ISIS协议原理讲解
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Link State Packets (LSP)
Level 1 LSP和 Level 2 LSP
Complete Sequence Number packets (CSNP)
Level 1 CSNP和 Level 2 CSNP
Partial Sequence Number Packets (PSNP)
ARP，ICMP，IRDP等
Page 6
IS-IS协议基本特点(二)
直接运行于链路层之上 与大多数路由协议不同，IS-IS 直接运 行于链路层之上
数据链路层头 IS-IS固定报
(OSI Family 文头(第一个
oxFEFE)
字节是0x83)
IS-IS TLVs (Type Length Value三元组集)
IS-IS邻接关系建立
两台运行IS-IS的路由器在交互协议报文实现路 由功能之前必须首先建立邻接关系。在不同类 型的网络上，IS-IS的邻接建立方式并不相同。 目前IS-IS支持如下两类网络：
点到点网络 广播网络
IS-IS邻接关系建立需要遵循的基本原则
只有同一层次的相邻路由器才有可能成为邻接体 对于Level-1路由器来说要求区域号一致 同一网段检查
IIH (sys id=2, neighbor=1) IIH IIH
L1: sys id: 2
广播网上邻接关系建立特点
Page 29
广播网上的指定路由器：DIS
DIS 伪节点
DIS：Designated IS 指定中间系统，相当于OSPF的DR 功能：在广播网络中创建和更新伪结点 伪节点的定义及优点
TLV编码的优点： 可扩展性好，如果想增加对于新特性的支持，只需增加新 的TLV类型
Page 9
第1章 IS-IS协议概述
第1节 IS-IS协议发展史 第2节 IS-IS协议基本特点 第3节 IS-IS协议基本概念
Page 10
IS-IS协议相关术语(一)
缩略语 IS ES
DIS SysID PDU LSP
IIH IIH
点到点邻接关系建立特点
Page 28
广播网络上邻接关系
L1: sys id: 1
Neighbor 2 initialized neighbor2 established
multicast
IIH (sys id=1, neighbor=null) multicast
IIH (sys id=2, neighbor=null)
部分序列号数据包
完全序列号数据包
IP中对应的概念 IP地址 --------
OSPF中的Hello报文 OSPF的ACK报文或LSR报文
OSPF的DD报文
Page 12
OSI网络层地址编码方式
OSI网络层地址编码方式: NSAP
IDP
AFI
IDI
DSP
High Order Dsp
System ID
Level 1 PSNP和 Level 2 PSNP
Page 24
第1章 IS-IS协议概述 第2章 IS-IS协议工作原理 第3章 IS-IS vs. OSPF
Page 25
第2章 IS-IS协议工作原理
第1节 邻接关系的建立 第2节 链路状态数据库的泛洪 第3节 路由的计算
Page 26
IS-IS协议基本特点(一)
属于ISO协议族
IS-IS是ISO定义的OSI协议栈中无连接网络服务 CLNS (Connectionless Network Service)的一部分
CLNS由以下三个协议构成:
CLNP：类似于TCP/IP中的IP协议 IS-IS：中间系统间的路由协议 ES-IS：主机系统与中间系统间的协议，就象IP中的
IP中对应的概念 Router 路由器
Host主机
Designated Router (DR) OSPF中的选举路由器
OSPF中的Router ID IP报文
OSPF中的LSA 用来描述链路状态
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IS-IS协议相关术语(二)
缩略语 NSAP NET
IIH PSNP CSNP
OSI中的概念 Network Service Access Point 网络服务访问点(网络层地址) Network Entity Title 网络实体标记 IS to IS Hello PDU IS到IS间Hello
可能有两个级别的链路状态数据库 L1用来作为区域内路由；L2用来作为区域间路由 完成它所在的区域和骨干之间的路由信息的交换，将
L1 LSDB中的路由信息转换到L2 LSDB中，以在骨干中 传播，既承担L1的职责也承担L2的职责 通常位于区域边界上
Page 19
骨干区的连续性
Page 20
与OSPF不同，它的选举是抢占式，可预见的；IS-IS中不存 在备份DIS，当一个DIS不能工作时，直接选举另一个
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第2章 IS-IS协议工作原理
第1节 邻接关系的建立 第2节 链路状态数据库的泛洪 第3节 路由的计算
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链路状态协议数据单元：LSP
以下三个标志组合起来用来唯一标识一个LSP节
1字 节
NSAP即Network Service Access Point，相当于OSI的网络层协 议CLNP的地址。
