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datacom/Datacom-MD/第六章：IS-IS.md

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2 years ago
<h1><center>BGP边界网关协议</center></h1>
> 作者：行癫
------
<h3>第一节：IS-IS原理与配置</h3>
<h4>一：IS-IS的基本概念</h4>
<h5>1.IS-IS概述</h5>
​ IS-IS是ISO定义的OSI协议栈中的CLNS（ConnectionLess Network Service，无连接网络服务）的一部分
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​ IS-IS是一种链路状态路由协议，IS-IS与OSPF在许多方面非常相似，例如运行IS-IS协议的直连设备之间通过发送Hello报文发现彼此，然后建立邻接关系，并交互链路状态信息
**CLNS由以下三个部分组成：**
​ CLNP：类似于TCP/IP中的IP协议 （CLNP：无连接网络协议）
​ IS-IS：类似于TCP/IP中的OSPF
​ ES-IS：类似于TCP/IP中的ARP，ICMP等
​ ES：End System，终端系统，类似于IP网络环境中的主机
​ ES-IS：End System to Intermediate System，终端系统到中间系统
<h5>2.NSAP</h5>
​ NSAP（Network Service Access Point，网络服务访问点）是OSI协议栈中用于定位资源的地址，主要用于提供网络层和上层应用之间的接口。NSAP包括IDP及DSP
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211094233141.png" alt="image-20220211094233141" style="zoom:80%;" />
​ IDP（Initial Domian Part）相当于IP地址中的主网络号。它是由ISO规定，并由AFI（Authority and Format Identifier）与IDI（Initial 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（Domian Specific Part）相当于IP地址中的子网号和主机地址。它由High Order DSP、System ID和SEL三个部分组成。High Order DSP用来分割区域，System ID用来区分主机，SEL（NSAP Selector）用来指示服务类型
<h5>3.NET</h5>
​ NET（Network Entity Title，网络实体名称）是OSI协议栈中设备的网络层信息，主要用于路由计算，由区域地址（Area ID）和System ID组成，可以看作是特殊的NSAP（SEL为00的NSAP）
​ NET的长度与NSAP的相同，最长为20Byte，最短为8Byte
​ 在IP网络中运行IS-IS时，只需配置NET，根据NET地址设备可以获取到Area ID以及System ID
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​ Area ID由IDP和DSP中的High Order DSP组成，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，相当于OSPF中的区域编号;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，缺省情况下，一个IS-IS进程下最多可配置3个区域地址
​ 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6Byte
**NET的配置举例**
​ 每台运行IS-IS的网络设备至少需拥有一个NET，当然，一台设备也可以同时配置多个NET，但是这些NET的System ID必须相同
​ 在华为的网络设备上，System ID的长度总是固定的6Byte。在一个IS-IS路由域中，设备的System ID必须唯一，为了便于管理，一般根据Router ID配置System ID
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<h5>4.IS-IS和OSPF区域划分的区别</h5>
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**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：**
​ 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
​ 如图所示，整个骨干区域不仅包括Area49.0002中的所有路由器，还包括其它区域的Level2和Level-1-2路由器
**注意：**
​ 在学习OSPF过程中，我们已经体会到了多区域、层次化网络设计的好处。对于链路状态路由协议而言，运行了该协议的设备会向网络中通告链路状态信息，同时也收集网络中所泛洪的链路状态信息后加以存储，并最终以这些信息为基础进行计算，从而得到路由信息。如果不采用多区域部署的方式，那么随着网络的规模逐渐增大，网络中泛洪的链路状态信息势必会越来越多，所有设备都将承受更重的负担，路由计算机收敛将逐渐变得更加缓慢，这也使得网络的扩展性变差
**以上拓扑结构图可以体现IS-IS与OSPF的不同点：**
​ 在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
​ 在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
​ 在IS-IS中，Level-1和Level-2级别的路由都采用SPF算法，分别生成最短路径树SPT（Shortest 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
<h5>5.IS-IS路由器的分类</h5>
