由器（只能创建level-2的LSDB）
 Level-1-2路由器（路由器默认的类型，能同时创建level-1和level-2的LSDB ）

IS-IS协议报文

IS-IS网络类型

 （1）点到点网络（P2P）。是指只把两台路由器直接相连的网络。常见的链路层协议有PPP、HDLC，建议把NBMA 网络配置成点到点网络。
 （2）广播型网络（Broadcast Multiple Access）。是指支持两台以上路由器，并且具有广播能力的网络。常见的链路层协议有Ethernet、Token Ring 等。
 IS-IS 理论上不支持NBMA 和点到多点网络类型，如果需要在NBMA 和点到多点的网络上部署IS-IS路由协议，可通过划分子接口的方式，把NBMA 和点到多点转化为多个点到点的网络类型。

邻居关系建立

 在P2P链路上，分为两次握手机制和三次握手机制。

两次握手只要路由器收到对端发来的Hello报文，就单方面宣布邻居为up状态，建立邻居关系，不过容易存在单通风险。
通过三次发送P2P的IS-IS Hello PDU最终建立起邻居关系，与广播链路邻居关系的建立情况相同。

 在广播链路上，使用LAN IIH报文执行三次握手建立邻居关系。

当收到邻居发送的Hello PDU报文里面没有自己的system ID的时候，状态机进入initialized。
只有收到邻居发过来的Hello PDU有自己的system ID才会up，排除了链路单通的风险。
广播网络中邻居up后会选举DIS(虚节点)，DIS的功能类似OSPF的DR(指定路由器)。

DIS及DIS与DR的类比

链路状态信息的交互

 P2P网络LSDB同步过程：

建立邻居关系之后，RTA与RTB会先发送CSNP给对端设备。如果对端的LSDB与CSNP没有同步，则发送PSNP请求索取相应的LSP。
假定RTB向RTA索取相应的LSP，此时向RTA发送PSNP。RTA发送RTB请求的LSP的同时启动LSP重传定时器，并等待RTB发送PSNP作为收到LSP的确认。
如果在接口LSP重传定时器超时后，RTA还没有收到RTB发送的PSNP报文作为应答，则重新发送该LSP直至收到RTB的PSNP报文作为确认。

 MA网络中新加入的路由器与DIS 的LSDB同步交互过程：

假设新加入的路由器RTC已经与RTB（DIS）和RTA建立了邻居关系。
建立邻居关系之后，RTC将自己的LSP发往组播地址（Level-1：01-80-C2-00-00-14；Level-2：01-80-C2-00-00-15）。这样网络上所有的邻居都将收到该LSP。
该网段中的DIS会把收到RTC的LSP加入到LSDB中，并等待CSNP报文定时器超时（DIS每隔10秒发送CSNP报文）并发送CSNP 报文，进行该网络内的LSDB同步。
RTC收到DIS发来的CSNP报文，对比自己的LSDB数据库，然后向DIS发送PSNP报文请求自己没有的LSP（如RTA和RTB的LSP就没有）。
RTB作为DIS收到该PSNP报文请求后向RTC发送对应的LSP进行LSDB 的同步。

IS-IS 故障案例分析

IS-IS邻居无法建立时，可按下面几点进行排障

① 检查接口状态是否为Up。
② 检查System ID配置是否正确。
③ 检查邻居两端Level是否匹配。
④ 检查邻居两端是否在同一Area。
⑤ 检查邻居两端是否在同一网段。
⑥ 检查路由器上是否配置了相同的接口认证方式和密码。
⑦ 检查邻居两端Hello报文是否正常收发。

IS-IS 实验案例

一个ISIS的简单实验案例

拓扑图

每个路由器的配置

AR1

#
 sysname AR1
#
isis 1
 is-level level-1
 network-entity 49.0001.0000.0000.0001.00
#
interface Serial1/0/0
 ip address 10.1.12.1 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.1.13.1 255.255.255.0 
 isis enable 1
#

AR2

#
 sysname AR2
#
isis 1
 is-level level-1
 network-entity 49.0001.0000.0000.0002.00
#
interface Serial1/0/0
 ip address 10.1.12.2 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.1.24.2 255.255.255.0 
 isis enable 1
#

AR3

#
 sysname AR3
#
isis 1
 network-entity 49.0001.0000.0000.0003.00
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.1.13.3 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.1.35.3 255.255.255.0 
 isis enable 1
#

AR4

#
 sysname AR4
#
isis 1
 network-entity 49.0001.0000.0000.0004.00
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.1.24.4 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 10.1.45.4 255.255.255.0 
 isis enable 1
#

AR5

#
 sysname AR5
#
isis 1
 is-level level-2
 network-entity 49.0002.0000.0000.0005.00
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.1.56.5 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.1.35.5 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 10.1.45.5 255.255.255.0 
 isis enable 1
#

AR6

#
 sysname AR6
#
isis 1
 network-entity 49.0003.0000.0000.0006.00
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.1.56.6 255.255.255.0 
 isis enable 1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.1.67.6 255.255.255.0 
 isis enable 1
#

AR7

#
 sysname AR7
#
isis 1
 is-level level-1
 network-entity 49.0003.0000.0000.0007.00
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.1.67.7 255.255.255.0 
 isis enable 1
#

验证

**本文中的部分内容来自网络、相关书籍和华为官方资料**

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