pos機顯示49報文,「ISIS專題一」點擊深度了解ISIS工作原理

新聞資訊 | 2023-04-22 09:40 | 投稿人：pos機之家

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中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)IS-IS：集成IS-IS協(xié)議是一種基于鏈路狀態(tài)算法的IGP協(xié)議；IS-IS原本是隸屬于OSI協(xié)議棧的，經(jīng)過二次開發(fā)后，可以同時工作在CLNP和IP環(huán)境中，采用TLV設(shè)計，擴展性好；使用SPF算法計算路由、支持觸發(fā)更新，可快速收斂;目前在大型ISP的網(wǎng)絡(luò)中被廣泛部署。

IS-IS和OSI協(xié)議棧：

面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)CONS：指的是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在傳輸數(shù)據(jù)之前先確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的邏輯連接；為了實現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)傳輸、保證數(shù)據(jù)以恰當(dāng)?shù)捻樞虻竭_；傳輸數(shù)據(jù)之前，CONS需要在通信實體間請求一條明確的路徑或電路；主要協(xié)議有面向連接協(xié)議CONP，充當(dāng)了CONS和上層協(xié)議的通信接口。

面向無連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)CLNS：實現(xiàn)了數(shù)據(jù)報的傳輸，在傳輸數(shù)據(jù)之前，不需要建立任何連接；用于交換路由選擇信息的主要協(xié)議有CLNP、ES-IS和IS-IS。

無連接網(wǎng)絡(luò)協(xié)議CLNP：工作在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的中間系統(tǒng)，用來向傳輸層提供服務(wù)；用于充當(dāng)子網(wǎng)獨立收斂協(xié)議（SNICP）的角色，其功能為在同一組底層服務(wù)上建立OSI網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，保證一組互連子網(wǎng)上的無連接模式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的統(tǒng)一性；當(dāng)SNICP沒有提供在一個接入點到另一個接入點上的無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)所需的功能時，CLNP也可以用來進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整（L3封裝協(xié)議，其功能同TCP/IP中的IPv4/v6）。

CLNP使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接入點NSAP地址（同IP地址）和網(wǎng)絡(luò)實體標(biāo)題NET來識別網(wǎng)絡(luò)，其中源目地址是NSAP地址，而NET地址是作為終端或中間系統(tǒng)中的標(biāo)識符；使用子網(wǎng)接入點SNPA來統(tǒng)一標(biāo)識二層地址（同MAC地址或DLCI）。

終端系統(tǒng)到中間系統(tǒng)協(xié)議ES-IS：在OSI中，一個路由器就是一個IS（中間系統(tǒng)），一個主機就是一個ES（終端系統(tǒng)）；ES-IS就是提供IS和ES（路由器和主機）之間通信的協(xié)議，通過交互hello讓PC和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中間也可以建立鄰居關(guān)系。用于數(shù)據(jù)鏈路地址到網(wǎng)絡(luò)地址間的映射（同TCP/IP中MAC到IP地址的映射）。

工作原理：IS-IS是一種鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，每一臺路由器都會生成一個LSP，它包含了該路由器所有開啟IS-IS協(xié)議接口的鏈路狀態(tài)信息；路由器之間通過跟相鄰設(shè)備建立IS-IS鄰接關(guān)系，互相更新本地設(shè)備的LSDB，使得整個IS-IS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的LSDB數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)同步，每臺IS-IS路由器都具備描述整個拓撲的一致的鏈路狀態(tài)信息庫；然后通過SPF算法計算出IS-IS路由；如果此IS-IS路由是到目的地址的最優(yōu)路由，則此路由會下發(fā)到路由表中并指導(dǎo)報文的轉(zhuǎn)發(fā)。

區(qū)域劃分：IS-IS是基于路由器劃分區(qū)域的，路由器/接口分為L1、L2和L1/2。

L1：類似于ospf中非骨干路由器，為了實現(xiàn)區(qū)域和區(qū)域之間的通信，L1可以與本區(qū)域內(nèi)的L1或L1/2路由器建立L1的鄰居關(guān)系,維護區(qū)域內(nèi)L1的LSDB。

L2：類似于ospf中骨干路由器，能和本區(qū)域的L2設(shè)備或者區(qū)域外的L1/2設(shè)備建立L2的鄰居關(guān)系，維護區(qū)域內(nèi)和區(qū)域外L2的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。

L1/2:類似于ospf中ABR，能夠和區(qū)域內(nèi)的L1路由器建立鄰居關(guān)系，維護L1的LSDB，同時和同一或不同區(qū)域的L2路由器建立L2的鄰居關(guān)系，維護L2的LSDB。

