目  录

1 IS-IS

1.1 IS-IS简介

1.1.1 IS-IS基本术语

1.1.2 IS-IS地址

1.1.3 NET

1.1.4 IS-IS区域

1.1.5 IS-IS拓扑结构

1.1.6 路由渗透

1.1.7 IS-IS的网络类型

1.1.8 DIS和伪节点

1.1.9 IS-IS报文

1.1.10 IPv6 IS-IS

1.1.11 协议规范

1.2 IPv4 IS-IS配置任务简介

1.3 IPv6 IS-IS配置任务简介

1.4 配置IS-IS基本功能

1.4.1 使能IPv4 IS-IS功能

1.4.2 使能IPv6 IS-IS功能

1.4.3 配置路由器的Level级别和接口的链路邻接关系类型

1.4.4 配置接口网络类型

1.5 开启IS-IS进程的多实例功能

1.6 配置IS-IS支持IPv6单播拓扑

1.7 配置IS-IS路由信息控制

1.7.1 配置IS-IS链路开销

1.7.2 配置IS-IS通告给邻居的链路开销保持最大值的持续时间

1.7.3 配置IS-IS路由优先级

1.7.4 配置IS-IS最大等价路由条数

1.7.5 配置IS-IS路由聚合

1.7.6 配置IS-IS发布缺省路由

1.7.7 配置IS-IS引入外部路由

1.7.8 配置IS-IS对接收的路由是否加入IP路由表进行过滤

1.7.9 配置IS-IS对引入的路由信息进行过滤

1.7.10 配置IS-IS路由渗透

1.7.11 配置允许设备将IS-IS链路状态信息发布到BGP

1.7.12 配置IPv6 IS-IS链路标记功能

1.8 配置IS-IS定时器

1.8.1 配置Hello报文发送时间间隔

1.8.2 配置CSNP报文发送时间间隔

1.8.3 配置LSP最大生存时间

1.8.4 配置LSP刷新周期和LSP重新生成的时间间隔

1.8.5 配置LSP发送时间间隔

1.8.6 配置SPF参数

1.9 配置IS-IS报文相关功能

1.9.1 配置接口的DIS优先级

1.9.2 配置IS-IS管理标记

1.9.3 配置Hello报文失效数目

1.9.4 禁止接口发送和接收IS-IS报文

1.9.5 配置接口发送小型Hello报文

1.9.6 配置LSP报文长度

1.9.7 配置LSP快速扩散功能

1.9.8 配置LSP分片扩展功能

1.10 限制LSP泛洪

1.11 配置IS-IS高级功能

1.11.1 配置在P2P接口上建立邻接关系必须在同一网段的检查功能

1.11.2 配置路由收敛的优先级

1.11.3 配置LSDB过载标志位

1.11.4 配置IS-IS isolate

1.11.5 配置IS-IS shutdown

1.11.6 配置ATT连接位

1.11.7 配置IS-IS主机名映射

1.12 配置IS-IS日志和告警功能

1.12.1 配置邻接状态变化的输出开关

1.12.2 配置IS-IS网管功能

1.12.3 配置IS-IS的日志功能

1.12.4 配置IS-IS记录邻居关系断开的故障检测信息的最大个数

1.13 配置IS-IS快速收敛

1.13.1 配置ISPF

1.13.2 配置前缀抑制

1.13.3 配置PIC

1.14 提高IS-IS网络的安全性

1.14.1 配置邻居关系验证

1.14.2 配置区域验证

1.14.3 配置路由域验证

1.15 配置IS-IS GR

1.16 配置IS-IS NSR

1.17 配置IS-IS与BFD联动

1.18 配置IS-IS FRR

1.18.1 功能简介

1.18.2 配置IS-IS LFA快速重路由

1.18.3 配置Remote LFA快速重路由

1.18.4 配置快速重路由备份路径优选方案的优先级

1.19 IS-IS显示和维护

1.19.1 IPv4 IS-IS显示和维护

1.19.2 IPv6 IS-IS显示和维护

1.20 IS-IS典型配置举例

1.20.1 IS-IS基本功能配置举例

1.20.2 IS-IS的DIS选择配置举例

1.20.3 IS-IS引入外部路由配置举例

1.20.4 IS-IS验证配置举例

1.20.5 IS-IS GR配置举例

1.20.6 IS-IS NSR配置举例

1.20.7 IS-IS与BFD联动配置举例

1.20.8 IS-IS快速重路由配置举例

1.20.9 IS-IS多实例进程基本功能配置举例

1.21 IPv6 IS-IS典型配置举例

1.21.1 IPv6 IS-IS基本组网配置举例

1.21.2 IPv6 IS-IS与BFD联动配置举例

1.21.3 IPv6 IS-IS快速重路由配置举例

1 IS-IS

1.1  IS-IS简介

IS-IS属于IGP（Interior Gateway Protocol，内部网关协议），用于自治系统内部。IS-IS是一种链路状态协议，使用SPF（Shortest Path First，最短路径优先）算法进行路由计算。

