第二章：网络系统建设与运维（高级）—— IS-IS路由协议

[一、IS-IS 协议概述](#一、IS-IS 协议概述)

[1. 定义与起源](#1. 定义与起源)

[2. 核心特征](#2. 核心特征)

[二、关键术语（含与 OSPF 对应关系）](#二、关键术语（含与 OSPF 对应关系）)

[三、网络类型与 DIS 选举](#三、网络类型与 DIS 选举)

[1. 支持的网络类型](#1. 支持的网络类型)

[2. DIS 选举规则（与 DR 核心差异）](#2. DIS 选举规则（与 DR 核心差异）)

四、报文类型（封装在数据链路层）

[1. 三大类核心报文](#1. 三大类核心报文)

[2. 报文核心字段](#2. 报文核心字段)

五、邻居关系建立

[1. 建立条件](#1. 建立条件)

[2. 建立过程](#2. 建立过程)

[3. 邻居类型组合（仅以下组合可建立邻接）](#3. 邻居类型组合（仅以下组合可建立邻接）)

[六、LSP 泛洪与 LSDB 同步](#六、LSP 泛洪与 LSDB 同步)

[1. LSP 泛洪机制](#1. LSP 泛洪机制)

[2. LSDB 同步过程](#2. LSDB 同步过程)

七、区域划分与路由器类型

[1. 区域结构](#1. 区域结构)

[2. 路由器类型](#2. 路由器类型)

[八、核心特性（验证、路由渗透、IPv6 支持）](#八、核心特性（验证、路由渗透、IPv6 支持）)

[1. 验证机制（三级验证）](#1. 验证机制（三级验证）)

[2. 路由渗透（解决 L1 路由器次优路径）](#2. 路由渗透（解决 L1 路由器次优路径）)

[3. IPv6 IS-IS 支持](#3. IPv6 IS-IS 支持)

[九、IS-IS 与 OSPF 核心对比](#九、IS-IS 与 OSPF 核心对比)

[十、配置任务（华为 VRP 系统）](#十、配置任务（华为 VRP 系统）)

[1. 基本配置步骤](#1. 基本配置步骤)

[2. 验证命令](#2. 验证命令)

十一、补充知识点（课件延伸）

一、IS-IS 协议概述

1. 定义与起源

中间系统到中间系统（IS-IS），链路状态路由协议，ISO 为 CLNP 设计。
集成化 IS-IS（RFC 1195）支持 TCP/IP 和 OSI 双环境，适配 IP 路由需求。

2. 核心特征

应用场景：骨干网（扁平结构、收敛快、承载量大）、园区网（策略灵活）。
分层结构：骨干区域 + 非骨干区域，支持路由汇总，减小路由表规模。
网络类型：仅支持广播和点到点两种。
度量值：支持窄度量（默认）和宽度量，接口默认开销为 10，优先级为 15。
收敛快速：支持触发更新和部分路由计算（PRC），适配大规模网络。
验证机制：支持接口、区域、路由域三级验证（明文、MD5、Keychain）。

二、关键术语（含与 OSPF 对应关系）

术语	核心定义	OSPF 对应概念
IS（Intermediate System）	中间系统，即路由器	Router
ES（End System）	终端系统，即主机	Host
DIS（Designated IS）	广播网络中选举的指定中间系统	DR
SysID（System ID）	路由器唯一标识（6 字节）	Router ID
LSP（Link State PDU）	链路状态数据包，描述链路状态	LSA
IIH（IS-IS Hello PDU）	Hello 报文，建立 / 维护邻居	Hello 报文
SNP（Sequence Number PDU）	序列号 PDU，分 CSNP/PSNP	DD/LSAck/LSR
CSNP（Complete SNP）	完整 LSP 列表，同步 LSDB	DD 报文
PSNP（Partial SNP）	部分 LSP 摘要，确认 / 请求 LSP	LSAck/LSR 报文
NET（Network Entity Title）	特殊 NSAP（SEL=00），IS-IS 地址标识	Area ID+Router ID
NSAP（Network Service Access Point）	OSI 网络层地址（8-20 字节）	IP 地址

