【闫辉 太阁】纯干货！今天聊一下ISIS的特性
本帖最后由 闫辉 于 2020-6-24 14:27 编辑https://pic4.zhimg.com/v2-0b76f3f24f5ccffa87c560a36114d9af_r.jpg
关于IS-IS的特性：1.1 SPF算法Dijkstra：目的在于计算到达网络拓扑中其它路由器的最短路径；通过计算得到的最短路径树SPT (Shortest Path Tree)，可以建立路由信息表。
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计算过程：重复执行以下三步N次1、从tentative list 的所有路由器中找出离自己（根）最近的节点，并把它从tentative list 移到 paths list 2、发现此节点通告的所有前缀并安装到RIB中3、发现此节点的所有邻居并把这些邻居移动到tentative list中在IS-IS中，IP前缀是最短路径树上的叶子，不使用IP 前缀来计算和建立SPT使用CLNS System-ID 来标记路由器PRC计算：https://pic2.zhimg.com/80/v2-14a84906dba83c5d1d9faf493f4a6bed_720w.jpgISPF计算：
[*]树中不改变的部分保持原样
[*]重新计算树中受影响的部分
[*]把受影响的部分和保持原样的部分整合到一起
[*]为了实现 i-SPF，我们必须维护列表 parent list
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1.2 路由泄露：
L1路由器一般是使用指向边界L1/2路由器的默认路由访问外网的，当一个L1区域内存在多个边界出口时，可能会出现非对称路由的情况，如果该边界有防火墙存在时，就会出现不能访问外网的情况；此时就需要在L1/2路由器上使用路由泄露的方式将明细路由下放才能解决这个问题。
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1.3 度量值计算
在ISIS路由协议中，使用Cost作为路由度量值，在路由选路中Cost值越低，则路由越优。缺省情况下与链路带宽无关，缺省值为10。
Cost的类型有两种：Narrow和Wide。 当使用Narrow类型的Cost时，IS-IS接口Cost长度为6bit，意味着一个接口所支持的Cost值范围为1-63，路由Cost的长度为10bit，接收到的路由最大的Cost值可以到1023；如果在窄度量的环境中收到的路由条目的度量值大于1024，则该路由不选路。当使用Wide类型的Cost时，接口Cost为24bit，路由Cost的长度为32bit范围得到了很大的扩展；进入ISI进程下使用cost-style wide或narrow可以选择类型；在现实部署中，要保证域内路由器使用相同的Cost类型。
窄度量（默认）：通过一个字节的长度，表示度量值。在这一个字节中，前两个比特位用于标志位。后面的六个bit表示度量值。
第一bit：up、dowm比特位，如果为0，代表Up，如果为1，代表down。主要目的是用于防环。如果收到的路由条目中down比特位置位，该路由不能被通告会level2的区域。第二个bit ：标识路由类型。（internal/external），如果为0，表示内部路由（internal），如果为1，表示外部路由（external）。
窄度量中同时还划分了四种度量值，分别为：
[*]默认度量。（目前只有这个在使用）
[*]延迟度量。
[*]差错度量。
[*]开销度量。
宽度量（4B）：宽度量：接口COST = （bandwidth-reference/接口带宽）* 10；
想要支持IPv6的话必须使用宽度量。
22TLV（3B）扩展的IS可达性
135TLV（4B）扩展的IP可达性
什么场景下需要用到wide metric(宽度量)？
[*]支持IPv6
[*]携带Tag
[*]支持MPLS-TE
[*]cost值范围不够用
1.4 LSP报文的老化处理：
IS-IS的LSP最大老化时间为1200s（20分钟），通告间隔时间为900s（15分钟）。在ISIS中LSP是通过剩余老化时间来维护的（倒计时），如果LSP的剩余老化时间为0，说明该LSP需要被清除。如果LSP的剩余老化时间为0，需要再等待60s（零老化时间）后将LSP删除。
在IS-IS中如何判断LSP的新旧：
1、需要比较序列号。序列号越大越新。2、如果序列号一样，比较LSP的剩余老化时间是否为0,。如为0，LSP为最新。3、如果LSP的剩余老化时间不为0，则认为一致。
1.5 优雅重启Graceful-restart ：
对于路由器ospf来说，有些配置需要重启ospf进程重启一下才能生效，比如更改router-id；另外有的设备路由器有两个控制板，一个活动主板，一个备用主板，当活动主板出现问题后（比如断电），路由器就会自动切换到备用主板，这样路由协议也会被迫重启。如果不用优雅重启的话，当重启IS-IS进程的以后（不管是手动输入命令来重启，还是断电导致重启），路由器都要与邻居断开IS-IS关系，转发表也会不可用；等IS-IS进程再次启动后，会跟邻居重新建立关系，再重新计算路由，这需要占用相当一部分时间；在断开邻居关系，到重新计算出路由的这段时间内，转发表无效，流量是不通的，对于大型的网络来说，这是不可取的，因为会造成很大的经济损失。用了GRGR以后，虽然重启了IS-IS进程，但是可以保持转发表不变，这样流量不会中断，当重启IS-IS进程时，会告诉邻居，不要断开与自己的关系，同时自己一直保持转发表有效。然后当IS-IS进程启动后，迅速与邻居建立好关系。之所以叫做优雅重启，就是因为重启不会造成流量的中断。