1.1.1  IS-IS基本术语

·     IS（Intermediate System）：中间系统。相当于TCP/IP中的路由器，是IS-IS协议中生成路由和传播路由信息的基本单元。在下文中IS和路由器具有相同的含义。

·     ES（End System）：终端系统。相当于TCP/IP中的主机系统。ES不参与IS-IS路由协议的处理，ISO使用专门的ES-IS协议定义终端系统与中间系统间的通信。

·     RD（Routing Domain）：路由域。在一个路由域中多个IS通过相同的路由协议来交换路由信息。

·     Area：区域，路由域的细分单元，IS-IS允许将整个路由域分为多个区域。

·     LSDB（Link State DataBase）：链路状态数据库。网络内所有链路的状态组成了链路状态数据库，在每一个IS中都至少有一个LSDB。IS使用SPF算法，利用LSDB来生成自己的路由。

·     LSPDU（Link State Protocol Data Unit）：链路状态协议数据单元，简称LSP。在IS-IS中，每一个IS都会生成LSP，此LSP包含了本IS的所有链路状态信息。

·     NPDU（Network Protocol Data Unit）：网络协议数据单元，是OSI中的网络层协议报文，相当于TCP/IP中的IP报文。

·     DIS（Designated IS）：广播网络上选举的指定中间系统，也可以称为指定IS。

·     NSAP（Network Service Access Point）：网络服务接入点，即OSI中网络层的地址，用来标识一个抽象的网络服务访问点，描述OSI模型的网络地址结构。

1.1.2  IS-IS地址

如图1-1所示，NSAP由IDP（Initial Domain Part）和DSP（Domain Specific Part）组成。IDP相当于IP地址中的主网络号，DSP相当于IP地址中的子网号和主机地址。

IDP部分是ISO规定的，它由AFI（Authority and Format Identifier）和IDI（Initial Domain Identifier）两部分组成：

·     AFI表示地址分配机构和地址格式。

·     IDI用来标识域。

DSP由HO-DSP（High Order Part of DSP）、SystemID和SEL三个部分组成：

·     HO-DSP用来分割区域。

·     SystemID用来区分主机。

·     SEL有时也写成N-SEL（NSAP Selector），它的作用类似IP中的“协议标识符”，用于指示服务类型，不同的传输协议对应不同的SEL。

IDP和DSP的长度都是可变的，NSAP总长最多是20个字节，最少8个字节。

图1-1 IS-IS协议的地址结构示意图

IS-IS地址结构由以下三部分组成：

·     区域地址

IDP和DSP中的HO-DSP一起，既能够标识路由域，也能够标识路由域中的区域，被称为区域地址。两个不同的路由域中不允许有相同的区域地址。

一般情况下，一台路由器只需要配置一个区域地址，且同一区域中所有节点的区域地址都要相同。为了支持区域的平滑合并、分割及转换，一台路由器最多可配置3个区域地址。

·     System ID

System ID用来在区域内唯一标识主机或路由器。它的长度固定为48比特。

在实际应用中，一般使用Router ID与System ID进行对应。假设一台路由器使用接口Loopback0的IP地址168.10.1.1作为Router ID，则它在IS-IS使用的System ID可通过如下方法转换得到：

¡     将IP地址168.10.1.1的每一部分都扩展为3位，不足3位的在前面补0；

¡     将扩展后的地址168.010.001.001重新划分为3部分，每部分由4位数字组成，得到的1680.1000.1001就是System ID。

实际System ID的指定可以有不同的方法，但要保证能够唯一标识主机或路由器。

·     SEL

SEL用于指示服务类型，不同的传输协议对应不同的SEL。它的长度固定为8比特。在IP中，SEL均为00。

1.1.3  NET

NET（Network Entity Title，网络实体名称）指示的是IS本身的网络层信息，不包括传输层信息，可以看作是一类特殊的NSAP，即SEL为0的NSAP地址。因此，NET的长度与NSAP的相同，为8～20个字节。

