2022年isis路由协议中文教程 .pdf
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1、IS-IS 路由协议中文教程v1.0 Chapter 0 Preface (第零单元序言)Statement (说明)本文实际上是思科BSCI ( Building Scalable Cisco Internetworks)一书中第七单元(Configuring IS-IS Protocol)的读书笔记,目前有关IS-IS 的中文资料较少,故整理此笔记以方便那些英文水平一般的网络技术工作者学习,因为本人也系IS-IS 路由协议的初学者,故文中可能存在一些由于理解偏差而导致的错误,恳请朋友们不吝赐教。为了便于大家理解,本文在讲述OSI 协议时将尽可能的将其与大家所熟知的TCP/IP 协议进行比照
2、,在讲述IS-IS 路由协议时则尽可能的将其与OSPF 路由协议进行比照,这也是Cisco System BSCI Student Guide 一书中所采用的方法。本文可自由传播和使用,但请保留作者信息,请尊重我的劳动,谢谢!Outline (提纲)1、 OSI 协议和 IS-IS 路由协议简介2、 IS-IS 路由协议工作原理3、 通过集成的IS-IS 路由协议实现IP 与 OSI 协议的路由4、 集成的 IS-IS 路由协议配置与排故About author(关于作者)Climber(登峰) from Changchun City,Jilin Prov. Surf on the net f
3、or six years,Wander regularly in the cisco forum of netease Discussion is welcome! e-mail: or Deeply appreciated my secretary for her help!?名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 17 页 - - - - - - - - - Chapter 1 Introduction to OSI Protocol (第一单元 OSI 协议
4、简介)ISO 与 OSI ISO(International Organization for Standardization)国际标准化组织一直致力于各领域的国际标准的制定,大家所熟知的OSI(Open System Interconnection )七层网络模型就是ISO 针对多厂商网络产品互联时的兼容性问题制定的网络通讯协议标准,现今的互联网基于TCP/IP 协议构建, 而 TCP/IP 协议和其它的用于开放式网络的协议一样,都是基于OSI 网络模型构建的。ISO 除了构建了OSI 七层网络模型这一标准外,还同ITU-T (国际电信联盟电信标准组)构想和实现了一个同样名为OSI 的具体的
5、网络协议。 可惜在这个TCP/IP 协议一统天下的时代,OSI 网络协议基本没有应用。同 TCP/IP 协议相似, OSI 协议并不是原子的,它的每一层中都包含许多有着特定功能的子协议,OSI 协议采用体系化 (或层次化Hierarchical )编址,我们能过NSAP(Network Service Access Point )来寻址 OSI 网络中处于传输层的各种服务,它类似于TCP/IP 协议中的IP 地址+端口号。下面我们来了解一些术语:ES(End system)端系统,没有路由能力(称“数据包转发能力”更恰当)的网络节点。IS(Intermediate System)中间系统,有数
6、据包转发能力的网络节点,即路由器。Area 区域,由一组连续的路由器、主机和连接它们的网络链路组成的实体。Domain 域,由一组相互连接的Area 组成。(呵呵,还是英文讲得好,Area 和 Domain 翻成中文我都不知道怎么区分了,注意:后面的叙述中,我用区域代表Area,用域代表Domain )其实这里面Domain 相当于传统的自治系统了,Area 与 OSPF 的 Area 相似(注意是相似) ,ES 就是主机,大家知道路由一般没主机什么事,这里也是一样的,ES 与 IS 之间关系很简单。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -
7、- - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 17 页 - - - - - - - - - 不用我说你也知道这个illustrate 是什么了吧?什么?太复杂了?没关系,其实接下来我们只会讲到网络层里面的一点东西,ONLY the portion around with red block,踏实了吧!还是几个术语:CLNS Connectionless Network Service无连接网络服务CLNP Connectionless Network Protocol 无连接网络协议CMNS Connection-Mode Network Service 连接模
8、式网络服务CONP Connection-Oriented Network Protocol 面向连接网络协议想想TCP/IP 协议,有点懂了吧?前两个相当于TCP,后两个相当于UDP ,OSI 就是通过CLNP 实现 CLNS,通过 CONP 实现 CMNS,呵呵,有点绕嘴。再看看图, 又有点晕, 画错了?没有, OSI 就是在网络层实现的这两种服务,这样来说, CLNP相当于 IP 了, CONP 就相当于可靠的IP 吧,呵呵。如果你不知道什么是面向连接,什么是无连接,最好停下来先去看看TCP/IP 的知识。好了,现在你又可以忘掉一些东西了,我们下面要讲的东西只和CLNP 有关,没错,只有