一个NSAP由三个部分组成：区域地址，System ID和n-selector
Page 13
NET
网络标识实体: NET NET即Network Entity Titles，是一个特殊的NSAP地址，其中n-
OSI中的概念 Intermediate System 中间系统
End System 端系统
Designated Intermediate System 指派中间系统
System ID 系统ID Protocol Data Unit 报文数据单元
Link state Protocol Data Unit 链路状态协议数据单元
IS-IS的发展 IETF在RFC1195中增加了IS-IS对于IP的支持， IS-IS发展成为Integrated IS-IS(或者称为Dual IS-IS)
Page 4
第1章 IS-IS协议概述
第1节 IS-IS协议发展史 第2节 IS-IS协议基本特点 第3节 IS-IS协议基本概念
Page 5
那样是同一台路由器上不同的接口可以属于不同的 区域 对于Level-1路由器来说，只有属于同一区域才可以 建立邻居，对于Level-2路由器则没有此同一区域限 制
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IS-IS协议适用的网络类型
网络类型
P-2-P网络
PPP
广播网络
Ethernet，Token Ring等
L2 L12
正确，该路由 器必须是L2的， 保证了骨干区
的连续性!!!
Area 49.0002 L1
区域
区域（Areas）
IS-IS允许将整个路由域分为多个区域 区域之间通过L2(L1/L2)路由器相连接 一个路由器目前最多有3个Area ID(IOS和VRP的实现) 一个路由器必须整个属于某个区域，而不能象OSPF
TLV编码方式 TLV即type-length-value。TLV编码方式一种高效率，扩展 性好的协议报文编码方式。也称为CLV编码(code-lengthvalue)
➢ T--Type ：采用不同的值定义不同类型 ➢ L--Length ：整个TLV三元组的长度 ➢ V--Value ：本TLV的实际内容，最重要的部分
IS-IS协议不能真正支持NBMA网络，可以将NBMA链 路配置成子接口来支持。子接口类型为：P-2-P或者 广播网络
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IS-IS协议的报文类型
IS-IS协议的9种报文类型
IS-IS Hello Packets (IIH)
Level 1 LAN IS-IS Hello Level 2 LAN IS-IS Hello Point-to-point Hello
Page 7
IS-IS协议基本特点(三)
链路状态路由协议
与OSPF功能类似，但是各有特点
支持IP，OSI两种路由
可以在IP和OSI双重环境中工作
支持灵活的TLV编址方式，协议扩展性好 路由收敛速度快，结构清晰，适合于大规
模网络。近年来得到越来越广泛的应用
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IS-IS协议基本特点(四)
IS-IS协议原理
第1章 IS-IS协议概述 第2章 IS-IS协议工作原理 第3章 IS-IS vs. OSPF
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第1章 IS-IS协议概述
第1节 IS-IS协议发展史 第2节 IS-IS协议基本特点 第3节 IS-IS协议基本概念
Page 3
IS-IS协议的发展史
IS-IS的产生 IS-IS最早是ISO为CLNP(Connectionless Network Protocol)而设计的动态路由协议 (ISO/IEC 10589或RFC 1142)
selector部分为0 NET是OSI协议栈中网络设备本身的标识 作为特殊的NSAP，一个NET至少为8个字节，最多20个字节
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分层
层次性：IS-IS有两个级别，区分两个层次
Level-1：普通区域(Areas)叫Level-1(L1) Level-2 ：骨干区(Backbone)叫Level-2(L2)
SourceID(产生该LSP的结点或伪结点的SysID)； Pseudonode ID：对普通LSP为0；对Pseudonode
LSP非0，这是区分一个LSP是否是伪结点产生的标 志； LSP number：分片号(产生的LSP大于LSP MTU将分 片)
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点到点邻接关系
L1: 0010.0000.0001
L1: 0010.0000.0002
neighbor 0010.0000.0002
null
neighbor 0010.0000.0002
up
IIH
IIH IIH (Circuit Type: L1, source id:0010.0000.0001, holding timer:30s, supported protocol: IP ) IIH (Circuit Type: L1, source id:0010.0000.0002, holding timer:30s, supported protocol: IP )