NET由三部分组成：

·     区域ID：它的长度可变的，为1～13个字节。

·     System ID：用来在区域内唯一标识主机或路由器，它的长度固定为6个字节。

·     SEL：为0，它的长度固定为1个字节。

例如NET为：ab.cdef.1234.5678.9abc.00，则其中区域ID为ab.cdef，System ID为1234.5678.9abc，SEL为00。

通常情况下，一台路由器配置一个NET即可，当区域需要重新划分时，例如将多个区域合并，或者将一个区域划分为多个区域，这种情况下配置多个NET可以在重新配置时仍然能够保证路由的正确性。由于一台路由器最多可配置3个区域地址，所以最多也只能配置3个NET。在配置多个NET时，必须保证它们的System ID都相同。

1.1.4  IS-IS区域

为了支持大规模的路由网络，IS-IS在路由域内采用两级的分层结构。一个大的路由域通常被分成多个区域（Areas）。一般来说，我们将Level-1路由器部署在区域内，Level-2路由器部署在区域间，Level-1-2路由器部署在Level-1路由器和Level-2路由器的中间。

1. Level-1路由器

Level-1路由器负责区域内的路由，它只与属于同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成邻居关系，维护一个Level-1的LSDB，该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。

属于不同区域的Level-1路由器不能形成邻居关系。

2. Level-2路由器

Level-2路由器负责区域间的路由，可以与同一区域或者其它区域的Level-2和Level-1-2路由器形成邻居关系，维护一个Level-2的LSDB，该LSDB包含区域间的路由信息。所有Level-2路由器和Level-1-2路由器组成路由域的骨干网，负责在不同区域间通信，骨干网必须是物理连续的。

Level-2路由器是否形成邻居关系与区域无关。

3. Level-1-2路由器

同时属于Level-1和Level-2的路由器称为Level-1-2路由器，可以与同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成Level-1邻居关系，也可以与同一区域或者其他区域的Level-2和Level-1-2路由器形成Level-2的邻居关系。Level-1路由器必须通过Level-1-2路由器才能连接至其他区域。Level-1-2路由器维护两个LSDB，Level-1的LSDB用于区域内路由，Level-2的LSDB用于区域间路由。

1.1.5  IS-IS拓扑结构

图1-2为一个运行IS-IS协议的网络，其中Area 1是骨干区域，该区域中的所有路由器均是Level-2路由器。另外4个区域为非骨干区域，它们都通过Level-1-2路由器与骨干路由器相连。

图1-2 IS-IS拓扑结构图之一

图1-3是IS-IS的另外一种拓扑结构图。在这个拓扑中，并没有规定哪个区域是骨干区域。所有Level-2路由器和Level-1-2路由器构成了IS-IS的骨干网，它们可以属于不同的区域，但必须是物理连续的。IS-IS的骨干网（Backbone）指的不是一个特定的区域。

图1-3 IS-IS拓扑结构图之二

IS-IS不论是Level-1还是Level-2路由，都采用SPF算法，分别生成最短路径树（Shortest Path Tree，SPT）。

1.1.6  路由渗透

通常情况下，区域内的路由通过Level-1的路由器进行管理。所有的Level-2路由器和Level-1-2路由器构成一个Level-2区域。因此，一个IS-IS的路由域可以包含多个Level-1区域，但只有一个Level-2区域。

Level-1区域必须且只能与Level-1-2区域相连，不同的Level-1区域之间并不相连。

Level-1区域内的路由信息通过Level-1-2路由器发布到Level-2区域，因此，Level-2路由器知道整个IS-IS路由域的路由信息。但是，在缺省情况下，Level-2路由器并不将自己知道的其它Level-1区域以及Level-2区域的路由信息发布到Level-1区域。这样，Level-1路由器将不了解本区域以外的路由信息，Level-1路由器只将去往其它区域的报文发送到最近的Level-1-2路由器，所以可能导致对本区域之外的目的地址无法选择最佳的路由。

为解决上述问题，IS-IS提供了路由渗透功能，使Level-1-2路由器可以将己知的其它Level-1区域以及Level-2区域的路由信息发布到指定的Level-1区域。