三、网络类型与 DIS 选举

1. 支持的网络类型

广播网络：以太网等，需选举 DIS，使用 LAN IIH 报文（L1 组播 MAC：0180-c200-0014；L2 组播 MAC：0180-c200-0015）。
点到点网络：PPP/HDLC 等，无需选举 DIS，使用 P2P IIH 报文。

2. DIS 选举规则（与 DR 核心差异）

优先级（0-127）：优先级高者优先，0 也参与选举。
优先级相同：SNPA（MAC/DLCI）大的优先，再比较 SysID。
抢占性：支持抢占（DR 不支持）。
无备份：无 BDR 角色，DIS 失效直接重新选举。
分级选举：L1 和 L2 的 DIS 独立选举。

四、报文类型（封装在数据链路层）

1. 三大类核心报文

Hello 报文（IIH）：
- LAN IIH：广播网络使用，分 L1 和 L2 类型。
- P2P IIH：点到点网络使用，建立邻居关系。
LSP 报文：
- 传递链路状态信息，分实节点 LSP（路由器生成）和伪节点 LSP（DIS 生成）。
- 标识：LSP ID = 源 SysID + 伪节点 ID（00 为实节点） + LSP 分片号。
SNP 报文：
- CSNP：周期发送（广播网络 10 秒，点到点无周期），同步完整 LSDB。
- PSNP：确认收到的 LSP，或请求缺失的 LSP。

2. 报文核心字段

TLV 结构：所有报文的变长部分采用 TLV（Type-Length-Value），如认证 TLV（类型 10）、IP 可达性 TLV（类型 128）。

五、邻居关系建立

1. 建立条件

同一层次（L1/L2 需匹配）：L1 邻居要求区域 ID 一致，L2 邻居无区域限制。
网络类型一致：链路两端接口的 IS-IS 网络类型必须相同。
地址在同一网段：链路两端 IP 需处于同一子网。
认证参数匹配（若配置）。
最大区域地址数一致（默认支持 3 个）。

2. 建立过程

广播网络：通过 LAN IIH 报文双向确认，直接建立邻接关系（所有同层次路由器互成邻接，含非 DIS）。
点到点网络：支持两次握手（简单）或三次握手（可靠，华为默认），双向交互 IIH 后建立邻接。

3. 邻居类型组合（仅以下组合可建立邻接）

本地路由器	对端路由器	区域一致性	邻接层次
L1	L1	是	L1
L2	L2	否	L2
L1-2	L1-2	是	L1+L2
L1-2	L1	是	L1
L1-2	L2	否	L2

六、LSP 泛洪与 LSDB 同步

1. LSP 泛洪机制

触发事件：邻居 Up/Down、接口状态变化、路由变化、周期性更新（默认 15 分钟）。
泛洪规则：收到新 LSP 后，存入 LSDB 并标记为 "待泛洪"，转发至除接收接口外的所有同层次接口。
序列号：新 LSP 序列号 = 旧序列号 + 1，高序列号表示更新。

2. LSDB 同步过程

广播网络（DIS 主导）：
1. 新路由器加入，DIS 发送 CSNP（完整 LSP 列表）。
2. 新路由器对比本地 LSDB，用 PSNP 请求缺失 LSP。
3. 收到 LSP 后，用 PSNP 确认，完成同步。
点到点网络：
1. 邻居建立后，互发 CSNP 同步 LSDB。
2. 用 PSNP 请求缺失 LSP，收到后用 PSNP 确认。

七、区域划分与路由器类型

1. 区域结构

分层设计：骨干区域（由 L2 和 L1-2 路由器组成）+ 非骨干区域（L1 路由器）。
区域标识：NET 中的 Area ID（1-13 字节），格式如 49.0001.0000.0000.0001.00（Area ID=49.0001，SysID=0000.0000.0001）。