优雅重启在EIGRP、OSPF、BGP中同样可以使用。
IS-IS中，路由器开启优雅重启后，当邻居在10分钟内没有收到该路由器发送的hello报文，就会判断该路由器可能存在问题，立即断开该邻居关系。
1.6 认证：支持明文和MD5认证
接口认证：会影响邻接的建立，只对Level-1和level-2的Hello报文进行认证。
区域认证：不会影响邻接的建立，但会影响L1区域的SNP和LSP报文的接收。
域的认证：不会影响邻接的建立，但会影响L2区域的SNP和LSP报文的接收。
1.7 影响邻居建立的条件：
1、区域ID不一致（只会影响level-1）2、网络类型不一致。3、运行级别不一致level-1 和 level-2 无法建立。
levle-1和level-1（需保证区域ID一致）level-1 和level-1-2（需保证区域ID一致）level-2 和level-2（level-2的邻居建立不会检查区域ID）level-2 和level-1-2 (level-2的邻居建立不会检查区域ID)level-1-2 和level-1-2 （可以建立level-1的关系，但需保证区域ID一致。可以建立level-2的关系，不检测区域ID）
4、接口认证不一致；在ISIS中如果收到报文中携带本地不识别的TLV，可以忽略并透传给其他邻居。5、MTU不一致。（ISIS中存在隐式的MTU检测机制通过IIH报文）广播网：1497：在广播网中发送的所有的IIH报文都会按出接口的MTU值进行填充。点到点:1500：在点到点网络中建立邻接关系之前发送的IIH报文长度会按出接口的MTU值进行填充。建立邻接关系以后不填充，发送正常的IIH报文。6、system-id长度不一致。（默认是6个字节）7、max area数量不一致。（默认是3个）8、system id冲突（只限于直连设备）9、多拓扑。（接口下既可以支持IPv6，也可以支持IPv4 ）（思科中会有影响，华为默认会在TlV中携带多拓扑信息，不影响。）10、IP地址不在同一个网段（ISIS在广播网中是开启源检查的，并且不能关闭。P2P也是默认开启，但是 可以关闭）
1.8 IS-IS中LSP的数据分片：
当IS-IS要发布的链路状态协议数据报文PDU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；IS-IS LSP分片由LSP ID中的LSP Number字段进行标识，这个字段的长度是1字节。因此，一个IS-IS进程最多可产生256个LSP分片，携带的信息量有限。在RFC3786中规定，IS-IS可以配置虚拟的SystemID ，并生成虚拟IS-IS的LSP报文来携带路由等信息。
初始系统（Originating System）：初始系统是实际运行IS-IS协议的路由器。允许一个单独的IS-IS进程像多个虚拟路由器一样发布LSP，而"Originating System"指的是那个"真正"的IS-IS进程。
系统ID（Normal System-ID）：初始系统的系统ID。
虚拟系统（Virtual System）：由附加系统ID标识的系统，用来生成扩展LSP分片。这些分片在其LSP ID中携带附加系统ID。
附加系统ID（Additional System-ID）：虚拟系统的系统ID，由网络管理器统一分配。每个附加系统ID都允许生成256个扩展的LSP分片。
24号TLV（IS Alias ID TLV）：用来表示初始系统与虚拟系统的关系。
在IS-IS中，每个系统ID都标识一个系统，每个系统都最多可生成256个LSP分片。通过增加附加系统ID，可以最多配置50个虚拟系统，从而使得IS-IS进程最多可生成13056个LSP分片。使能分片扩展功能之后，如果存在由于报文装满而丢失的信息，系统会提醒重启IS-IS。重启之后，初始系统会尽最大能力装载路由信息，装不下的信息将放入虚拟系统的LSP中发送出去，并通过24号TLV来告知其他路由器此虚拟系统和自己的关系。
随着规模越大，IS-IS比OSPF的扩展性更强，这个扩展性重点不是体现在能容纳的路由器更多，资源带宽占用更少，而是体现在IS-IS的TLV上：如果现在网络中出现一种新的应用，这中新应用要求与IGP进行交流和通信，如果这种IGP是OSPF的话，那么需要为此开发一种新的LSA，用来让OSPF支持这种新应用，但这样做所付出的代价巨大，且老的OSPF路由器无法识别而丢弃（就像思科路由器不支持LSA6，也就是MOSPF），也就是向后兼容性很差；但如果这种IGP是IS-IS的话，情况就简单了，它支持任何新的应用都无需开发新的LSP，因为它有TLV-T代表type（新特性的名字）、L代表length（新特性字段长度）、V代表value（新特性的具体属性），TLV相当于一节车厢，而LSP相当于一列车，当出现新应用后只需要加挂一节车厢即可，当出现和OSPF里类似的无法识别的情况时，不是作丢弃操作，而是跳过不读取而已。OSPF为了支持IPV6而专门开发了一个V3的版本，而对于IS-IS来说，无需再专门开发一个针对IPV6的版本，只要增加一个新的支持IPV6的TLV就可以了，IS-IS超强扩展性就在于此。
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