1.1.7  IS-IS的网络类型

IS-IS只支持两种类型的网络，根据物理链路不同可分为：

·     广播链路：如Ethernet、Token-Ring等。

·     点到点链路：如PPP、HDLC等。

1.1.8  DIS和伪节点

在广播网络中，IS-IS需要在所有的路由器中选举一个路由器作为DIS。

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优先级数值越高，被选中的可能性就越大。如果优先级最高的路由器有多台，则其中SNPA（Subnetwork Point of Attachment，子网连接点）地址（广播网络中的SNPA地址是MAC地址）最大的路由器会被选中。不同级别的DIS可以是同一台路由器，也可以是不同的路由器。

与OSPF的不同点：

·     优先级为0的路由器也参与DIS的选举；

·     当有新的路由器加入，并符合成为DIS的条件时，这个路由器会被选中成为新的DIS，此更改会引起一组新的LSP泛洪。

在IS-IS广播网中，同一网段上的同一级别的路由器之间都会形成邻接关系，包括所有的非DIS路由器之间也会形成邻接关系。如图1-4所示。

图1-4 IS-IS广播网的DIS和邻接关系

DIS用来创建和更新伪节点（Pseudonodes），并负责生成伪节点的LSP，用来描述这个网络上有哪些路由器。

伪节点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，伪节点用DIS的System ID和一个字节的Circuit ID（非0值）标识。

使用伪节点可以简化网络拓扑，减少SPF的资源消耗。

1.1.9  IS-IS报文

1. PDU

IS-IS报文是直接封装在数据链路层的帧结构中的。PDU（Protocol Data Unit，协议数据单元）可以分为两个部分，报文头和变长字段部分。其中报文头又可分为通用报头和专用报头。对于所有PDU来说，通用报头都是相同的，但专用报头根据PDU类型不同而有所差别，如图1-5所示。

图1-5 PDU格式

表1-1 PDU类型对应关系表

2. Hello报文

Hello报文：用于建立和维持邻居关系，也称为IIH（IS-to-IS Hello PDUs）。其中，广播网中的Level-1路由器使用Level-1 LAN IIH，广播网中的Level-2路由器使用Level-2 LAN IIH，点到点网络中的路由器则使用P2P IIH。

3. LSP报文

LSP报文：用于交换链路状态信息。LSP分为两种：Level-1 LSP和Level-2 LSP。Level-1路由器传送Level-1 LSP，Level-2路由器传送Level-2 LSP，Level-1-2路由器则可传送以上两种LSP。

4. SNP报文

SNP（Sequence Number PDU，时序报文）通过描述全部或部分数据库中的LSP来同步LSDB，从而维护LSDB的完整和同步。

SNP包括CSNP（Complete Sequence Number PDU，全时序报文）和PSNP（Partial Sequence Number PDU，部分时序报文），进一步又可分为Level-1 CSNP、Level-2 CSNP、Level-1 PSNP和Level-2 PSNP。

CSNP包括LSDB中所有LSP的概要信息，从而可以在相邻路由器间保持LSDB的同步。在广播网络上，CSNP由DIS定期发送（缺省的发送周期为10秒）；在点到点链路上，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的序列号，它能够一次对多个LSP进行确认。当发现LSDB不同步时，也用PSNP来请求邻居发送新的LSP。

5. CLV

PDU中的变长字段部分是多个CLV（Code-Length-Value）三元组。其格式如图1-6所示：

图1-6 CLV格式

不同PDU类型所包含的CLV是不同的，如表1-2所示。

表1-2 PDU类型和包含的CLV名称

其中，Code值从1到10的CLV在ISO 10589中定义（有2类未在上表中列出），128到132的CLV在RFC 1195中定义，多拓扑相关CLV在RFC 5120中定义。

1.1.10  IPv6 IS-IS

IS-IS（Intermediate System-to-Intermediate System，中间系统到中间系统）支持多种网络层协议，其中包括IPv6协议，支持IPv6协议的IS-IS路由协议又称为IPv6 IS-IS动态路由协议。

IETF中规定了IS-IS为支持IPv6所新增的内容，主要是新添加的支持IPv6协议的两个TLV（Type-Length-Values）和一个新的NLPID（Network Layer Protocol Identifier，网络层协议标识符）。

TLV是LSP（Link State PDU，链路状态协议数据单元）中的一个可变长字段值。新增的两个TLV分别是：

·     IPv6 Reachability：类型值为236（0xEC），通过定义路由信息前缀、度量值等信息来说明网络的可达性。

·     IPv6 Interface Address：类型值为232（0xE8），它对应于IPv4中的“IP Interface Address”TLV，只不过把原来的32比特的IPv4地址改为128比特的IPv6地址。

