IS-IS理论知识详解(一)
首页 > HuaWei > 路由配置   作者:浙江思唯网络  2016年7月27日 12:16 星期三  字号:   评论:0 条
时间:2016-7-27 12:16   评论:0 条 

IS-IS理论知识详解一

    1IS-IS简介

    中间系统到中间系统IS-ISIntermediate System to Intermediate System)属于内部网关协议IGPInterior Gateway Protocol),用于自治系统内部。IS-IS也是一种链路状态协议,使用最短路径优先SPFShortest Path First)算法进行路由计算。

    IS-IS是国际标准化组织ISOthe International Organization for Standardization)为它的无连接网络协议CLNPConnectionLess Network Protocol)设计的一种动态路由协议。

    随着TCP/IP协议的流行,为了提供对IP路由的支持,IETFInternet Engineering Task Force )在RFC1195中对IS-IS进行了扩充和修改,使它能够同时应用在TCP/IPOSIOpen System Interconnection)环境中,称为集成IS-ISIntegrated IS-ISDual IS-IS)。

    本文中所指的IS-IS,如不加特殊说明,均指集成IS-IS

    随着IPv6网络的建设,同样需要动态路由协议为IPv6报文的转发提供准确有效的路由信息。IS-IS路由协议结合自身具有良好的扩展性的特点,实现了对IPv6网络层协议的支持,可以发现、生成和转发IPv6路由。

 

    2IS-IS拓扑结构

    为了支持大规模的路由网络,IS-IS在自治系统内采用骨干区域与非骨干区域两级的分层结构。

    一般来说,将Level-1路由器部署在非骨干区域,Level-2路由器和Level-1-2路由器部署在骨干区域。每一个非骨干区域都通过Level-1-2路由器与骨干区域相连。

    IS-IS拓扑结构图一.png

                                       图1 IS-IS拓扑结构图一

    如上图1所示为一个运行IS-IS协议的网络,它与OSPF的多区域网络拓扑结构非常相似。整个骨干区域不仅包括Area1中的所有路由器,还包括其它区域的Level-1-2路由器。

     IS-IS拓扑结构图二.png

                                           图2 IS-IS拓扑结构图二

    如上图2所示是IS-IS的另外一种拓扑结构图。在这个拓扑中,Level-2级别的路由器没有在同一个区域,而是分别属于不同的区域。此时所有物理连续的Level-1-2Level-2路由器就构成了IS-IS的骨干区域。

    通过以上两种拓扑结构图可以体现IS-ISOSPF的不同点:

    IS-IS中,每个路由器都只属于一个区域;而在OSPF中,一个路由器的不同接口可以属于不同的区域。

    IS-IS中,单个区域没有骨干与非骨干区域的概念;而在OSPF中,Area0被定义为骨干区域。

    IS-IS中,Level-1Level-2级别的路由都采用SPF算法,分别生成最短路径树SPTShortest Path Tree);而在OSPF中,只有在同一个区域内才使用SPF算法,区域之间的路由需要通过骨干区域来转发。

 

    3IS-IS路由器的分类

    1Level-1路由器

    Level-1路由器负责区域内的路由,它只与属于同一区域的Level-1Level-1-2路由器形成邻居关系,属于不同区域的Level-1路由器不能形成邻居关系。

    Level-1路由器只负责维护Level-1的链路状态数据库LSDBLink State Database),该LSDB包含本区域的路由信息,到本区域外的报文转发给最近的Level-1-2路由器。

    2Level-2路由器

    Level-2路由器负责区域间的路由,它可以与同一或者不同区域的Level-2路由器或者其它区域的Level-1-2路由器形成邻居关系。Level-2路由器维护一个Level-2LSDB,该LSDB包含区域间的路由信息。

    所有Level-2级别(即形成Level-2邻居关系)的路由器组成路由域的骨干网,负责在不同区域间通信。路由域中Level-2级别的路由器必须是物理连续的,以保证骨干网的连续性。只有Level-2级别的路由器才能直接与区域外的路由器交换数据报文或路由信息。

    3Level-1-2路由器

    同时属于Level-1Level-2的路由器称为Level-1-2路由器,它可以与同一区域的Level-1Level-1-2路由器形成Level-1邻居关系,也可以与其他区域的Level-2Level-1-2路由器形成Level-2的邻居关系。Level-1路由器必须通过Level-1-2路由器才能连接至其他区域。

    Level-1-2路由器维护两个LSDBLevel-1LSDB用于区域内路由,Level-2LSDB用于区域间路由。

 

    4IS-IS的网络类型

    IS-IS只支持两种类型的网络,根据物理链路不同可分为:广播链路:如EthernetToken-Ring等;点到点链路:如PPPHDLC等。

    对于NBMANon-Broadcast Multi-Access)网络,需对其配置子接口,并注意子接口类型应配置为P2PIS-IS不能在点到多点链路P2MPPoint to MultiPoint)上运行。

