IS-IS讀書筆記

IS-IS的由來

ISO開發了IS-IS，文檔號10589，最早由美國政府和軍方使用，現過波到了運營商。

IS-IS中的術語

System（OSI的術語）= node（節點）（TCP/IP中的術語）

末端系統ES（OSI的術語）=主機節點（TCP/IP中的術語）PC、服務器、打印機等等

中間系統IS（OSI的術語）=網絡節點（TCP/IP中的術語）路由器、接入服務器等等

CLNS：無連接的網絡服務

CONS：面向連接的網絡服務

CLNS取代了CONS

CLNS是OSI開發的一個第三層協議族同，包括如下組件：

1．CLNS無連接的網絡協議，相當於IP協議：對應者CLNS地址和IP地址

2．IS-IS中間系統到中間系統，相當於OSPF或EIGRP，此爲學習重點。OSI模型下廣域網的解決

3．ES-IS末端系統到中間系統。OSI模型下局域網的解決方案

CLNP地址也可叫做CLNS地址、IS-IS地址、OSI地址

IS-IS使用以上地址標識路由器和建鏈路狀態數據庫。

即便是用在一個純IP的環境中，IS-IS仍然使用上述地址來構建鏈路狀態數據庫

IS-IS基本概念

IS-IS的LSDB中只有兩種LSP：指的是路由級別或者層次

1、level 1，放在L1的鏈路狀態數據庫中

2、level 2，放在L2的鏈路狀態數據庫中

路由條目也相應的分爲兩種：

Level 1主內，負責存儲本區域內的拓撲信息。

Level 2主外，負責存儲區域間的拓撲信息。

IS-IS的路由器默認爲L1-2類型的路由器（相當於OSPF的ABR，既能對外也能對內），還可以有L1路由器、L2路由器。IS-IS中沒有常規區域與骨幹區域的劃分，但通常情況下是把L2當成骨幹鏈路，L1當成接入鏈路。

IS-IS的AD是115，metric有如下4種標準（EIGRP只有1種標準5個元素），其中後3種都沒有實用化：

defaul
error
expense
delay

現在只有第一種在用，後三種都不可用。而default標準又分爲如下兩種：

不論接口帶寬就是供這個接口的真實帶寬

1、narrow style（狹義的）：每個接口不論接口帶寬爲多少，開銷都爲定值10，可改動的範圍是0-63，總路徑開銷（接口開銷之）不超過1024 ；

2、wide style（廣義的）：每個接口不論接口帶寬爲多少，開銷都爲定值10，可改動的範圍是0-2²⁴-1，總路徑開銷不超過2^32。

ES-IS的介紹：

負責工作站與中間系統之間建立連接的協議，無需配置，自動激活。

Hello包的分類：

IIH 在路由器之間工作
ESH/ISH 在主機與路由器之間工作

如果IS要去找ES的話，路由器發送的是IS hello包；

如果是ES要去找IS的話，主機發送的是ES hello包；

如果IS要去找IS的話，路由器發送的是IS-IS hello包。

NSAP地址：

OSI中使用的地址叫做NSAP可以對系統進行標識，並說明其所屬區域一個NSAP地址表明了一個系統，而一個IP地址僅表明一個節點上的一個接口TCP/IP下路由器不同接口的IP地址是不同的，OSI下路由器所有接口用一個NSAP地址表示。NSAP地址是變長的，最長只能爲20個字節，高位表示區域，低位表示系統

IDP		DSP
AFI	IDI	High-Order DSP	System ID	NSEL
Variable-Length Area Address（高位）			6 Bytes	1 Byte