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Level-2路由器
可以与其他区域的L2路由器形成邻居 参与骨干区的路由 保存整个骨干区的路由信息 L1/2路由器同时可以参与L1路由
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Level-1-2路由器
L1/L2 路由器
可以和本区域的任何级别路由器形成邻居关系；可以 和其它区域相邻的L2或L1/L2路由器形成邻居关系
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DIS选举规则
DIS由LAN IIH报文选举，具备最高优先级的路由器会被当 选。如果所有路由器优先级相同，则最高MAC地址者当选
Level-1和Level-2的DIS是分别选举的，选举结果可能不是 同一个IS
DIS发送Hello数据包的时间间隔 是普通路由器的1/3，这样 可以保证DIS失效可以被快速检测到
骨干区Backbone是连续的Level2路由器的集合；由 所有的L2(含L1/L2)路由器组成，注意必须是连续 (连通)的
L1和L2运行相同的SPF算法 一个路由器可能同时参与L1和L2
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IS-IS的分层路由域
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L1 Area 49.0001 L12 Backbone L1
L1
L1 Area 49.0003 L12 L2
L12
Area 49.0002 L1
Level-1路由器
只与本区域的路由器形成邻居 只参与本区域内的路由，只保留本区域的数据库信息 通过与自己相连的L1/2路由器的ATT bit寻找与自己最近的L1/2路由器 通过发布指向离自己最近的L1/2路由器的缺省路由，访问其他区域
L1
Area 49.0001
L1L2
Backbon e
L1
L1
L1
Area 49.0003 L12
L1 L12
错！该路由器 必须是L2的， 以保证骨干区
的连续性!!!
Area 49.0002 L1
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骨干区的连续性
L1
Area 49.0001
L1L2 Backbone
L1
L1
L1
Area 49.0003 L12
Level 1 LSP和 Level 2 LSP
Complete Sequence Number packets (CSNP)
Level 1 CSNP和 Level 2 CSNP
Partial Sequence Number Packets (PSNP)
ARP，ICMP，IRDP等
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IS-IS协议基本特点(二)
直接运行于链路层之上 与大多数路由协议不同，IS-IS 直接运 行于链路层之上
数据链路层头 IS-IS固定报
(OSI Family 文头(第一个
oxFEFE)
字节是0x83)
IS-IS TLVs (Type Length Value三元组集)
IS-IS邻接关系建立
两台运行IS-IS的路由器在交互协议报文实现路 由功能之前必须首先建立邻接关系。在不同类 型的网络上，IS-IS的邻接建立方式并不相同。 目前IS-IS支持如下两类网络：
点到点网络 广播网络
IS-IS邻接关系建立需要遵循的基本原则
只有同一层次的相邻路由器才有可能成为邻接体 对于Level-1路由器来说要求区域号一致 同一网段检查
IIH (sys id=2, neighbor=1) IIH IIH
L1: sys id: 2
广播网上邻接关系建立特点
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广播网上的指定路由器：DIS
DIS 伪节点
DIS：Designated IS 指定中间系统，相当于OSPF的DR 功能：在广播网络中创建和更新伪结点 伪节点的定义及优点
TLV编码的优点： 可扩展性好，如果想增加对于新特性的支持，只需增加新 的TLV类型
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第1章 IS-IS协议概述
第1节 IS-IS协议发展史 第2节 IS-IS协议基本特点 第3节 IS-IS协议基本概念
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IS-IS协议相关术语(一)
缩略语 IS ES
DIS SysID PDU LSP
IIH IIH
点到点邻接关系建立特点
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广播网络上邻接关系
L1: sys id: 1
Neighbor 2 initialized neighbor2 established
multicast
IIH (sys id=1, neighbor=null) multicast