**Level-1路由器**
​ Level-1路由器（例如图中的R1）是一种IS-IS区域内部路由器，它只与属于同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成邻接关系，这种邻接关系称为Level-1邻接关系。Level-1路由器无法与Level-2路由器建立邻接关系
​ Level-1路由器只负责维护Level-1的链路状态数据库LSDB，该LSDB只包含本区域的路由信息。值得一提的是，Level-1路由器必须通过Level-1-2路由器接入IS-IS骨干区域从而访问其他区域
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**Level-2路由器**
​ Level-2路由器（例如图中的R4、R5、R6、R7）是IS-IS骨干路由器，它可以与同一或者不同区域的Level-2路由器或者Level-1-2路由器形成邻接关系。Level-2路由器维护一个Level-2的LSDB，该LSDB包含整个IS-IS域的所有路由信息
​ 所有Level-2级别（即形成Level-2邻接关系）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
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**Level-1-2路由器**
​ Level-1-2路由器与OSPF中的ABR非常相似，它也是IS-IS骨干网络的组成部分
​ Level-1-2路由器维护两个LSDB，Level-1的LSDB用于区域内路由，Level-2的LSDB用于区域间路由
​ 同时属于Level-1和Level-2的路由器称为Level-1-2路由器（例如图中的R2和R3），它可以与同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成Level-1邻接关系，也可以与其他区域的Level-2和Level-1-2路由器形成Level-2的邻接关系。
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注意：
​ 在华为路由器上配置IS-IS时，缺省时，路由器全局Level为Level-1-2，当然，可以通过命令修改该设备的类型
<h5>6.IS-IS支持的网络类型</h5>
​ IS-IS会自动根据接口的数据链路层封装决定该接口的缺省网络类型， IS-IS支持两种类型的网络：
​ 广播（Broadcast）： 如Ethernet
​ 点到点（P2P）： 如PPP、 HDLC等
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<h5>7.IS-IS开销值</h5>
​ IS-IS使用Cost（开销）作为路由度量值，Cost值越小，则路径越优。IS-IS链路的Cost与设备的接口有关，与OSPF类似，每一个激活了IS-IS的接口都会维护接口Cost。然而与OSPF不同的是，IS-IS接口的Cost在缺省情况下并不与接口带宽相关（在实际部署时，IS-IS也支持根据带宽调整Cost值），无论接口带宽多大，缺省时Cost为10
​ 一条IS-IS路径的Cost等于本路由器到达目标网段沿途的所有链路的Cost总和
IS-IS有三种方式来确定接口的开销，按照优先级由高到低分别是：
​ 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
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**narrow类型下使用的TLV：**
​ 128号TLV（IP Internal Reachability TLV）：用来携带路由域内的IS-IS路由信息
​ 130号TLV（IP External Reachability TLV）：用来携带路由域外的IS-IS路由信息
​ 2号TLV(IS Neighbors TLV)：用来携带邻居信息
**wide类型下使用的TLV：**
​ 135号TLV(Extended IP Reachability TLV)：用来替换原有的IP reachability TLV，携带IS-IS路由信息，它扩展了路由开销值的范围，并可以携带sub TLV
​ 22号TLV（IS Extended Neighbors TLV）：用来携带邻居信息
<h5>8.IS-IS报文格式</h5>
​ IS-IS报文是直接封装在数据链路层的帧结构中的
​ PDU（Protocol Data Unit，协议数据单元）可以分为两个部分，报文头（IS-IS Header）和变长字段部分（Variable Length Fields ）
​ 其中IS-IS Header又可分为通用头部（PDU Common Header）和专用头部（PDU Specific Header）。对于所有PDU来说，通用报头都是相同的，但专用报头根据PDU类型不同而有所差别
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**IS-IS通用头部详解**
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​ Intradomain Routing Protocol Discriminator：域内路由选择协议鉴别符，固定为0x83
​ Length Indicator：IS-IS头部的长度（包括通用头部和专用头部），以Byte为单位
​ Version/Protocol ID Extension：版本/协议标识扩展，固定为0x01
​ System ID Length：NSAP地址或NET中System ID区域的长度。值为0时，表示System ID区域的长度为6Byte
​ R（Reserved）：保留，固定为0
​ Version：固定为0x01
​ Max.Areas：支持的最大区域个数。设置为1～254的整数，表示该IS-IS进程实际所允许的最大区域地址数；设置为0，表示该IS-IS进程最大只支持3个区域地址数
**IS-IS报文类型概述**
​ IS-IS的PDU有4种类型：IIH(IS-IS Hello)，LSP（ Link State PDU，链路状态报文），CSNP（Complete Sequence Number PDU，全序列号报文），PSNP（Partial Sequence Number PDU，部分序列号报文）