NLPID是标识网络层协议报文的一个8比特字段，IPv6的NLPID值固定为142（0x8E）。

1.1.11  协议规范

与IS-IS相关的协议规范有：

·     ISO 8348：Ad2 Network Services Access Points

·     ISO 9542：ES-IS Routing Protocol

·     ISO 10589：ISO IS-IS Routing Protocol

·     RFC 1195：Use of OSI IS-IS for Routing in TCP/IP and Dual Environments

·     RFC 2763：Dynamic Hostname Exchange Mechanism for IS-IS

·     RFC 2966：Domain-wide Prefix Distribution with Two-Level IS-IS

·     RFC 2973：IS-IS Mesh Groups

·     RFC 3277：IS-IS Transient Blackhole Avoidance

·     RFC 3358：Optional Checksums in ISIS

·     RFC 3359：Reserved Type, Length and Value (TLV) Codepoints in Intermediate System to Intermediate System

·     RFC 3563：Cooperative Agreement Between the ISOC/IETF and ISO/IEC Joint Technical Committee 1/Sub Committee 6 (JTC1/SC6) on IS-IS Routing Protocol Development

·     RFC 3373：Three-Way Handshake for IS-IS Point-to-Point Adjacencies

·     RFC 3567：Intermediate System to Intermediate System (IS-IS) Cryptographic Authentication

·     RFC 3719：Recommendations for Interoperable Networks using Intermediate System to Intermediate System (IS-IS)

·     RFC 3786：Recommendations for Interoperable IP Networks using Intermediate System to Intermediate System (IS-IS)

·     RFC 3787：Recommendations for Interoperable IP Networks using IS-IS

·     RFC 3847：Restart signaling for IS-IS

·     RFC 4444：Management Information Base for Intermediate System to Intermediate System (IS-IS)

·     RFC 4972：Routing Extensions for Discovery of Multiprotocol (MPLS) Label Switch Router (LSR) Traffic Engineering (TE) Mesh Membership

·     RFC 5029：Definition of an IS-IS Link Attribute Sub-TLV

·     RFC 5089：IS-IS Protocol Extensions for Path Computation Element (PCE) Discovery

·     RFC 5130：A Policy Control Mechanism in IS-IS Using Administrative Tags

·     RFC 5301：Dynamic Hostname Exchange Mechanism for IS-IS

·     RFC 5302：Domain-Wide Prefix Distribution with Two-Level IS-IS

·     RFC 5303：Three-Way Handshake for IS-IS Point-to-Point Adjacencies

·     RFC 5304：IS-IS Cryptographic Authentication

·     RFC 5305：IS-IS Extensions for Traffic Engineering

·     RFC 5306：Restart Signaling for IS-IS

·     RFC 5308：Routing IPv6 with IS-IS

·     RFC 5310：IS-IS Generic Cryptographic Authentication

·     RFC 5311：Simplified Extension of Link State PDU (LSP) Space for IS-IS

·     RFC 6165：Extensions to IS-IS for Layer-2 Systems

·     RFC 6213：IS-IS BFD-Enabled TLV

·     RFC 6232：Purge Originator Identification TLV for IS-IS

·     RFC 6233：IS-IS Registry Extension for Purges

·     RFC 6329：IS-IS Extensions Supporting IEEE 802.1aq Shortest Path Bridging

·     RFC 6571：Loop-Free Alternate (LFA) Applicability in Service Provider (SP) Networks

·     RFC 6823：Advertising Generic Information in IS-IS

·     RFC 7142：OSI IS-IS Intra-domain Routing Protocol

·     RFC 7356：IS-IS Flooding Scope Link State PDUs (LSPs)

·     RFC 7370：Updates to the IS-IS TLV Codepoints Registry

·     RFC 7602：IS-IS Extended Sequence Number TLV

·     RFC 7645：The Keying and Authentication for Routing Protocol (KARP) IS-IS Security Analysis

·     RFC 7775：IS-IS Route Preference for Extended IP and IPv6 Reachability

·     RFC 7794：IS-IS Prefix Attributes for Extended IPv4 and IPv6 Reachability

·     RFC 7810：IS-IS Traffic Engineering (TE) Metric Extensions

·     RFC 7813：IS-IS Path Control and Reservation

·     RFC 7917：Advertising Node Administrative Tags in IS-IS

·     RFC 7981：IS-IS Extensions for Advertising Router Information

·     RFC 7987：IS-IS Minimum Remaining Lifetime

1.2  IPv4 IS-IS配置任务简介

表1-3 IPv4 IS-IS配置任务简介