isis整体知识梳理
一、IS-IS 的核心定位
IS-IS 是一种链路状态路由协议,核心目标是:让自治系统(AS)内的所有路由器通过交换 “拓扑信息”,形成一致的链路状态数据库(LSDB),再基于 LSDB 计算出最短路径(用 SPF 算法),最终实现全网可达。
它最初为非 IP 协议(如 CLNP)设计,后来扩展支持 IPv4/IPv6,因此兼容性强,在大规模网络(如运营商骨干网)中应用广泛。
二、关键基础概念
路由器类型与层次
- 按功能分为 3 类:
- Level-1(L1):仅在同一区域内交互路由,访问其他区域需通过 Level-1-2 路由器。
- Level-2(L2):在骨干区域(由 L2 和 L1-2 路由器组成)内交互路由,负责区域间通信。
- Level-1-2(L1-2):同时参与 L1 和 L2,是区域内和骨干网的 “桥梁”。
- 区域划分:用 Area ID 标识(如 49.0001),L1 路由器必须在同一区域才能建立邻接。
- 按功能分为 3 类:
邻接关系建立两台路由器要成为邻居(邻接),必须满足:
- 层次匹配(L1-L1、L2-L2 或 L1-2 与对应层次);
- L1 路由器的 Area ID 必须相同;
- 链路两端网络类型一致(广播型 / 点到点);
- 接口 IP 至少有一个在同一网段(默认规则,可灵活调整)。
三、核心报文与作用
IS-IS 通过 4 类关键报文实现功能,记住它们的分工即可:
报文类型 | 作用 | 关键场景 |
---|---|---|
IIH(Hello) | 建立和维持邻接关系 | 所有网络类型,广播网分 L1/L2 IIH,点到点用 P2P IIH |
LSP(链路状态) | 传递拓扑和路由信息(“地图碎片”) | 每台路由器生成,泛洪到整个区域(L1/L2 各自范围) |
CSNP(完全序列号) | 同步 LSDB 的 “全量清单” | 广播网由 DIS 周期性发送,点到点在邻接建立时互发 |
PSNP(部分序列号) | 确认或请求缺失的 LSP(“精准互动”) | 收到 CSNP 后请求缺失 LSP,或确认收到 LSP |
四、LSDB 同步流程(核心工作机制)
LSDB 是所有路由器共享的 “拓扑地图”,同步过程是 IS-IS 的核心,分两种网络场景:
广播网络(如以太网)
- 先选举 DIS(指定中间系统,类似 OSPF 的 DR),由 DIS 主导同步。
- 流程:新路由器发 LSP→DIS 周期性发 CSNP(全量清单)→新路由器对比后用 PSNP 请求缺失 LSP→DIS 补发→LSDB 一致。
点到点网络(如串口)
- 无 DIS,两台路由器直接交互。
- 流程:邻接建立后互发 CSNP→对比后用 PSNP 请求 / 确认→补发缺失 LSP→LSDB 一致。
五、拓扑描述:实节点与伪节点
- 实节点:实际的路由器,有唯一 System ID(如 0010.0100.1001),生成自己的 LSP 描述接口、邻居、路由。
- 伪节点:仅存在于广播网络的 “虚拟节点”,由 DIS 生成,用来简化 “多台路由器共处同一广播域” 的拓扑(将多对多连接转为星型连接),减少 LSP 泛洪开销。
六、路由计算逻辑
- 区域内路由:L1/L2 路由器基于本地 LSDB(同一层次),用 SPF 算法计算最短路径。
- 区域间路由:
- L1 路由器依赖 L1-2 路由器的 “ATT 标志位”(表示可连接其他区域),生成指向 L1-2 的默认路由。
- L2 路由器直接通过骨干网的 LSP 计算跨区域路由。
七、与 OSPF 的对比(理解 IS-IS 的优势)
特性 | OSPF | IS-IS |
---|---|---|
扩展性 | 区域内设备建议≤50,LSU 泛洪消耗大 | 支持大规模网络,LSP 更紧凑,SPF 效率高 |
层次划分 | 基于 Area+ASBR/ABR,配置复杂 | 基于 L1/L2,层次更简洁,自动适配 |
报文设计 | 依赖 IP,报文格式固定 | 独立于 IP,TLV 结构灵活(支持多协议) |
总结:IS-IS 的 “一句话逻辑”
路由器通过 IIH 建立邻接→用 LSP 分享拓扑和路由→通过 CSNP/PSNP 同步 LSDB→基于统一的 LSDB 用 SPF 算路由→L1/L2 层次实现区域内 / 间通信。
按照这个主线,再回头看每个细节(如 LSP 的字段、伪节点的作用),就能明确它们在整体流程中的位置,知识就不会显得杂乱了~