​ IIH：用于建立和维持邻接关系， 广播网络中的Level-1 IS-IS路由器使用Level-1 LAN IIH； 广播网络中的Level-2 IS-IS路由器使用Level-2 LAN IIH； 点到点网络中则使用P2P IIH
​ LSP：用于交换链路状态信息。LSP分为两种，Level-1 LSP、Level-2 LSP
​ SNP：通过描述全部或部分链路数据库中的LSP来同步各LSDB，从而维护LSDB的完整与同步。SNP包括CSNP和PSNP，进一步又可分为Level-1 CSNP、 Level-2 CSNP、 Level-1 PSNP和Level-2 PSNP
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<h5>9.IS-IS常见的TLV</h5>
​ TLV的含义是：类型（TYPE），长度（LENGTH），值（VALUE）。实际上是一个数据结构，这个结构包含了这三个字段
​ 使用TLV结构构建报文的好处是灵活性和扩展性好。采用TLV使得报文的整体结构固定，增加新特性只需要增加新TLV即可，不需要改变整个报文的整体结构
| **TLV** **Type** | **名称** | **PDU**类型 |
| ---------------- | ------------------------------------------------------------ | --------------- |
| 1 | Area Addresses 区域地址 | IIH、 LSP |
| 2 | IS Neighbors（LSP） 中间系统邻接 | LSP |
| 4 | Partition Designated Level2 IS 区域分段指定L2中间系统 | L2 LSP |
| 6 | IS Neighbors（MAC Address） 中间系统邻接 | LAN IIH |
| 7 | IS Neighbors（SNPA Address） 中间系统邻接 | LAN IIH |
| 8 | Padding 填充 | IIH |
| 9 | LSP Entries LSP条目 | SNP |
| 10 | Authentication Information 验证信息 | IIH、 LSP、 SNP |
| 128 | IP Internal Reachability Information IP内部可达性信息 | LSP |
| 129 | Protocols Supported 支持的协议 | IIH、 LSP |
| 130 | IP External Reachability Information IP外部可达性信息 | LSP |
| 131 | Inter-Domain Routing Protocol Information 域间路由选择协议信息 | L2 LSP |
| 132 | IP Interface Address IP接口地址 | IIH、 LSP |
<h4>二：IS-IS工作原理</h4>
<h5>1.邻接关系建立</h5>
**IS-IS按如下原则建立邻接关系：**
​ 只有同一层次的相邻路由器才有可能成为邻接
​ 对于Level-1路由器来说，Area ID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IS-IS接口的地址必须处于同一网段（默认情况下）
​ 由于IS-IS是直接运行在数据链路层上的协议，并且最早设计是给CLNP使用的，IS-IS邻接关系的形成与IP地址无关。但在实际的部署中，在IP网络上运行IS-IS时，需要检查对方的IP地址的。如果接口配置了从IP，那么只要双方有某个IP（主IP或者从IP）在同一网段，就能建立邻接，不一定要主IP相同
**注意：**
​ 通过将以太网接口模拟成点到点接口，可以建立点到点链路邻接关系
​ 当链路两端IS-IS接口的地址不在同一网段时，如果配置接口对接收的Hello报文不作IP地址检查，也可以建立邻接关系
​ 一般情况下，一个接口只需配置一个主IP地址，但在有些特殊情况下需要配置从IP地址。比如，一台路由器通过一个接口连接了一个物理网络，但该物理网络的计算机分别属于2个不同的网络，为了使路由器与物理网络中的所有计算机通信，就需要在该接口上配置一个主IP地址和一个从IP地址。路由器的每个三层接口可以配置多个IP地址，其中一个为主IP地址，其余为从IP地址，每个三层接口最多可配置31个从IP地址
**IIH**
​ IIH报文用于建立和维持邻接关系，广播网络中的Level-1 IS-IS路由器使用Level-1 LAN IIH；广播网络中的Level-2 IS-IS路由器使用Level-2 LAN IIH；点到点网络中则使用P2P IIH
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​ Reserved/Circuit Type：表示路由器的类型（01表示L1，10表示L2，11表示L1/L2）
​ Source ID ：发出Hello报文的路由器的System ID
​ Holding Time ： 保持时间。在此时间内如果没有收到邻接发来的Hello报文，则中止已建立的邻接关系
​ Priority ：选举DIS的优先级，取值范围为0～127。数值越大，优先级越高。该字段只在广播网中的Hello消息(LAN IIH消息)携带；点到点网络的Hello消息(P2P IIH消息)没有此字段，也没有此字段之前的R保留位
​ LAN ID ： 包括DIS的System ID和伪节点ID。该字段只在广播网中的Hello消息(LAN IIH消息)携带；点到点网络的Hello消息(P2P IIH消息)没有此字段
​ Local Circuit ID ：本地链路ID。该字段只在点到点网络的Hello消息(P2P IIH消息)携带；广播网中的Hello消息(LAN IIH消息)没有此字段
**广播网络中的邻接关系建立过程**
​ 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。在广播网络中，使用三次握手建立邻接关系