9、CLNP 在交换数据时依赖routing protocols 构建的路由表,CONP 依靠 X.25 协议的中继功能实现链路的建立、保持与终止。OK ,休息一会儿, 吸烟的去天台, 喝水的到地下室,去 John 家的打开窗户跳下去就可以了!名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 17 页 - - - - - - - - - Chapter 2 Basic IS-IS Routing Protocol (第二单元基本的 IS-IS 路由协议)IS-IS 路由协议中的
10、路由信息分为四级:1、 Level-0 存在于 ES 与 IS 之间,准确的讲不算路由协议,我们可以称它为Discovery Protocol发现协议,类似于TCP/IP 网络中的ARP 地址解释协议。2、Level-1 存在于同一区域内的多台路由器之间,用于实现区域内路由,类似于OSPF 的域内路由( O) 。3、Level-2 存在于同一域内的多台路由器之间,用于实现域内路由,类似于OSPF 的域间路由( O IA ) 。4、Level-3 存在于不同的域之间,类似于TCP/IP 网络中由BGP 实现的 AS 间路由。后面的部分我们会重点介绍Level-1 和 Level-2。OSI 网络
11、中可以采用的三种路由协议:1、IS-IS,本文的核心内容,它除了为OSI 协议构建路由表外,还可以为TCP/IP 协议构建路由表,当然也可以工作于Dual Mode ,同时为两种网络协议提供服务。2、ISO-IGRP ,是思科为CLNS(即 OSI 协议,以下皆是,因为OSI 协议中的CLNS 应用路由表转发数据。 )设计的路由协议。3、Static CLNS routes ,OSI 的静态路由, TCP/IP 的 Static route 经常写吧?很少用?那你应该已经或是即将通过LAB 了吧。下面我们来比较一下集成的IS-IS 与 OSPF IS-IS 与 OSPF 都是链路状态型路由选择
12、协议,均采用 SPF算法来构建路由表, 但是就 TCP/IP路由而言,在大的网络环境中IS-IS 的性能优于OSPF,这也正是大多数的ISP 都采用 IS-IS而不是 OSPF 作为骨干路由协议的原因,所以,快学吧。OSPF 路由协议区域的分界点在路由器之上,ABR 同时属于多个区域,IS-IS 路由协议的区域分界点在链路之上,每个路由器固定属于某一区域。OSPF 路由协议在多区域的环境下要有Backbone(骨干)区域,且要求所有非骨干区域与骨干区域直接相连(否则要通过Virtual-Link打补丁),IS-IS 在设计上没有这一要求。OSPF 路由协议中LSA (链路状态通告)数据包较多,
13、IS-IS 路由协议中每个路由器在区域内只发送一个LSA 数据包。OSPF 有一些 IS-IS 所不具备的特性:标记路由,末节区域、和Demand Circuit 等。OSI Address (OSI 编址)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 17 页 - - - - - - - - - 还记得前面提过一句的NSAP 吧,它就是OSI 协议中用于定位资源的地址,老实说,我第一次看这本Student Guide 的时候,看到这就休息了,后来发现比想像中的简单得多
14、。So,Go ahead,don t give it up! NSAP(Network Service Access Point )地址格式好了,现在你需要的只是一点耐心。整个 NSAP 地址由两大部分组成:IDP(Inter-Domain Portion )域间部分,相当于TCP/IP 地址中的主网络号。DSP(Domain Service Portion )域内服务标识部分,相当于TCP/IP 地址中的子网号,主机号外加端口号。IDP 由两部分组成:AFI (Authority and Format ID )机构与格式ID 用来表示地址格式或地址分配机构。IDI (Inter-Domain
15、 ID )域间 ID 用来标识域。DSP 由三部分组成:HODSP(High Order DSP )DSP 高位,用来分割区域,相当于TCP/IP 地址中的子网部分。SID(System ID)系统 ID ,用来区分主机,相当于TCP/IP 地址中的主机部分。HSEL(NSAP-Selector )NSAP 标识,用来指示选定的服务,相当于 TCP/IP 地址中的端口号。ISO-IGRP 路由采用三层体系: 域 (IDP, 第三级), 区域(HODSP, 第二级)和系统 ID(System ID 第一级)。IS-IS 要简单些,采用二层体系:区域ID(IDP+HODSP ,第二级)和系统ID(
16、System ID 第一级)。不难吧?难的在后面呢,呵呵。现在我们来看一下NSAP 地址中各部分的长度。对于 Cisco IS-IS 路由协议, NSEL 固定为一个字节,系统ID 固定为 6 个字节,区域地址长度可由 1-13 字节构成,所以整个NSAP 地址总长度为8-20 字节。对于 Cisco ISO-IGRP 路由协议, Area ID 被分为 Domain ID 和 Area ID 两部分, Area ID 为 2个字节, Domain ID 最少一个字节,所以NSAP 地址总长度为10-20 字节。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -
17、- - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 17 页 - - - - - - - - - NET (Network Entity Title)网络实体标识容易理解, 网络寻址是基于主机的,所以没有必要将NSEL 包括中路由信息中,故此我们在交换路由信息时将NSEL 固定为 00,这样的NSAP 表示设备自身,我们称之为NET。AFI=49 的地址为OSI 协议的私有地址,像TCP/IP 中的 10.0.0.0,172.16.0.0-172.31.0.0 和192.168.0.0,后面的实验中通常使用这样的地址。如果你只想通过IS-IS 实现 IP