 

    5IS-ISDIS和伪节点

    在广播网络中,IS-IS需要在所有的路由器中选举一个路由器作为DISDesignated Intermediate System)。DIS用来创建和更新伪节点(Pseudonodes),并负责生成伪节点的链路状态协议数据单元LSPLink state Protocol Data Unit),用来描述这个网络上有哪些网络设备。

    伪节点是用来模拟广播网络的一个虚拟节点,并非真实的路由器。在IS-IS中,伪节点用DISSystem ID和一个字节的Circuit ID(非0值)标识。

        IS-IS伪节点示意图 .png

                                     图3 IS-IS伪节点示意图 

    如上图3所示,使用伪节点可以简化网络拓扑,使路由器产生的LSP长度较小。另外,当网络发生变化时,需要产生的LSP数量也会较少,减少SPF的资源消耗。

    Level-1Level-2DIS是分别选举的,用户可以为不同级别的DIS选举设置不同的优先级。

    DIS优先级数值最大的被选为DIS。如果优先级数值最大的路由器有多台,则其中MAC地址最大的路由器会被选中。不同级别的DIS可以是同一台路由器,也可以是不同的路由器。

    IS-IS协议中DISOSPF协议中DRDesignated Router)的区别:

    IS-IS广播网中,优先级为0的路由器也参与DIS的选举,而在OSPF中优先级为0的路由器则不参与DR的选举。

    IS-IS广播网中,当有新的路由器加入,并符合成为DIS的条件时,这个路由器会被选中成为新的DIS,原有的伪节点被删除。此更改会引起一组新的LSP泛洪。而在OSPF中,当一台新路由器加入后,即使它的DR优先级值最大,也不会立即成为该网段中的DR

    IS-IS广播网中,同一网段上的同一级别的路由器之间都会形成邻接关系,包括所有的非DIS路由器之间也会形成邻接关系。而在OSPF中,路由器只与DRBDR建立邻接关系。

    IS-IS广播网上所有的路由器之间都形成邻接关系,但LSDB的同步仍然依靠DIS来保证。

      IS-IS协议的地址结构示意图.png

                                          图4 IS-IS协议的地址结构示意图

    网络服务访问点NSAPNetwork Service Access Point)是OSI协议中用于定位资源的地址。NSAP的地址结构如上图4所示,它由IDPInitial Domain Part)和DSPDomain Specific Part)组成。IDPDSP的长度都是可变的,NSAP总长最多是20个字节,最少8个字节。

    IDP相当于IP地址中的主网络号。它是由ISO规定,并由AFIAuthority and Format Identifier)与IDIInitial Domain Identifier)两部分组成。AFI表示地址分配机构和地址格式,IDI用来标识域。

    DSP相当于IP地址中的子网号和主机地址。它由High Order DSPSystem IDSEL三个部分组成。High Order DSP用来分割区域,System ID用来区分主机,SELNSAP Selector)用来指示服务类型。

    1Area Address

    IDPDSP中的High Order DSP一起,既能够标识路由域,也能够标识路由域中的区域,因此,它们一起被称为区域地址(Area Address),相当于OSPF中的区域编号。同一Level-1区域内的所有路由器必须具有相同的区域地址,Level-2区域内的路由器可以具有不同的区域地址。

    一般情况下,一个路由器只需要配置一个区域地址,且同一区域中所有节点的区域地址都要相同。为了支持区域的平滑合并、分割及转换,在设备的实现中,一个IS-IS进程下最多可配置3个区域地址。

    2System ID

    System ID用来在区域内唯一标识主机或路由器。在设备的实现中,它的长度固定为48bit6字节)。

    在实际应用中,一般使用Router IDSystem ID进行对应。假设一台路由器使用接口Loopback0IP地址168.10.1.1作为Router ID,则它在IS-IS中使用的System ID可通过如下方法转换得到:

    IP地址168.10.1.1的每个十进制数都扩展为3位,不足3位的在前面补0,得到168.010.001.001

    将扩展后的地址分为3部分,每部分由4位数字组成,得到1680.1000.1001。重新组合的1680.1000.1001就是System ID

    实际System ID的指定可以有不同的方法,但要保证能够唯一标识主机或路由器。

    3SEL

    SEL的作用类似IP中的“协议标识符”,不同的传输协议对应不同的SEL。在IPSEL均为00

    网络实体名称NETNetwork Entity Title)指的是设备本身的网络层信息,可以看作是一类特殊的NSAPSEL00)。NET的长度与NSAP的相同,最多为20个字节,最少为8个字节。在路由器上配置IS-IS时,只需要考虑NET即可,NSAP可不必去关注。

    例如有NET为:ab.cdef.1234.5678.9abc.00,则其中Area Addressab.cdefSystem ID1234.5678.9abcSEL00


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