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211102223215.png" alt="image-20220211102223215" style="zoom:50%;" />
**R1及R2通过千兆以太接口互联，这两台直连的Level-1路由器建立邻接关系的过程如下：**
​ 在Down状态下，R1组播发送Level-1 LAN IIH，此报文中邻接列表为空
​ R2收到此报文后，将邻接状态标识为Initial。然后，R2再向R1回复Level-1 LAN IIH ，此报文中标识R1为R2的邻接
​ R1收到此报文后，将自己与R2的邻接状态标识为Up。然后R1再向R2发送一个标识R2为R1邻接的Level-1 LAN IIH
​ R2收到此报文后，将自己与R1的邻接状态标识为Up。这样，两个路由器成功建立了邻接关系
​ 广播网络中需要选举DIS，在邻接关系建立后，路由器会等待两个Hello报文间隔，再进行DIS的选举
**注意：**
​ Level-1 IIH和Level-2 IIH发送的组播地址分别为01-80-C2-00-00-14、01-80-C2-00-00-15
​ Down：邻接关系的初始状态
​ Initial：收到IIH，但是报文中的邻接列表未包含路由器自身的System ID
​ UP：收到IIS，且邻接列表中包含路由器自身的System ID
**DIS与伪节点**
​ 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DIS（Designated Intermediate System）
​ DIS用来创建和更新伪节点（Pseudonodes），并负责生成伪节点的LSP，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DIS的System ID和Circuit ID（非0值）标识
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211102549292.png" alt="image-20220211102549292" style="zoom:50%;" />
**IS-IS中的DIS与OSPF中的DR**
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
**DIS的选举规则如下：**
​ 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成为DIS
DIS发送Hello PDU的时间间隔是普通路由器的1/3，这样可以确保DIS出现故障时能够被更快速地被发现
IS-IS中DIS与OSPF协议中DR（Designated Router）的区别：
​ 在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
​ 在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
​ 在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DR和BDR建立邻接关系
**点到点网络中的邻接关系建立过程**
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211103015551.png" alt="image-20220211103015551" style="zoom: 50%;" />
​ 点到点网络中，邻接关系的建立使用两次握手方式：只要路由器收到对端发来的Hello报文，就单方面宣布邻接为Up状态，建立邻接关系
​ 两次握手机制存在明显的缺陷，华为设备在点到点网络中使用IS-IS时，默认使用三次握手建立邻接关系。此方式通过三次发送P2P IIH最终建立起邻接关系
<h5>2.链路状态数据库同步</h5>
**LSP**
​ IS-IS链路状态报文LSP用于交换链路状态信息。LSP分为两种：Level–1 LSP和Level–2 LSP。Level–1 LSP由Level-1路由器传送，Level–2 LSP由Level-2路由器传送，Level-1-2路由器则可传送以上两种LSP
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211103254063.png" alt="image-20220211103254063" style="zoom:50%;" />
​ Remaining Lifetime : LSP的生存时间，以秒为单位
​ LSP ID:由三部分组成，System ID、伪节点ID和LSP分片后的编号
​ Sequence Number: LSP的序列号。在路由器启动时所发送的第一个LSP报文中的序列号为1，以后当需要生成新的LSP时，新LSP的序列号在前一个LSP序列号的基础上加1。更高的序列号意味着更新的LS
​ Checksum ： LSP的校验和
​ ATT（Attachment）：由Level-1-2路由器产生，用来指明始发路由器是否与其它区域相连。虽然此标志位也存在于Level-1和Level-2的LSP中，但实际上此字段只和Level-1-2路由器始发的L1 LSP有关
​ OL（LSDB Overload，1bit）：过载标志位。设置了过载标志位的LSP虽然还会在网络中扩散，但是在计算通过超载路由器的路由时不会被采用。即对路由器设置过载位后，其它路由器在进行SPF计算时不会考虑这台路由器。当路由器内存不足时，系统自动在发送的LSP报文中设置过载标志位
​ IS Type(2bit)：生成LSP的路由器的类型。用来指明是Level-1还是Level-2路由器（01表示Level-1，11表示Level-2）
**IS-IS的LSDB**
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211103406493.png" alt="image-20220211103406493" style="zoom:50%;" />
​ 伪节点ID：当该参数不为零时，表示该LSP为伪节点生成
​ 分片号：当IS-IS要发布的链路状态协议数据报文PDU（Protocol Data Unit）中的信息量太大时，IS-IS路由器将会生成多个LSP分片，用来携带更多的IS-IS信息。分片号用来区分不同的LSP分片