區域ID：最短1個字節，最長13個字節

系統ID：定長6個字節

NSEL：定長1個字節，NSAP的服務標識符，指明上層服務應用

NSAP：最短8個字節，最長20個字節

49.0001.1111.1111.1111.00

49：AFI，表示這是一個本地的、內網的地址；48、49就是私網地址

0001：2個字節的區域，要求是本地唯一，但通常都規劃爲全局唯一；

1111.1111.1111：6個字節的系統ID，通常用路由器的以太接口的MAC表示；

00：NSEL，通常都設爲00，因爲對於一個路由器來說它是個三層設備，不需要上層應用；

做實驗時可將上面地址簡化爲0001.1111.1111.1111.00

當NSEL爲00時，就可以把NSAP地址稱之爲NET-Network Entity Title：（網絡實體名）

兩個術語：

SNPA/子網接入點，等同於TCP/IP環境中的二層編址概念；
Circuit ID/電路ID，NSAP表示路由器的所有接口，所以要用電路ID來對路由器的接口進行唯一的標識

TCP/IP環境下的二層編址如下：

局域網：以太網、鄰牌環、802.2、802.3

以太網：ATM、FR、HDLC、PPP、X.25

SNPA=Layer 2 address：

Virtual circuit ID(DLCI on Frame Relay)

MAC address on LAN interfaces

Interfaces uniquely identifled by circuit ID:

On point-to-point interfaces,SNPA is used.

On LANs,circuit ID=system ID+1個字節的隨機字符to from seven-octer LAN ID（for example,1921.6800.0001.01）is used.

Cisco routers use host name instead of system ID（for example,“R1.01”）

R1.01 R1的第一個接口

R1.02 R1的第二個接口

區域ID是用在不同的區域間的，而系統ID是用同一個區域內的。

OSI PDUs：

IS-IS

Data-link header

（OSI family 0xFEFE）

IS-IS header

（first byte is 0x83）

IS-IS TLVs

ES-IS

Data-link header

（OSI family 0xFEFE）

ES-IS header

（first byte is 0x82）

ES-IS TLVs

Data-link header

（OSI family 0xFEFE）

IS-IS header

（first byte is 0x81）

CLNS

IS-IS PDUs：與OSPF進行對比

OSPF：hellow/DBD/LSR/LSU/LSAck

IS-IS：hellow（L1和L2的hellow）/LSR（L1和L2的）/SNP基於序列號的PDU（PSNP部分基於序列號的PDU、CNSP完全或完整基於序列號的PDU）

SNP=DBD/LSR/LSAck

LSP=LSU

Hellow=hellow

IS-IS的網絡類型：

IS-IS沒有NBMA網絡的概念

Broadcast有類似於OSPF的DR概念的設備，叫做DIS，指定的中間系統，DIS的選舉和DR相似，先比接口優先級，再比MAC地址、越大越優先，但沒有備份DIS，當DIS設備DOWN後會立刻進行新DIS的選舉，DIS是分LEVEL的，level 1有自己的DIS，level 2也有自己的DIS
Point-to-point沒有類似於OSPF的DR概念的設備

OSPF中DR/BDR的作用是爲了減少鄰接會話數量，從而減少LSA洪泛的量，進而減少網絡帶寬的佔用且Drother間是無法建立鄰接關係的；非DIS設備除了要與DIS建立鄰居關係外，它彼此之間也要建立鄰接關係，如此一來，DIS存在的目的就不是爲了減少鄰接會話數量了。

通過DIS創建一個僞節點，或者叫做仿真節點，目的是代表整個局域網，這種理論比OSPF的DR/BDR更爲先進和超前，如下圖：

將中間那臺路由器作爲DIS，它將局域網上的所有設備進行一個概括，形成一個仿真節點，簡稱PSN，對於這個局域網以外的廣域網而言，PSN實際上就是一個節點，但PSN的本質是一個局域網。這就產生了一個結果，當廣域網上洪泛LSP時，只複製一份給DIS，DIS將它加入自己的SDB，然後週期性的廣播自己的LSDB，也就是每隔10秒發送自己的目錄信息，這個目錄信息就是CSNP，CNSP類似於OSPF的DBD，當其它路由器收到此CSNP後，檢查其中的目錄信息，發現自己有所缺少時，就以PSNP作爲請求向DIS發送LSP的請求；如果沒有DIS，那麼就會洪泛五份進入這個局域網，從上圖來看，存在DIS時，帶寬佔用就減少了80%。