IIH (sys id=2, neighbor=null)
部分序列号数据包
完全序列号数据包
IP中对应的概念 IP地址 --------
OSPF中的Hello报文 OSPF的ACK报文或LSR报文
OSPF的DD报文
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OSI网络层地址编码方式
OSI网络层地址编码方式: NSAP
IDP
AFI
IDI
DSP
High Order Dsp
System ID
Level 1 PSNP和 Level 2 PSNP
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第1章 IS-IS协议概述 第2章 IS-IS协议工作原理 第3章 IS-IS vs. OSPF
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第2章 IS-IS协议工作原理
第1节 邻接关系的建立 第2节 链路状态数据库的泛洪 第3节 路由的计算
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IS-IS协议基本特点(一)
属于ISO协议族
IS-IS是ISO定义的OSI协议栈中无连接网络服务 CLNS (Connectionless Network Service)的一部分
CLNS由以下三个协议构成:
CLNP：类似于TCP/IP中的IP协议 IS-IS：中间系统间的路由协议 ES-IS：主机系统与中间系统间的协议，就象IP中的
IP中对应的概念 Router 路由器
Host主机
Designated Router (DR) OSPF中的选举路由器
OSPF中的Router ID IP报文
OSPF中的LSA 用来描述链路状态
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IS-IS协议相关术语(二)
缩略语 NSAP NET
IIH PSNP CSNP
OSI中的概念 Network Service Access Point 网络服务访问点(网络层地址) Network Entity Title 网络实体标记 IS to IS Hello PDU IS到IS间Hello
可能有两个级别的链路状态数据库 L1用来作为区域内路由；L2用来作为区域间路由 完成它所在的区域和骨干之间的路由信息的交换，将
L1 LSDB中的路由信息转换到L2 LSDB中，以在骨干中 传播，既承担L1的职责也承担L2的职责 通常位于区域边界上
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骨干区的连续性
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与OSPF不同，它的选举是抢占式，可预见的；IS-IS中不存 在备份DIS，当一个DIS不能工作时，直接选举另一个
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第2章 IS-IS协议工作原理
第1节 邻接关系的建立 第2节 链路状态数据库的泛洪 第3节 路由的计算
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链路状态协议数据单元：LSP
以下三个标志组合起来用来唯一标识一个LSP节
1字 节
NSAP即Network Service Access Point，相当于OSI的网络层协 议CLNP的地址。
一个NSAP由三个部分组成：区域地址，System ID和n-selector
Page 13
NET
网络标识实体: NET NET即Network Entity Titles，是一个特殊的NSAP地址，其中n-
OSI中的概念 Intermediate System 中间系统
End System 端系统
Designated Intermediate System 指派中间系统
System ID 系统ID Protocol Data Unit 报文数据单元
Link state Protocol Data Unit 链路状态协议数据单元
IS-IS的发展 IETF在RFC1195中增加了IS-IS对于IP的支持， IS-IS发展成为Integrated IS-IS(或者称为Dual IS-IS)
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第1章 IS-IS协议概述
第1节 IS-IS协议发展史 第2节 IS-IS协议基本特点 第3节 IS-IS协议基本概念
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那样是同一台路由器上不同的接口可以属于不同的 区域 对于Level-1路由器来说，只有属于同一区域才可以 建立邻居，对于Level-2路由器则没有此同一区域限 制
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IS-IS协议适用的网络类型
网络类型
P-2-P网络
PPP
广播网络
Ethernet，Token Ring等
L2 L12
正确，该路由 器必须是L2的， 保证了骨干区
的连续性!!!
