前言:
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中間系統到中間系統IS-IS(Intermediate System to Intermediate System)屬于內部網關協議IGP(Interior Gateway Protocol),用于自治系統內部
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IS-IS也是一種鏈路狀態協議,使用最短路徑優先SPF(Shortest Path First)算法進行路由計算
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隨著TCP/IP協議的流行,為了提供對IP路由的支持,IETF在RFC1195中對IS-IS進行了擴充和修改,使它能夠同時應用在TCP/IP和OSI環境中,稱為集成IS-IS(Integrated?IS-IS或Dual?IS-IS)
IS-IS的基本概念
? ?IS-IS的路由器的分類
1. Level 1路由器(L1路由器)
功能定義
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作用范圍:僅負責同一區域內的路由,只與屬于同一區域的Level-1和Level-1-2路由器形成鄰居關系,屬于不同區域的Level-1路由器不能形成鄰居關系
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數據庫內容:僅維護本區域(Level 1)的鏈路狀態數據庫(LSDB),該LSDB包含本區域的路由信息,到本區域外的報文轉發給最近的Level-1-2路由器
特點
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類似OSPF的“非骨干區域路由器”:無法直接參與跨區域路由,Level-1路由器必須通過Level-1-2路由器才能連接至其他區域
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NET地址要求:所有L1路由器的NET地址必須具有相同的Area ID(區域標識符)
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默認路由:Level 1區域內的路由器默認通過L1/L2路由器生成一條默認路由(0.0.0.0/0)指向骨干區域
2. Level 2路由器(L2路由器)
功能定義
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作用范圍:負責區域間路由,構成IS-IS的骨干區域(類似OSPF的Area 0),它可以與同一或者不同區域的Level-2路由器或者同一或者其它區域的Level-1-2路由器形成鄰居關系
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數據庫內容:維護骨干區域(Level 2)的LSDB,包含所有區域間拓撲信息
特點
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類似OSPF的“骨干區域路由器”:所有跨區域流量必須經過L2路由器
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NET地址要求:不同區域的L2路由器可以屬于不同的Area ID,但必須通過L2鏈路互聯
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連接要求:路由域中Level-2級別的路由器必須是物理連續的,以保證骨干網的連續性。只有Level-2級別的路由器才能直接與區域外的路由器交換數據報文或路由信息
3. Level 1-2路由器(L1/L2路由器)
功能定義
- 數據庫內容:Level-1-2路由器維護兩個LSDB,Level-1的LSDB和Level-2的LSDB
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雙重角色:同時參與Level 1和Level 2的路由
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Level 1角色:維護本區域的LSDB,處理區域內路由
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Level 2角色:維護骨干區域的LSDB,處理區域間路由
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它可以與同一區域的Level-1和Level-1-2路由器形成Level-1鄰居關系,也可以與同一區域或其他區域的Level-2和其他區域的Level-1-2路由器形成Level-2的鄰居關系
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特點
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類似OSPF的“區域邊界路由器(ABR)”:連接Level 1和Level 2區域,是區域間通信的橋梁,Level-1路由器必須通過Level-1-2路由器才能連接至其他區域
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NET地址要求:必須同時屬于本區域(Level 1)的Area ID,并通過Level 2鏈路與其他L2路由器互聯
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連接要求:一臺L1/L2路由器只能屬于一個Level 1區域,但可以連接到多個Level 2鏈路(骨干區域)
IS-IS原理
IS-IS只支持兩種類型的網絡,根據物理鏈路不同可分為廣播鏈路和點到點鏈路
IS-IS的區域劃分是基于路由器的
IS的接口開銷值無論接口帶寬有多大,缺省時一直為10
路徑的開銷等于本路由器到達目的網段沿途的所有鏈路的開銷總和
原理:
? ? IS-IS是一種鏈路狀態路由協議,每一臺路由器都會生成一個LSP,它包含了該路由器所有IS-IS協議接口的鏈路狀態信息。通過跟相鄰設備建立IS-IS鄰接關系,互相更新本地設備的LSDB,可以使得LSDB與整個IS-IS網絡的其他設備的LSDB實現同步。然后根據LSDB運用SPF算法計算出IS-IS路由。如果此IS-IS路由是到目的地址的最優路由,則此路由會下發到IP路由表中,并指導報文的轉發
IS接口的開銷的分類:
- 接口開銷:為單個接口設置開銷
- 全局開銷:為所有接口設置開銷
- 自動計算開銷:根據接口帶寬自動計算開銷
IS-IS鄰接關系建立原則:
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只有同一層次的相鄰路由器才有可能成為鄰居
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對于Level-1路由器來說,區域號必須一致
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鏈路兩端IS-IS接口的網絡類型必須一致
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鏈路兩端的IS-IS接口的地址必須處于同一網段(默認情況下)
DIS和偽節點
Level-1和Level-2的DIS是分別選舉的,用戶可以為不同級別的DIS選舉設置不同的優先級
不同級別的DIS可以是同一臺路由器,也可以是不同的路由器
1. DIS(Designated Intermediate System)
作用與選舉機制
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功能:
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在廣播網絡中,IS-IS需要在所有的路由器中選舉一個路由器作為DIS,DIS用來創建和更新偽節點(Pseudonode),并負責生成偽節點的鏈路狀態協議數據單元LSP,用來描述這個網絡上有哪些網絡設備
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選舉規則:
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優先級(Priority):范圍0-127,默認64。優先級越高,越可能成為DIS,優先級為0時候仍需要選舉
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System ID:若優先級相同,選擇MAC地址或手動配置的System ID較大的路由器
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特點:
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無備份DIS:IS-IS不選舉備份DIS,當前DIS失效后立即重新選舉,DIS發送Hello PDU的時間間隔是普通路由器的1/3(3秒),這樣可以確保DIS出現故障時能夠被更快捷地被發現
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搶占式選舉:新加入的高優先級路由器可立即成為DIS
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2. 偽節點(Pseudonode)
概念與作用
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定義:
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偽節點是IS-IS協議為廣播網絡(如以太網)創建的邏輯實體,并非真實存在的路由器。它由DIS(Designated Intermediate System)模擬生成
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偽節點的標識為DIS的System ID + 一個字節的偽節點ID(通常為非零值),例如
0010.0100.1001.01
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功能:
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簡化拓撲計算:在SPF(最短路徑優先)計算中,偽節點表示廣播網絡,替代實際多個鄰接關系,使路由器產生的LSP長度較小
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減少LSP泛洪:所有非DIS路由器僅需向偽節點報告鏈路狀態,避免全網泛洪
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