IS-IS中可以有多個骨干區(qū)域且骨干區(qū)域ID不固定，但它與OSPF一樣要求所有的非骨干區(qū)域（通過L1/2 路由器）必須直接與骨干相連，普通區(qū)域之間不能直接連接；在IS-IS中的一組連續(xù)的L2和L1/2路由器連接而成的鏈路就是IS-IS的邏輯骨干（同OSPF中的骨干區(qū)域）；在骨干區(qū)域內(nèi)部L2路由器必須直連，在與普通區(qū)域之間，必須與L1/2 路由器相連，不能直接與L1路由器相連。

L1/2路由器可以接收到L1和L2的LSP并建立對應(yīng)的LSDB，最終形成路由加表；它可以把L1的路由復(fù)制轉(zhuǎn)化為L2路由發(fā)送給L2路由器；但不能把L2的路由轉(zhuǎn)發(fā)給L1路由器，所以L1區(qū)域從設(shè)計上就相當(dāng)于ospf中tollty NSSA區(qū)域；L1路由器收到L1/2發(fā)送的LSP中ATT位置0時，會自動生成一條默認路由指向L1/2路由器，L1區(qū)域的路由器會使用該缺省路由訪問外網(wǎng)。

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接入點NSAP：在OSI結(jié)構(gòu)體系中，使用NSAP地址來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，建立拓撲信息；主要作用是提供網(wǎng)絡(luò)層和上層應(yīng)用之間的接口，相當(dāng)于TCP/IP中的IP地址和協(xié)議號；

10.0000.0000.0001.00

區(qū)域地址：Area Address，長度可變，為1-13字節(jié)。

?組織格式標(biāo)識符AFI：表示一個獨立的組織；其中49為私有AFI

?初始域標(biāo)識符IDI：AFI的子域，如47.0005、47.0006

?高位域指定部分HODSP：描述路由器或節(jié)點所屬的區(qū)域，如0001

System ID：用來唯一標(biāo)識區(qū)域內(nèi)的IS，長度固定為6個字節(jié)；用48位MAC地址或者是擴展的接口IPv4地址（每位添加前導(dǎo)0），如1720.1601.0001

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)選擇器NSEL：描述某個應(yīng)用，長度為1個字節(jié)，同IPv4中的協(xié)議號。

網(wǎng)絡(luò)實體標(biāo)題NET:指的是IS本身的網(wǎng)絡(luò)層信息，可以看作是一類特殊的NSAP，即NSEL位置0的NSPA地址；每臺IS可以擁有最多不超過3個NET地址，這些NET擁有相同的system ID和不同的區(qū)域地址；為了便于管理，一般根據(jù)router ID來生成對應(yīng)的system ID（同OSPF中的router ID）。

注：為了適應(yīng)IP環(huán)境，20個字節(jié)，13個字節(jié)（1—13個字節(jié)，區(qū)域ID可調(diào)整）作為區(qū)域id，6個字節(jié)（48個比特，才用十進制的方式表示）作為System ID（router-id），還有一個字節(jié)作為標(biāo)識（固定為00，代表的IP環(huán)境），可以看做AS和router-id的結(jié)合體；同一個區(qū)域內(nèi)的所有IS包含相同的區(qū)域地址，每一臺IS擁有所在區(qū)域內(nèi)唯一的system ID。

子網(wǎng)接入點SNPA：OSI中標(biāo)識數(shù)據(jù)鏈路層地址，SNPA地址標(biāo)識一個子網(wǎng)服務(wù)的節(jié)點，在IS-IS中表示一個接口的二層地址路由；在點到點鏈路中，電路Circuit ID用來表示IS-IS路由器下的某個接口，比如01、02；在廣播子網(wǎng)中，由System ID + Circuit ID共同組成LAN ID；

網(wǎng)絡(luò)類型：

普通子網(wǎng)：點到點網(wǎng)絡(luò)，PPP、HDLC上接口缺省網(wǎng)絡(luò)類型為點到點，對于NBMA網(wǎng)絡(luò)，如幀中繼，需對其配置子接口，并注意子接口網(wǎng)絡(luò)類型應(yīng)配置為P2P。

廣播子網(wǎng)：在Ethernet網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)所有路由器之間建立完鄰接關(guān)系后，IS-IS需要在所有的路由器中選舉一個路由器作為指定中間系統(tǒng)DIS；

狀態(tài)機：

路由器IS之間通過周期性（10s/次）發(fā)送hello報文，建立起鄰接關(guān)系；其中點到點網(wǎng)絡(luò)中，只要IS能夠收到對端的hello包，就認為鄰居關(guān)系能夠建立，鄰居狀態(tài)為UP；廣播網(wǎng)絡(luò)中，采用的是可靠的鄰接建立過程，則需要通過三次握手才能建立起鄰接關(guān)系；如果在接收的IIH報文中看到了自己接口的MAC地址，說明鄰接已經(jīng)收到并確認了自己發(fā)送的IIH報文，鄰居的狀態(tài)變?yōu)閁P狀態(tài)；點到點網(wǎng)絡(luò)中，默認使用兩次握手，沒有可靠性保證。只要收到鄰接發(fā)送的IIH報文，并檢測通過，維護鄰居的狀態(tài)為UP狀態(tài)；但是可以新增一種TLV實現(xiàn)三次握手建立鄰居關(guān)系，以保證鄰接建立的可靠性。

