IS-IS

从中间系统到中间系统协议，IGP，DV协议，直接运行在二层，使用SPF算法进行路由计算。

ISIS最早不是给TCP/IP设计的，是给CLNS(无连接网络)设计的，但是CLNS被淘汰了，ISIS的开发者给ISIS协议加上了TCP/IP的支持模块，将其变为集成的ISIS，但是依旧不如OSPF流行。所以渐渐被人遗忘。

近年来云计算数据中心崛起，数据中心网络日益复杂，而OSPF的区域划分很不自由，并且OSPF是基于IP来进行信息传递的，而数据中心并不是完全TCP/IP的网络环境，所以OSPF使用受到很大限制。

主要用于运营商的大规模路由网络。

基本术语：

9.1 ISO编址

9.2 区域分类

骨干区域
非骨干区域

非骨干区域与骨干区域通过Level-1-2路由器相连

9.3 路由器分类

Level-1路由器

部署在非主干区域，负责区域内的路由，与同一区域内同级别和Level-1-2路由器形成邻接关系，只负责维护Level-1的LSDB，包含本区域的路由信息，到区域外的报文转发给最近的Level-1-2路由器。
Level-2路由器

部署在骨干区域，负责区域间的路由，可以与同一或不同区域的Level-2路由器或者其它区域的Level-1-2的路由器形成邻接关系，维护一个Level-2的LSDB，包含区域间的路由信息。
Level-1-2路由器

同时部署在骨干区域和非骨干区域，Level-1必须通过Level-1-2路由器才能连接至其他区域。同时维护两个LSDB。

9.4 DIS和PSN

支持广播链路和点到点，不支持P2MP，对于NBMA网络，如ATM，需对其配置子接口。

在广播网络中，IS-IS需要在所有路由器中选举一个路由器组作为DIS，负责创建和更新PSN（伪节点），并负责生成PSN的LSP用来描述这个网络上的网络设备。

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优先级大的会被选中，如果有多台，MAC地址较大的会被选中，0级也会参与选举。
不同级别DIS可以是一台路由器也可以是不同的路由器，不存在备份DIS。
当有符合DIS条件的新路由器加入时，会被选举为新的DIS。

PSN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中用DIS的System ID和一个字节的Circuit ID标识。

9.5 报文类型

Hello PDU

用于建立和维持邻接关系，又称IIH（IS-to-IS Hello PDUs）默认10秒发送一次，PSN和DIS默认3.3秒，3倍Hello时间没收到就判定邻接Down。
LSP

链路状态报文LSP用于交换链路状态信息。LSDB中的LSP寿命是1200s，每隔900s刷新一次。
SNP

描述全部和部分路由数据库中的LSP来同步至LSDB从而维护LSDB的完整与同步，序列号报文可分为CSNP全序列号报文和PSNP部分序列号报文
- CSNP包括LSDB中所有LSP的摘要信息，在广播网络中由DIS定期发送，点到点链路上，CSNP只在第一次建立邻接关系时发送。
- PSNP只列举最近收到的一个或多个LSP的序号，它能够一次对多个LSP进行请求和确认。

9.6 邻接建立过程

IS-IS需按照如下规则建立关系：

只有同一层次的路由器才有可能建立邻接
对于Level-1路由器来说，区域号必须一致
链路两端IS-IS接口的网络类型必须一致，且接口地址必须处于同一网段。

9.6.1 广播网络邻接建立过程：

RouterA广播发送Level-2 LAN IIH，此报文中无邻接标识。
RouterB收到此报文后，将自己和RouterA的邻接状态标识为Initial。然后，RouterB再向RouterA回复Level-2 LAN IIH，此报文中标识RouterA为RouterB的邻接。
RouterA收到此报文后，将自己与RouterB的邻接状态标识为Up。然后RouterA再向RouterB发送一个标识RouterB为RouterA邻接的Level-2 LAN IIH。
RouterB收到此报文后，将自己与RouterA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。

这里与Level-2为例，Level-1与此一样。因为是广播网络，需要选举DIS，所以在邻接关系建立后，路由器会等待两个Hello报文间隔，再进行DIS的选举。

9.6.2 P2P网络邻接接关系建立：

三次握手机制：通过三次发送P2PIIH最终建立邻接关系，类似广播邻接关系的建立。

9.7 LSP交互过程

所有路由器都会产生LSP，以下是会触发一个新LSP的事件：

邻接Up或Down
IS-IS相关接口Up或Down
引入的路由发生变化
区域间的路由发生变化
接口被赋予新的开销值
周期性更新

收到邻接新的LSP处理过程：

合入自己的LSDB中，并标记为flooding；
发送新LSP到除收到该LSP的接口之外的接口；
邻接再扩散到其它邻接

LSP报文的“泛洪”（flooding）是指当一个路由器向相邻路由器通告自己的LSP后，相邻路由器再将同样的LSP报文传送到除发送该LSP的路由器外的其它邻接，并这样逐级将LSP传送到整个层次内所有路由器的一种方式。

每个LSP都有一个标识自己的4字节序列号，在路由器启动时所发送的第一个LSP报文中的序列号为1，之后新的LSP序列号在前一个LSP序列号上+1，序列号越大，LSP越新。如果序列号到头，路由器就停止运行1260S，不过基本上不可能，即便是每秒钟产生一个LSP，也要等到136年之后才能从1到OxFFFFFFFF

9.8 路由渗透

由于L1路由器无法学习到其他区域的条目，只能通过最近的L1/L2路由器下发的默认路由离开本区域。所以有时候会出现次优路径。

可以尝试着在L1/L2路由器上泄露一部分L2的条目到L1路由器上，来防止这种情况的发生。

9.9 认证

通过TLV形式携带认证信息，认证TLV的类型为10。

根据报文的种类，认证可以分为以下三类：

接口认证：是指使接口以指定方式和密码对Level-1和Level-2的Hello报文进行认证。

有以下两种设置：
- 发送带认证TLV的认证报文，本地对收到的报文也进行认证检查。
- 发送带认证TLV的认证报文，但是本地对收到的报文不进行认证检查。
区域认证：是指运行IS-IS的区域以指定方式和密码对Level-1的SNP和LSP报文进行认证。
路由域认证：是指运行IS-IS的路由域以指定方式和密码对Level-2的SNP和LSP报文进行认证。
- 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。

根据报文的认证方式，可以分为以下三类：

明文认证：一种简单的认证方式，将配置的密码直接加入报文中，这种认证方式安全性不够。
MD5认证：通过将配置的密码进行MD5算法之后再加入报文中，这样提高了密码的安全性。
Keychain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

9.10 网络收敛

OSPF使用LSA通告描述网络结构，即有向图。路由器会将LSDB转换成一张带权的有向图，各个路由器得到的有向图完全相同。

各个路由器根据有向图使用SPF算法计算出一棵以自己为根的最短路径树。

当部分拓扑结构（最短路径树的结构）发生变化时，采用增强SPF算法（ISPF），只需将变化了的少量拓扑进行修正。

当拓扑不变而路由信息发生变化时，用部分路由计算算法（PRC），只需根据原有的拓扑生成新的路由信息。