**查看非伪节点的LSP**
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211103730395.png" alt="image-20220211103730395" style="zoom:50%;" />
```shell
<R1> display isis lsdb 0100.0000.1001.00-00 verbose
Database information for ISIS(1)
Level-1 Link State Database
LSPID Seq Num Checksum Holdtime Length ATT/P/OL
--------------------------------------------------------------------------------------------------
0100.0000.1001.00-00* 0x0000000e 0x9a75 1072 113 0/0/0
SOURCE 0100.0000.1001.00
NLPID IPV4
AREA ADDR 49.0123
INTF ADDR 10.1.12.1 //描述接口信息
INTF ADDR 10.1.13.1
NBR ID 0100.0000.1001.01 COST: 10 //描述邻接关系
NBR ID 0100.0000.3003.01 COST: 10
IP-Internal 10.1.12.0 255.255.255.0 COST: 10
IP-Internal 10.1.13.0 255.255.255.0 COST: 10 //描述路由信息
IP-Internal 1.1.1.0 255.255.255.0 COST: 10
Total LSP(s): 1
```
​ AREA ADDR：该LSP来源的区域号
​ INTF ADDR：该LSP中描述的接口地址
​ NBR ID：该LSP中描述的邻接信息
​ IP-Internal：该LSP中描述的网段信息
**查看伪节点LSP**
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211104152439.png" alt="image-20220211104152439" style="zoom:50%;" />
```shell
Database information for ISIS(1)
Level-1 Link State Database
LSPID Seq Num Checksum Holdtime Length ATT/P/OL
----------------------------------------------------------------------------------------------------
0100.0000.1001.01-00* 0x00000009 0xca36 431 55 0/0/0
SOURCE 0100.0000.1001.01
NLPID IPV4
NBR ID 0100.0000.1001.00 COST: 0 //描述该广播网络中所有IS-IS路由器
NBR ID 0100.0000.2002.00 COST: 0 //伪节点到达其他路由器的Cost值为0
Total LSP(s): 1
*(In TLV)-Leaking Route, *(By LSPID)-Self LSP, +-Self LSP(Extended),
ATT-Attached, P-Partition, OL-Overload
```
注意：
​ 在伪节点LSP中，只包含邻接信息而不包含路由信息
**CSNP**
CSNP包含该设备LSDB中所有的LSP摘要，路由器通过交互 CSNP来判断是否需要同步LSDB
​ 在广播网络上，CSNP由DIS定期发送（缺省的发送周期为10秒）
​ 在点到点网络上，CSNP只在第一次建立邻接关系时发送
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211104912304.png" alt="image-20220211104912304" style="zoom:50%;" />
​ Source ID：发出CSNP报文的路由器的System ID
​ Start LSP：CSNP报文中第一个LSP的ID值
​ End LSP ID：CSNP报文中最后一个LSP的ID值
**PSNP**
PSNP只包含部分LSP的摘要信息（与CSNP不同）：
​ 当发现LSDB不同步时，PSNP来请求邻居发送新的LSP
​ 在点到的网络中，当收到LSP时，使用PSNP对收到的LSP进行确认
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211105617365.png" alt="image-20220211105617365" style="zoom:50%;" />
​ Source ID：发出PSNP报文的路由器的System ID
**广播网络中LSP的同步过程**
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211105731435.png" alt="image-20220211105731435" style="zoom:50%;" />
​ 新加入的路由器R3首先发送IIH报文，与该广播域中的路由器建立邻接关系。建立邻接关系之后，R3等待LSP刷新定时器超时，然后将自己的LSP发往组播地址（Level-1：01-80-C2-00-00-14；Level-2：01-80-C2-00-00-15）。这样网络上所有的邻接都将收到该LSP
​ 该网段中的DIS会把收到R3的LSP加入到LSDB中，并等待CSNP报文定时器超时并发送CSNP报文
​ R3收到DIS发来的CSNP报文，对比自己的LSDB数据库，然后向DIS发送PSNP报文请求自己没有的LSP
​ DIS收到该PSNP报文请求后向R3发送对应的LSP进行LSDB的同步
**点到点网络中LSP的同步过程**
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211113216373.png" alt="image-20220211113216373" style="zoom:50%;" />