綜上所述，PSNP=LSAck/LSR，CSNP=DBD

IS-IS相關特性：

	Broadcast	Point-to-point
Usage	LAN Full-mesh WAN	PPP,HDLC, Partial-mesh WAN
Hello timer	3.3 sec for DIS Else 10 sec	10sec
Adjacencies	N(n-1)/2	n-1
Uses DIS	Yes	No
IIH type	Level 1 IIH Level 2 IIH	Point-to-Point IIH

點對點網絡上沒有DIS，3.3秒保證了DIS快速收斂，進而保證了整個網絡的快速收斂，另一方面，當DIS備DOWN了後其它非DIS設備能更快的檢測到並進行重新選舉。

LSP的本質就是一個包並沒有，也就是一個火車頭，每個TLV就是一節車廂。第一節車廂是區域ID，第二節車廂是鄰居，第三節車廂是內部路由前綴，第四節車廂是重分發進來的前綴，這些都是一個LSP最基本要攜帶的內容，不會有不帶車廂的火車頭在運行。雖然IS—IS只有兩類網絡，但也避免不在NBMA網絡上運行，比如下層是FR或ATM，此時對FR或ATM就要進行配置，要麼按Broadcast模式運行，要麼劃分子接口，按點對點模式運行。如果要按Broadcast模式運行，OSPF做了FR到IP的映射，但在IS-IS下，一方面要做FR到IP的映射，另一方面還要做FR到CLNS的映射。

OSPF與IS-IS的比較：
1、都是鏈路狀態路由選擇協議
2、對區域的認知不同，劃分方式也不同：
隨着規模越大，IS-IS比OSPF的擴展性更強，這個擴展性重點不是體現在能容納的路由器更多，資源帶寬佔用更少，而是體現在IS-IS的TLV上：如果現在網絡中出現一種新的應用，這中新應用要求與IGP進行交流和通信，如果這種IGP是OSPF的話，那麼需要爲此開發一種新的LSA，用來讓OSPF支持這種新應用，但這樣做所付出的代價巨大，且老的OSPF路由器無法識別而丟棄（就像思科路由器不支持LSA6，也就是MOSPF），也就是向後兼容性很差；但如果這種IGP是IS-IS的話，情況就簡單了，它支持任何新的應用都無需開發新的LSP，因爲它有TLV-T代表type（新特性的名字）、L代表length（新特性字段長度）、V代表value（新特性的具體屬性），TLV相當於一節車廂，而LSP相當於一列車，當出現新應用後只需要加掛一節車廂即可，當出現和OSPF裏類似的無法識別的情況時，不是作丟棄操作，而是跳過不讀取而已。OSPF爲了支持IPV6而專門開發了一個V3的版本，而對於IS-IS來說，無需再專門開發一個針對IPV6的版本，只要增加一個新的支持IPV6的TLV就可以了。IS-IS超強擴展性就在於此。

IS-IS和OSPF的區別

1、企業網只可能採用OSPF，運營商大多采用IS-IS。

2、 IETF開發了OSPF，只支持IP。

3、IS-IS是雙棧協議DUAL，既支持TCP/IP，又能支持OSI七層模型；OSPF只支持TCP/IP。

4、OSPF的鏈路狀態數據庫當中所有承載的是否LSA1-11（有些在用，而有些還在草案階段）；IS-IS的鏈路狀態數據庫當中所承載的是LSP（鏈路狀態包），已經是獨立的第三層PDU了，而不像OSPF的LSA那樣還需要加上一個IP包頭，可以直接向下封裝成第二層的幀。

