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IS-IS 中间系统到中间系统

article 2025/9/10 22:13:16

前言：

中间系统到中间系统IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）属于内部网关协议IGP（Interior 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SPF（Shortest Path First）算法进行路由计算
随着TCP/IP协议的流行，为了提供对IP路由的支持，IETF在RFC1195中对IS-IS进行了扩充和修改，使它能够同时应用在TCP/IP和OSI环境中，称为集成IS-IS（Integrated IS-IS或Dual IS-IS）

IS-IS的基本概念

IS-IS的路由器的分类

1. Level 1路由器（L1路由器）

功能定义

作用范围：仅负责同一区域内的路由，只与属于同一区域的Level-1和Level-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
数据库内容：仅维护本区域（Level 1）的链路状态数据库（LSDB），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

特点

类似OSPF的“非骨干区域路由器”：无法直接参与跨区域路由，Level-1路由器必须通过Level-1-2路由器才能连接至其他区域
NET地址要求：所有L1路由器的NET地址必须具有相同的Area ID（区域标识符）
默认路由：Level 1区域内的路由器默认通过L1/L2路由器生成一条默认路由（0.0.0.0/0）指向骨干区域

2. Level 2路由器（L2路由器）

功能定义

作用范围：负责区域间路由，构成IS-IS的骨干区域（类似OSPF的Area 0），它可以与同一或者不同区域的Level-2路由器或者同一或者其它区域的Level-1-2路由器形成邻居关系
数据库内容：维护骨干区域（Level 2）的LSDB，包含所有区域间拓扑信息

特点

类似OSPF的“骨干区域路由器”：所有跨区域流量必须经过L2路由器
NET地址要求：不同区域的L2路由器可以属于不同的Area ID，但必须通过L2链路互联
连接要求：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

3. Level 1-2路由器（L1/L2路由器）

功能定义

数据库内容：Level-1-2路由器维护两个LSDB，Level-1的LSDB和Level-2的LSDB
双重角色：同时参与Level 1和Level 2的路由
- Level 1角色：维护本区域的LSDB，处理区域内路由
- Level 2角色：维护骨干区域的LSDB，处理区域间路由
- 它可以与同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成Level-1邻居关系，也可以与同一区域或其他区域的Level-2和其他区域的Level-1-2路由器形成Level-2的邻居关系

特点

类似OSPF的“区域边界路由器（ABR）”：连接Level 1和Level 2区域，是区域间通信的桥梁，Level-1路由器必须通过Level-1-2路由器才能连接至其他区域
NET地址要求：必须同时属于本区域（Level 1）的Area ID，并通过Level 2链路与其他L2路由器互联
连接要求：一台L1/L2路由器只能属于一个Level 1区域，但可以连接到多个Level 2链路（骨干区域）

IS-IS原理

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和点到点链路

IS-IS的区域划分是基于路由器的

IS的接口开销值无论接口带宽有多大，缺省时一直为10

路径的开销等于本路由器到达目的网段沿途的所有链路的开销总和

原理：

IS-IS是一种链路状态路由协议，每一台路由器都会生成一个LSP，它包含了该路由器所有IS-IS协议接口的链路状态信息。通过跟相邻设备建立IS-IS邻接关系，互相更新本地设备的LSDB，可以使得LSDB与整个IS-IS网络的其他设备的LSDB实现同步。然后根据LSDB运用SPF算法计算出IS-IS路由。如果此IS-IS路由是到目的地址的最优路由，则此路由会下发到IP路由表中，并指导报文的转发

IS接口的开销的分类：

接口开销：为单个接口设置开销
全局开销：为所有接口设置开销
自动计算开销：根据接口带宽自动计算开销

IS-IS邻接关系建立原则：

只有同一层次的相邻路由器才有可能成为邻居
对于Level-1路由器来说，区域号必须一致
链路两端IS-IS接口的网络类型必须一致
链路两端的IS-IS接口的地址必须处于同一网段（默认情况下）

DIS和伪节点

Level-1和Level-2的DIS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

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

1. DIS（Designated Intermediate System）

作用与选举机制

功能：
- 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DIS，DIS用来创建和更新伪节点（Pseudonode），并负责生成伪节点的链路状态协议数据单元LSP，用来描述这个网络上有哪些网络设备
选举规则：
1. 优先级（Priority）：范围0-127，默认64。优先级越高，越可能成为DIS，优先级为0时候仍需要选举
2. System ID：若优先级相同，选择MAC地址或手动配置的System ID较大的路由器
特点：
- 无备份DIS：IS-IS不选举备份DIS，当前DIS失效后立即重新选举，DIS发送Hello PDU的时间间隔是普通路由器的1/3（3秒），这样可以确保DIS出现故障时能够被更快捷地被发现
- 抢占式选举：新加入的高优先级路由器可立即成为DIS

2. 伪节点（Pseudonode）

概念与作用

定义：
- 伪节点是IS-IS协议为广播网络（如以太网）创建的逻辑实体，并非真实存在的路由器。它由DIS（Designated Intermediate System）模拟生成
- 伪节点的标识为DIS的System ID + 一个字节的伪节点ID（通常为非零值），例如0010.0100.1001.01
功能：
- 简化拓扑计算：在SPF（最短路径优先）计算中，伪节点表示广播网络，替代实际多个邻接关系，使路由器产生的LSP长度较小
- 减少LSP泛洪：所有非DIS路由器仅需向伪节点报告链路状态，避免全网泛洪