​ R1先与R2建立邻接关系
​ 建立邻接关系之后，R1与R2会先发送CSNP给对端设备。如果对端的LSDB与CSNP没有同步，则发送PSNP请求索取相应的LSP
​ 假设R2向R1索取相应的LSP
​ R1发送R2请求的LSP的同时启动LSP重传定时器，并等待R2发送的PSNP作为收到LSP的确认
​ 如果在接口LSP重传定时器超时后，R1没有收到R2发送的PSNP报文作为应答
​ 则R1重新发送该LSP
​ R2收到LSP后，发送PSNP进行确认
**LSP的处理机制**
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211113408264.png" alt="image-20220211113408264" style="zoom:50%;" />
IS-IS通过交互LSP实现链路状态数据库同步，路由器收到LSP后，按照以下原则处理：
​ 若收到的LSP比本地LSP的更优，或者本地没有收到的LSP：
​ 在广播网络中：将其加入数据库，并组播发送新的LSP
​ 在点到点网络中：将其加入数据库，并发送PSNP报文来确认收到此LSP，之后将这新的LSP发送给除了发送该LSP的邻居以外的邻居
​ 若收到的LSP和本地LSP无法比较出优劣，则不处理该LSP
**LSP产生的原因，IS-IS路由域内的所有路由器都会产生LSP，以下事件会触发一个新的LSP：**
​ 邻接Up或Down
​ IS-IS相关接口Up或Down
​ 引入的IP路由发生变化
​ 区域间的IP路由发生变化
​ 接口被赋了新的metric值
​ 周期性更新（刷新间隔15min）
<h4>三：IS-IS的基本配置</h4>
<h5>1.IS-IS协议的基本配置</h5>
![image-20220211113919644](https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211113919644.png)
![image-20220211113928679](https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211113928679.png)
![image-20220211113937273](https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211113937273.png)
<h5>2.IS-IS配置</h5>
![image-20220211115036282](https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211115036282.png)
**组网需求**
​ 如图所示，现网中有5台路由器。用户希望在这5台路由器实现网络互联，并且因为R1性能相对较低，所以还要使这台路由器处理相对较少的数据信息。同时用户希望R1可以选择最优路径访问192.168.10.0/24和192.168.20.0/24网段。
**配置思路**
​ 在各路由器上配置IS-IS基本功能，实现网络互联。其中，配置R1为Level-1路由器，可以使这台路由器维护相对少量的数据信息。同时，配置R2和R3为Level-1/2路由器与R4和R5这两台Level-2路由器互联
**R1：R1的路由器等级需要设置为Level1**
```shell
[R1] isis 1
[R1-isis-1] is-level level-1
[R1-isis-1] network-entity 49.0001.0010.0100.1001.00
[R1-isis-1] quit
[R1] interface gigabitethernet 0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0] isis enable 1
[R1-GigabitEthernet0/0/0] interface gigabitethernet 0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1] isis enable 1
```
**R2和R3：R2、R3的路由器等级需要设置为Level1/2**
```shell
[R2] isis 1
[R2-isis-1] is-level level-1-2
[R2-isis-1] network-entity 49.0001.0020.0200.2002.00
[R2-isis-1] quit
[R2] interface gigabitethernet 0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0] isis enable 1
[R2-GigabitEthernet0/0/0] interface gigabitethernet 0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1] isis enable 1
[R3] isis 1
[R3-isis-1] is-level level-1-2
[R3-isis-1] network-entity 49.0001.0030.0300.3003.00
[R3-isis-1] quit
[R3] interface gigabitethernet 0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0] isis enable 1
[R3-GigabitEthernet0/0/0] interface gigabitethernet 0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1] isis enable 1
```
**R4和R5：R4、R5的路由器等级需要设置为Level2**
```shel
[R4] isis 1
[R4-isis-1] is-level level-2
[R4-isis-1] network-entity 49.0002.0040.0400.4004.00
[R4-isis-1] quit