5、OSPF使用的算法是SPF；IS-IS使用的算法是SPF+PRC（部分路由計算）。

6、IS-IS中不再有區域0、常規區域、骨幹區域的概念，更沒有虛鏈路的存在，相比OSPF，它更符合同鏈路狀態路由選擇協議的定位。

IS-IS的優點

優點是先天無環路，收斂快速，不足是內存和CPU佔用較多，但對網絡資源鏈路帶寬的使用率很高，因爲使用的是觸發更新方式，它比OSPF收斂還要快。

IS-IS的缺點

一、不靈活，大多要手動的分配接口開銷，不適合企業使用（IS-IS好是好，但沒有必要去用，因爲OSPF已經能夠完成勝任在企業網中的工作），但對運營商來說不是太大的問題，因爲運營商考慮更多的是路由策略的實施控制，所以相對於OSPF的自動metric生成，他們更傾向於手工配置，運營商的核心網通常都使用IS-IS。運營商的核心網的接口帶寬種類很少：2.5G、10G、40G，所以分配起來也方便，比如對應分爲：15、5、1就可以了。

二、IS-IS的一條運行規則-----如果將某個路由器的L2數據庫刪除掉、或者說將某個路由器配置成L1路由器，那麼高它最近的L1-2路由器會自動的向它宣告一條默認路由，用於引導該L1路由器去往外部區域，這會一口咬定來一個比較嚴重的問題：路由次優化（走的不是最佳路徑）和非對稱路由（去程回程路徑不一致）。上圖所示，Y不是站在全局的高度而是站在本區域的高度考慮如何去X的問題。

解決方案：route leaking路由泄露（IS-IS內置的一個技術）

使用TLV中的“上、下”位，原理是Y把關於X的L2的路由信息引入自己的L1的鏈路狀態數據庫中，這樣Y就能以全局的高度考慮如何去往X了。

IS-IS基本配置

R1(config)#clns routing既要路由IP流量，又要路由CLNS流量就要配置此命令，純IP環境中不用

R1(config)#router isis啓動IS-IS路由進程，如有多個進程就要加上進程號，只有一個進程可省略該進程字段

R2(config)#clns routing

R2(config)#router isis

R2(config-router)#net 49.0002.2222.2222.2222.00

R2(config-router)#exit

R2(config)#int s0/1

R2(config-if)#ip router isis

R2(config-if)#int lo0

R2(config-if)#ip router isis

R2(config-if)#exit

R1(config)#clns routin

R1(config)#clns routing

R1(config)#router isis

R1(config-router)#net 49.0001.1111.1111.1111.00

R1(config-router)#exit

R1(config)#int s0/1

R1(config-if)#ip router isis

R1(config-if)#int lo0

R1(config-if)#ip router isis

R1(config-if)#exit

R1(config)#end

查看鄰居關係：

R1#sh isis neighbors

System Id Type Interface IP Address State Holdtime Circuit Id

R2 L2 Se0/0 12.1.1.2 UP 22 01

R1#

查看isis的數據庫

R1#sh isis database

IS-IS Level-1 Link State Database:

LSPID LSP Seq Num LSP Checksum LSP Holdtime ATT/P/OL

R1.00-00 * 0x00000005 0x90F6 1157 1/0/0

IS-IS Level-2 Link State Database:

LSPID LSP Seq Num LSP Checksum LSP Holdtime ATT/P/OL

R1.00-00 * 0x00000004 0xBE6E 1150 0/0/0

R2.00-00 0x00000005 0x60C1 1149 0/0/0

R1#

打*號的是自己直連的。

查看路由表：

R1#show ip route

Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP

D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area

N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2

E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2

i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2

ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route

o - ODR, P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

1.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets

C 1.1.1.1 is directly connected, Loopback0

2.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets

i L2 2.2.2.2 [115/20] via 12.1.1.2, Serial0/0

12.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets

C 12.1.1.0 is directly connected, Serial0/0

R1#

修改路由level:

方法一：在路由進程下修改，且全局生效，也就是該路由器的所有接口上生效。

R1(config)#router isis

R1(config-router)#is-type level-2-only

方法二：在接口下修改，只對該接口生效，但接口配置超越全局配置

R2(config)#int s0/0

R2(config-if)#isis circuit-type level-2-only

METRIC的修改

方法一：在路由進程下修改，且全局生效，也就是該路由器的所有接口上生效。

R1(config)#router isis

R1(config-router)#metric 20 level-2

方法二：在接口下修改，只對該接口生效，但接口配置超越全局配置

R2(config)#int s0/0

R2(config-if)#isis metric 30

路由彙總：R2就爲S1/0，且R2上還有一個IP14：172.16.3.1/24

IS-IS LAB

兩個區域

在R2上配置迴環口的IP地址：

R2(config)#int lo11

R2(config-if)#ip add 172.16.0.1 255.255.255.0

R2(config-if)#ip router isis

R2(config-if)#int lo12

R2(config-if)#ip add 172.16.1.1 255.255.255.0

R2(config-if)#ip router isis

R2(config-if)#int lo13

R2(config-if)#ip add 172.16.2.1 255.255.255.0

R2(config-if)#ip router isis

R2(config-if)#int lo14

R2(config-if)#ip add 172.16.3.1 255.255.255.0

R2(config-if)#ip router isis

R2(config-if)#exit

R2(config)#

在R1上面驗證：

R1#sh ip rout

Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP

D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area

N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2

E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2

i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2

ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route

o - ODR, P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

1.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets

C 1.1.1.0 is directly connected, Loopback0

2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets

i L2 2.2.2.0 [115/30] via 12.1.1.2, Serial0/0

172.16.0.0/24 is subnetted, 4 subnets

i L2 172.16.0.0 [115/30] via 12.1.1.2, Serial0/0

i L2 172.16.1.0 [115/30] via 12.1.1.2, Serial0/0

i L2 172.16.2.0 [115/30] via 12.1.1.2, Serial0/0

i L2 172.16.3.0 [115/30] via 12.1.1.2, Serial0/0

12.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets

C 12.1.1.0 is directly connected, Serial0/0

R1#

在R2上面做彙總：

R2(config)#router isis

R2(config-router)#summary-address 172.16.0.0 255.255.252.0 level-2

在R1上面驗證：

R1#sh ip route

Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP

D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area

N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2

E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2

i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2

ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route

o - ODR, P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

1.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets

C 1.1.1.0 is directly connected, Loopback0

2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets

i L2 2.2.2.0 [115/30] via 12.1.1.2, Serial0/0

172.16.0.0/22 is subnetted, 1 subnets

i L2 172.16.0.0 [115/30] via 12.1.1.2, Serial0/0

12.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets

C 12.1.1.0 is directly connected, Serial0/0

R1#

上面就將172.16.0.0給彙總了。

R2#sh ip route

Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP

D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area

N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2

E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2

i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2

ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route

o - ODR, P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

1.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets

i L2 1.1.1.0 [115/50] via 12.1.1.1, Serial0/0

2.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets

C 2.2.2.0 is directly connected, Loopback0

172.16.0.0/16 is variably subnetted, 5 subnets, 2 masks

C 172.16.0.0/24 is directly connected, Loopback11

i su 172.16.0.0/22 [115/10] via 0.0.0.0, Null0

C 172.16.1.0/24 is directly connected, Loopback12

C 172.16.2.0/24 is directly connected, Loopback13

C 172.16.3.0/24 is directly connected, Loopback14

12.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets

C 12.1.1.0 is directly connected, Serial0/0

R2#

在R2的路由表上面會生成一條彙總出來的路由指向空鏈接。 i su

查關命令：

Clear isis *清楚isis的進程

Sh clns

Sh clns protocol

Sh clns interface

Sh isis database

Sh clns neighbors與sh isis neighbors結果一樣

python gdal 安裝使用（Windows， python 3.6.8）

RHEL5.7下iptables防火牆配置（上）

RHEL5.7下的靜態路由配置

我的友情鏈接

Cisco安全實戰——將你的路由器改造成防火牆

經典廣域網技術詳解

Mac下配置sublime實現LaTeX

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結