2. 路由器类型

类型	核心特性	LSDB 维护	适用场景
L1（Level-1）	仅在本区域内路由，依赖 L1-2 路由器访问外部	仅 L1 LSDB	非骨干区域
L2（Level-2）	骨干区域路由，区域间转发	仅 L2 LSDB	骨干区域
L1-2（Level-1-2）	默认类型，同时维护 L1 和 L2 LSDB	L1+L2 LSDB	区域边界（连接非骨干与骨干）

八、核心特性（验证、路由渗透、IPv6 支持）

1. 验证机制（三级验证）

接口验证：验证 Level-1/2 的 Hello 报文（接口视图配置）。
区域验证：验证 Level-1 的 SNP 和 LSP 报文（IS-IS 视图配置）。
路由域验证：验证 Level-2 的 SNP 和 LSP 报文（IS-IS 视图配置）。
验证方式：明文、MD5、HMAC-SHA256、Keychain。

2. 路由渗透（解决 L1 路由器次优路径）

问题：默认 L1-2 路由器不向 L1 区域通告其他区域路由，L1 路由器仅通过默认路由访问外部（可能次优）。
配置：import-route isis level-2 into level-1（在 L1-2 路由器上配置，将 L2 路由渗透到 L1 区域）。

3. IPv6 IS-IS 支持

新增 TLV：IPv6 接口地址 TLV（类型 232）、IPv6 可达性 TLV（类型 236）。
NLPID：IPv6 的网络层协议标识为 0x8E（142）。
核心：基于原有框架扩展，保持分层和泛洪机制不变。

九、IS-IS 与 OSPF 核心对比

对比项	IS-IS	OSPF
适用环境	支持 CLNP+IP	仅支持 IP
封装层次	数据链路层	IP 层（协议号 89）
区域划分	基于路由器（整台路由器属于一个区域）	基于接口（一台路由器可跨多个区域）
网络类型	仅广播、点到点	广播、点到点、点到多点、NBMA
邻居关系	同层次互成邻接（广播网络）	DR/BDR 与其他路由器成邻接，DRother 为 2-way
链路状态载体	LSP（TLV 结构，扩展性强）	LSA（多种类型，结构复杂）
路由计算	前缀作为叶子，支持 PRC（部分更新）	前缀作为节点，需全局 SPF
抢占性（DIS/DR）	支持抢占	不支持抢占
备份角色	无 BDR	有 BDR 备份 DR
扩展性	强（TLV 结构）	一般（LSA 类型固定）
适用场景	大型 ISP 骨干网	企业园区网、中小型网络

十、配置任务（华为 VRP 系统）

1. 基本配置步骤

启动 IS-IS 进程：isis process-id（进程号 1-65535）。
配置 NET 地址：network-entity net（最多 3 个，SysID 需唯一）。
设置路由器级别：is-level { level-1 | level-2 | level-1-2 }（默认 L1-2）。
接口使能 IS-IS：interface 接口名 → isis enable process-id。
可选配置：
- DIS 优先级：isis dis-priority priority [ level-1 | level-2 ]。
- Hello 间隔：isis timer hello interval [ level-1 | level-2 ]（默认 10 秒）。
- 路由渗透：import-route isis level-2 into level-1（L1-2 路由器）。
- 路由聚合：summary ip-address mask [ level-1 | level-2 ]。

2. 验证命令

查看邻居：display isis peer。
查看 LSDB：display isis lsdb。
查看路由：display isis route。
查看接口信息：display isis interface。

十一、补充知识点（课件延伸）

LSP 分片机制：单条 LSP 长度有限，超过 MTU 时会分片（LSP 分片号递增），接收方自动重组。
ATT 位作用：L1-2 路由器生成的 L1 LSP 中 ATT 位置 1，表示可通往其他区域，L1 路由器会生成默认路由指向该 L1-2 路由器。
PRC 部分路由计算：当仅前缀信息变化时，IS-IS 无需重新运行全局 SPF，仅更新叶子节点，收敛更快。
最大老化时间（Maxage）：LSP 默认老化时间为 900 秒（15 分钟），超时后删除。
部署建议：骨干网用 L2 路由器，非骨干网用 L1 路由器，L1-2 路由器作为区域边界，减少 LSP 泛洪范围。