[R4] interface gigabitethernet 0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0] isis enable 1
[R4-GigabitEthernet0/0/0] interface gigabitethernet 0/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/1] isis enable 1
[R4-GigabitEthernet0/0/1] interface gigabitethernet 0/0/2
[R4-GigabitEthernet0/0/2] isis enable 1
[R5] isis 1
[R5-isis-1] is-level level-2
[R5-isis-1] network-entity 49.0002.0050.0500.5005.00
[R5-isis-1] quit
[R5] interface gigabitethernet 0/0/0
[R5-GigabitEthernet0/0/0] isis enable 1
[R5-GigabitEthernet0/0/0] interface gigabitethernet 0/0/1
[R5-GigabitEthernet0/0/1] isis enable 1
[R5-GigabitEthernet0/0/1] interface gigabitethernet 0/0/2
[R5-GigabitEthernet0/0/2] isis enable 1
```
**配置验证 (查看设备的IS-IS邻接表)**
R4路由器建立Level-2的邻接关系：
```shell
<R4> display isis peer
Peer information for ISIS(1)
System Id Interface Circuit Id State HoldTime Type PRI
0020.0200.2002 GE0/0/0 0040.0400.4004.01 Up 25s L2 64
0050.0500.5005 GE0/0/1 0050.0500.5005.01 Up 13s L2 64
```
R1路由器建立Level-1的邻接关系：
```
<R1> display isis peer
Peer information for ISIS(1)
System Id Interface Circuit Id State HoldTime Type PRI
0020.0200.2002 GE0/0/0 0010.0100.1001.01 Up 29s L1 64
0030.0300.3003 GE0/0/1 0030.0300.3003.01 Up 9s L1 64
```
​ System Id字段：描述邻接的系统ID
​ Interface字段：描述通过该路由器哪个端口与邻接建立邻接关系
​ Type：描述与该邻接的邻接关系类型
​ PRI：描述该邻接对应端口的DIS优先级
**配置验证 (查看设备的IS-IS路由表)**
```shell
<R1> display isis route
Route information for ISIS(1)
ISIS(1) Level-1 Forwarding Table
IPV4 Destination IntCost ExtCost ExitInterface NextHop
0.0.0.0/0 10 NULL GE0/0/0 10.1.12.2
GE0/0/1 10.1.13.3
10.1.24.0/24 20 NULL GE0/0/0 10.1.12.2
10.1.13.0/24 10 NULL GE0/0/1 Direct
10.1.12.0/24 10 NULL GE0/0/0 Direct
10.1.35.0/24 20 NULL GE0/0/1 10.1.13.3
```
​ R1路由表中存在区域内的明细路由以及两条等价的默认路由
**配置验证 (查看设备的IS-IS路由表) **
```shell
<R3>display isis route
Route information for ISIS(1)
-----------------------------
ISIS(1) Level-1 Forwarding Table
--------------------------------
IPV4 Destination IntCost ExtCost ExitInterface NextHop Flags
-------------------------------------------------------------------------------
0.0.0.0/0 20 NULL
10.1.24.0/24 30 NULL GE0/0/0 10.1.13.1 A/-/L/-
10.1.13.0/24 10 NULL GE0/0/0 Direct D/-/L/-
10.1.12.0/24 20 NULL GE0/0/0 10.1.13.1 A/-/L/-
10.1.35.0/24 10 NULL GE0/0/1 Direct D/-/L/-
Flags: D-Direct, A-Added to URT, L-Advertised in LSPs, S-IGP Shortcut,
U-Up/Down Bit Set
……
……
ISIS(1) Level-2 Forwarding Table
--------------------------------
IPV4 Destination IntCost ExtCost ExitInterface NextHop Flags
-------------------------------------------------------------------------------
10.1.24.0/24 30 NULL
10.1.13.0/24 10 NULL GE0/0/0 Direct D/-/L/-
10.1.12.0/24 40 NULL
192.168.20.0/24 20 NULL GE0/0/1 10.1.35.5 A/-/-/-
10.1.45.0/24 20 NULL GE0/0/1 10.1.35.5 A/-/-/-