Area 49.0002 L1
区域
区域（Areas）
IS-IS允许将整个路由域分为多个区域 区域之间通过L2(L1/L2)路由器相连接 一个路由器目前最多有3个Area ID(IOS和VRP的实现) 一个路由器必须整个属于某个区域，而不能象OSPF
TLV编码方式 TLV即type-length-value。TLV编码方式一种高效率，扩展 性好的协议报文编码方式。也称为CLV编码(code-lengthvalue)
➢ T--Type ：采用不同的值定义不同类型 ➢ L--Length ：整个TLV三元组的长度 ➢ V--Value ：本TLV的实际内容，最重要的部分
IS-IS协议不能真正支持NBMA网络，可以将NBMA链 路配置成子接口来支持。子接口类型为：P-2-P或者 广播网络
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IS-IS协议的报文类型
IS-IS协议的9种报文类型
IS-IS Hello Packets (IIH)
Level 1 LAN IS-IS Hello Level 2 LAN IS-IS Hello Point-to-point Hello
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IS-IS协议基本特点(三)
链路状态路由协议
与OSPF功能类似，但是各有特点
支持IP，OSI两种路由
可以在IP和OSI双重环境中工作
支持灵活的TLV编址方式，协议扩展性好 路由收敛速度快，结构清晰，适合于大规
模网络。近年来得到越来越广泛的应用
Page 8
IS-IS协议基本特点(四)
IS-IS协议原理
第1章 IS-IS协议概述 第2章 IS-IS协议工作原理 第3章 IS-IS vs. OSPF
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第1章 IS-IS协议概述
第1节 IS-IS协议发展史 第2节 IS-IS协议基本特点 第3节 IS-IS协议基本概念
Page 3
IS-IS协议的发展史
IS-IS的产生 IS-IS最早是ISO为CLNP(Connectionless Network Protocol)而设计的动态路由协议 (ISO/IEC 10589或RFC 1142)
selector部分为0 NET是OSI协议栈中网络设备本身的标识 作为特殊的NSAP，一个NET至少为8个字节，最多20个字节
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分层
层次性：IS-IS有两个级别，区分两个层次
Level-1：普通区域(Areas)叫Level-1(L1) Level-2 ：骨干区(Backbone)叫Level-2(L2)
SourceID(产生该LSP的结点或伪结点的SysID)； Pseudonode ID：对普通LSP为0；对Pseudonode
LSP非0，这是区分一个LSP是否是伪结点产生的标 志； LSP number：分片号(产生的LSP大于LSP MTU将分 片)
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点到点邻接关系
L1: 0010.0000.0001
L1: 0010.0000.0002
neighbor 0010.0000.0002
null
neighbor 0010.0000.0002
up
IIH
IIH IIH (Circuit Type: L1, source id:0010.0000.0001, holding timer:30s, supported protocol: IP ) IIH (Circuit Type: L1, source id:0010.0000.0002, holding timer:30s, supported protocol: IP )
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Level-2路由器
可以与其他区域的L2路由器形成邻居 参与骨干区的路由 保存整个骨干区的路由信息 L1/2路由器同时可以参与L1路由
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Level-1-2路由器
L1/L2 路由器
可以和本区域的任何级别路由器形成邻居关系；可以 和其它区域相邻的L2或L1/L2路由器形成邻居关系
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DIS选举规则
DIS由LAN IIH报文选举，具备最高优先级的路由器会被当 选。如果所有路由器优先级相同，则最高MAC地址者当选
Level-1和Level-2的DIS是分别选举的，选举结果可能不是 同一个IS
DIS发送Hello数据包的时间间隔 是普通路由器的1/3，这样 可以保证DIS失效可以被快速检测到
骨干区Backbone是连续的Level2路由器的集合；由 所有的L2(含L1/L2)路由器组成，注意必须是连续 (连通)的
L1和L2运行相同的SPF算法 一个路由器可能同时参与L1和L2
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IS-IS的分层路由域
Page 16
L1 Area 49.0001 L12 Backbone L1
L1
L1 Area 49.0003 L12 L2
L12
Area 49.0002 L1
Level-1路由器
只与本区域的路由器形成邻居 只参与本区域内的路由，只保留本区域的数据库信息 通过与自己相连的L1/2路由器的ATT bit寻找与自己最近的L1/2路由器 通过发布指向离自己最近的L1/2路由器的缺省路由，访问其他区域
L1
Area 49.0001
L1L2
Backbon e
L1
L1
L1
Area 49.0003 L12
L1 L12
错！该路由器 必须是L2的， 以保证骨干区
的连续性!!!
Area 49.0002 L1
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骨干区的连续性
L1
Area 49.0001
L1L2 Backbone
L1
L1
L1
Area 49.0003 L12