在廣播網(wǎng)絡(luò)中，需要在所有的路由器中選舉一個路由器作為指定中間系統(tǒng)DIS；

指定中間系統(tǒng)DIS：在廣播網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建和更新偽節(jié)點的LSP，通過周期性地發(fā)送CSNP來泛洪LSP進行同步；IS-IS中的優(yōu)化機制，以簡化拓撲，減少資源消耗。

同一級別的IS之間都會形成鄰接關(guān)系；L1、L2路由器的DIS是分別選舉的，兩臺L1/2路由器之間會分別選舉出兩個DIS（L1和L2）。

IS優(yōu)先級數(shù)值最大的被選舉為DIS，取值范圍0-127，默認值64；如果優(yōu)先級數(shù)值最大的路由器有多臺，則其中最大的SNPA地址（MAC）的路由器會被選中；如果SNPA是一樣的，具有最大的system ID的路由器將當(dāng)選為DIS；

優(yōu)先級為0的路由器也參與DIS的選舉，DIS沒有備份且DIS的選舉支持搶占。

同網(wǎng)段上的同一個級別路由器之間都會形成鄰接關(guān)系，包括所有的非DIS路由器。

廣播網(wǎng)絡(luò)：

路由器IS相互之間泛洪發(fā)送LSP，以實現(xiàn)LSDB數(shù)據(jù)庫的同步；此時DIS需要等待一個初始計時器，當(dāng)計時器到期后，DIS開始周期性（10s/次）發(fā)送CSNP報文，報文中包含了LSP的報頭信息；當(dāng)其他IS路由器收到LSP報文，需要查看在CNSP報文中是否包含自己的LSP，如果包含說明DIS收到了自己發(fā)送的LSP，如果沒有需要重傳；同時會對比這兩份LSP，如果本地有缺失，則會發(fā)送PSNP請求給DIS（同OSPF中的LSR）；如果DIS發(fā)送的LSP沒有本地齊全時，則會主動將本地的LSP更新給DIS同步。

點到點網(wǎng)絡(luò)：

路由器IS互相發(fā)送CSNP，在CSNP報文中包含本地LSBD中所有LSP的摘要信息；收到鄰居發(fā)送的CSNP報文，需要將CSNP報文中的LSP摘要信息和自己的LSDB做對比，查看缺少的LSP，并通過PSNP報文請求缺少的LSP。

收到PSNP請求后，回復(fù)LSP報文；收到LSP報文后回復(fù)PSNP確認接收到的LSP。

LSP刷新周期為15分鐘，老化時間為20分鐘，從大開始計數(shù)，0為最大值；但是一條LSP的老化除了要等待20分鐘外，還需要等待60秒的零老化時延；LSP重傳時間為5秒；在點到點網(wǎng)絡(luò)中，CSNP報文默認只會發(fā)送一次，對端路由器需要使用PSNP報文進行確認（同LSACK）；而在廣播網(wǎng)絡(luò)中，CSNP是周期性發(fā)送的，則不需要。

IS-IS報頭封裝：

Layer 2 /IS-IS/FCS

IS-IS報文直接封裝在數(shù)據(jù)鏈路層中；包含了通用報頭和專用報頭；對于所有的PDU來說，通用報頭都是相同的，但是專用報頭是根據(jù)PDU類型不同而有所區(qū)別。

報文類型：分為L1和L2兩種

IIH Hello PDU：用于建立和維護鄰接關(guān)系，組播MAC：01-80-C2-00-00-14/15

廣播：LAN IIH 組播發(fā)送，分為L1、L2兩種；見右下圖

點到點：P2P IIH，單播發(fā)送；見左下圖

P2P IIH中相對于LAN IIH來說，多了一個表示本地鏈路ID 的Local Circuit ID字段，缺少了表示廣播網(wǎng)中DIS的優(yōu)先級的Priority字段以及表示DIS和偽節(jié)點System ID的LAN ID 字段。

LSP PDU：用于交換鏈路狀態(tài)信息，同LSA的拓撲信息以及路由信息

廣播：偽節(jié)點DIS LSP（同ospf中的2類LSA）

點到點：普通的LSP

注：L1 LSP僅在區(qū)域內(nèi)傳播；L2 LSP在骨干網(wǎng)傳播