192.168.10.0/24 30 NULL GE0/0/1 10.1.35.5 A/-/-/-
10.1.35.0/24 10 NULL GE0/0/1 Direct D/-/L/-
Flags: D-Direct, A-Added to URT, L-Advertised in LSPs, S-IGP Shortcut,
U-Up/Down Bit Set
```
​ R3作为Level-1-2路由器，路由表中存在Level-1及Level-2路由
**路由渗透配置**
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211141853150.png" alt="image-20220211141853150" style="zoom:50%;" />
**R2：**
```shell
[R2] ip ip-prefix 1 permit 192.168.10.0 24
[R2] isis 1
[R2-isis-1] import-route isis level-2 into level-1 filter-policy ip-prefix 1
```
**R3：**
```shell
[R3] ip ip-prefix 1 permit 192.168.20.0 24
[R3] isis 1
[R3-isis-1] import-route isis level-2 into level-1 filter-policy ip-prefix 1
```
**路由渗透验证**
​ 通过查看R1的路由表，我们可以看到新增了两条明细路由192.168.10.0/24以及192.168.20.0/24，两条路由的开销值均为30，当有数据包经由R1到达这两个网段时，不会产生次优路径
<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211142104848.png" alt="image-20220211142104848" style="zoom:50%;" />
```shell
<R1> display ip routing-table protocol isis
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Public routing table : ISIS
Destinations : 5 Routes : 6
ISIS routing table status : <Active>
Destinations : 5 Routes : 6
Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface
0.0.0.0/0 ISIS-L1 15 10 D 10.1.12.2 GigabitEthernet0/0/0
ISIS-L1 15 10 D 10.1.13.3 GigabitEthernet0/0/1
192.168.10.0/2 ISIS-L1 15 30 D 10.1.12.2 GigabitEthernet0/0/0
192.168.20.0/2 ISIS-L1 15 30 D 10.1.13.3 GigabitEthernet0/0/1
10.1.24.0/24 ISIS-L1 15 20 D 10.1.12.2 GigabitEthernet0/0/0
10.1.35.0/24 ISIS-L1 15 20 D 10.1.13.3 GigabitEthernet0/0/1
```
<h5>3.IS-IS认证的分类</h5>
​ IS-IS认证是基于网络安全性的要求而实现的一种认证手段，通过在IS-IS报文中增加认证字段对报文进行认证。当本地路由器接收到远端路由器发送过来的IS-IS报文，如果发现认证密码不匹配，则将收到的报文进行丢弃，达到自我保护的目的
**根据报文的种类，认证可以分为以下三类：**
​ 接口认证：在接口视图下配置，对Level-1和Level-2的Hello报文进行认证
​ 区域认证：在IS-IS进程视图下配置，对Level-1的CSNP、PSNP和LSP报文进行认证
​ 路由域认证：在IS-IS进程视图下配置，对Level-2的CSNP、PSNP和LSP报文进行认证
**根据报文的认证方式，可以分为以下四类：**
​ 简单认证：将配置的密码直接加入报文中，这种加密方式安全性较其他两种方式低
​ MD5认证：通过将配置的密码进行MD5算法加密之后再加入报文中，提高密码的安全性
​ Keychian认证：通过配置随时间变化的密码链表来进一步提升网络的安全性
​ HMAC-SHA256认证：通过将配置的密码进行HMAC-SHA256算法加密之后再加入报文中，提高密码的安全性
<h5>4.IS-IS认证详解</h5>
**接口认证**
​ Hello报文使用的认证密码保存在接口下，发送带认证TLV的认证报文，互相连接的路由器接口必须配置相同的口令
**区域认证**
​ 区域内的每一台L1路由器都必须使用相同的认证模式和具有共同的钥匙串
**路由域认证**
​ IS-IS域内的每一台L2和L1/L2类型的路由器都必须使用相同模式的认证，并使用共同的钥匙串
​ 对于区域和路由域认证，可以设置为SNP和LSP分开认证
​ 本地发送的LSP报文和SNP报文都携带认证TLV，对收到的LSP报文和SNP报文都进行认证检查
​ 本地发送的LSP报文携带认证TLV，对收到的LSP报文进行认证检查；发送的SNP报文携带认证TLV，但不对收到的SNP报文进行检查
​ 本地发送的LSP报文携带认证TLV，对收到的LSP报文进行认证检查；发送的SNP报文不携带认证TLV，也不对收到的SNP报文进行认证检查
​ 本地发送的LSP报文和SNP报文都携带认证TLV，对收到的LSP报文和SNP报文都不进行认证检查
<h5>5.IS-IS认证的配置</h5>
![image-20220211144826405](https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211144826405.png)
![image-20220211144835706](https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20220211144835706.png)