18、路由,用这个前缀就可以了。AFI=39 表示 ISO 数据国家代码。AFI=47 表示 ISO 国际代码指定NET 地址必须以00 结尾,且必须为整字节(偶数个十六进制数),中间以 dot 分隔。System ID 通常由 MAC 地址构成或由IP 地址转换而来。Domain ID 和 Area ID 则通常在全网内统一指定。例子 1:NSAP=47.0001.aaaa.bbbb.cccc.00 IS-IS: Area = 47.0001, System ID = aaaa.bbbb.cccc, NSEL = 00 ISO-IGRP: Domain = 47 Area = 0001, Syst
19、em ID = aaaa.bbbb.cccc, NSEL = 00 例子 2:NSAP=39.0f01.0002.0000.0c00.1111.00 IS-IS: Area = 39.0f01.0002, Sysem ID = 0000.0c00.1111, NSEL = 00 ISO-IGRP: Domain= 39.0f01 Area = 0002, System ID = 0000.0c00.1111, NSEL = 00 注意:分段的时候要从后向前数。几条定址规则:1、位于同一区域内的路由器Area ID 必须相同。2、ES 只能与具有相同Area ID 的 IS 进行通讯。3、同一区
20、域内的Level-1 IS 为了彼此区分必须有惟一的System ID。 (建议整个域内所有IS都有惟一的System ID)4、整个域内所有Level-2 IS 为了彼此区分必须有惟一的System ID。5、包交换网络中,虚电路号或DLCI 号码经常加在System ID 的后面构成LAN ID ,这主要是为了防止同时属于多个Area 的 IS 在不同的Area 中有相同的System ID。6、如果系统检测到System ID 重复,将会报告以下错误:IS-IS: possible duplicate system ID detected IS-IS PDU-Protocol Data
21、Unit(IS-IS 路由协议中的协议数据单元)1、Hello PDU ,包括 ESH(ES 发至 IS) ,ISH(IS 发至 ES) ,IIH (IS 之间)三种类型,用于建立和维护毗邻关系。2、LSP,Link-state Packet ,用于发布链路状态信息。注意它是数据链路层数据包,不依赖于其它协议传递,但同时也意味着只能在直接相连的路由器之间传递。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 17 页 - - - - - - - - - 3、PSNP,Par
22、tial sequence number PDU ,用于确认和请求链路状态信息。(经常性的,偶发的)4、CSNP,Complete sequence number PDU,用于发布完整链路状态数据库。(初始的或周期的)5、OSI 网络中, 网络层的 PDU 称之为数据报或包 (Datagram or Packet) ,数据链路层的PDU称之为帧( Frame) 。IS-IS 路由协议中的网络类型通常来讲,物理链路可分为以下几种类型:广播介质(如LANs ) ,点对点专线,点对多点专线(数字专线或包交换网络)以及动态建立的链路(如拔号网络)。IS-IS 只把物理链路分为两种类型:广播网(LANs
23、 )和点对点网络(All others ) 。(就这一点而言可比OSPF 简单得多, OSPF 的 NBMA要分五种类型呢! )注意:因为IS-IS 不支持NBMA网络,所以在包交换网络中,最好采用点对点子接口的形式建立连接。Link-state Packet内容1、 LSP 的类型和长度2、 LSP 的 ID 和序列号, sequence number 用于判断信息的新旧,路由器重启动时初始化为1。这个序列号不能防止Overflow ,共四个字节,在1LSP/sec 的情况可用120 年,但不能防止 DoS 攻击,可采用IS 身份验证的方法解决。 (记得 OSPF 中也用这个东西吧?)3、
24、生存期,缺省的初始值为1200,减到 0 的信息要从拓扑表中删除。4、 IS 邻居和 ES 邻居列表5、 验证口令6、 传递的 IP 子网信息(用于集成的IS-IS)比较 IS-IS 的 DIS 与 OSPF 的 DR 还记得 OSPF 中的 DR 和 BDR 吧。SPF 算法同样要求在IS-IS 网络中为广播介质选举一个代表,这个代表在IS-IS 路由网络称为DIS(Designated Intermediate System) ,它在路由通告中发布一个Pseudonodes (伪节点),它是一个虚拟节点,采用它只是为了减少链路状态数据库中的条目数量和降低链路变化的频率。这里的 DIS 与
25、OSPF 路由协议中的DR 的作用有很大的不同,对于IS-IS 路由协议,同一网段上的所有路由器都形成毗邻关系(OSPF 网络中DR-Other 之间是不形成毗邻关系的) 。About Metric关于度量值在思科路由器中,IS-IS 缺省只使用default metric 计算路径的度量值,如果想使用基于服务类型 ToS 的路由,可以引入DTR(Delay 延时, Expense 花销,和Reliability 可靠度)作为路由参考。旧的metric 只有 6bits,新的扩展到24bits,可以使用路由模式命令metric-style更改。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
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