ISIS vs OSPF

IS-IS 是 ISO 定义的 OSI 协议栈中的 CLNS（ConnectionLess Network Service，无连接网络服务）的一部分；

IS-IS 也是是种链路状态路由协议，IS-IS 与 OSPF 在许多方面非常相似，例如：
1）运行 IS-IS 协议的直连设备之间通过发送 Hello 报文发现彼此，然后建立邻接关系，并交互链路状态信息；

两者不同之处在于：
1）Integrated IS-IS：支持 CLNP 网络、IP 网络；采用数据链路层封装；
2）OSPF：只支持 IP 网络；采用 IP 报文封装；

CLNS 由以下三个部分组成：
1）CLNP：类似于 TCP/IP 中的 IP 协议；
2）IS-IS：类似于 TCP/IP 中的 OSPF 协议；
3）ES-IS：类似于 TCP/IP 中的 ARP，ICMP 等；

ES：End System，终端系统，类似于 IP 网络环境中的主机；
ES-IS：End System to Intermediate System，终端系统到中间系统；

在 IP 网络环境中，不涉及 CLNP 以及 ES-IS，因此不做详细介绍；

Router ID

NSAP | Network Service Access Point

NSAP（Network Service Access Point，网络服务访问点）是 OSI 协议栈中用于定位资源的地址，主要用于提供网络层和上层应用之间的接口。等同于 IP Address + Port Number

所示如下图，NSAP 结构如下：

IDP（Initial Domian Part）相当于 IP Address 中的主网络号：

• 它是由 ISO 规定 ⇒ 特定数值具有特定用途，不能随意定义和使用；
• AFI（Authority and Format Identifier）表示地址分配机构和地址格式，
• IDI（Initial Domain Identifier）：用来标识域；

DSP（Domian Specific Part）相当于 IP 地址中的子网号和主机地址。它由：

• High Order DSP：用来分割区域
• System ID：用来区分主机。在 OSI 中，每个平台（设备），仅配置一个地址（NSAP）；
• SEL（NSAP Selector）：用来指示服务类型；类似于 TCP/IP 的 Port Number；针对路由器，该字段全零（因为路由器不提供服务）；

NET | Network Entity Title

NET，Network Entity Title，网络实体名称，是 OSI 中设备的网络层信息，主要用于路由计算；

其由 Area ID（区域地址）和 System ID 组成，长度与 NSAP 的相同，最长为 20 Byte，最短为 8 Byte；
其可被视为特殊的 NSAP，即 SEL 为 00 的 NSAP；

注意，在 IP Network 中，当运行 IS-IS 协议时，只需配置 NET，根据 NET 地址设备能够获取到 Area ID 以及 System ID 参数。

Area ID

Area ID = IDP + DSP.High_Order_DSP

1）既能够标识路由域，也能够标识在路由域中的区域。因此它们一起被称为区域地址，相当于在 OSPF 中的 Area ID；
2）配置单独 Area ID：通常，一个路由器只需要配置一个 Area ID，且同一区域中所有节点的 AREA ID 都要相同；
3）配置多个 Area ID：为了支持区域的平滑合并、分割、转换，缺省情况下，同个 IS-IS 进程下最多可配置 3 个 Area ID；

在华为的网络设备上，System ID 总是固定的 6Byte 长度；

配置多个 AREA ID 能够实现区域分隔、区域合并而不中断全业务。我们以区域合并为例，假如现在有两个区域：（1）在路由器上，配置相同的 Area ID 参数，等待 LSDB 数据同步完成。（2）当数据同步完成后，删除原来的区域即可。

System ID

1）用来在区域内唯一标识主机或路由器。在设备的实现中，其固定为 6Byte 长度；

每台运行 ISIS 的网络设备至少需拥有一个 NET 地址。
当然同台设备也同时配置多个 NET 地址，但是这些 NET 的 System ID 必须相同，即便属于不同域。简而言之，配置多个 AREA ID，但要求 System ID 相同。
在同个 ISIS 路由域中，如果有多台设备，则各个设备的 System ID 必须唯一；

为了便于管理，通常会采用如下方法，来将 OSPF Router ID 转化为 ISIS System ID：
1）将 Router ID 的每位扩展为三位；例如 10.0.1.1 先转为 010.000.001.001；
2）此时 Router ID 与 System ID 的长度一致，即 6 Byte 长；
3）移动点的位置：010.000.001.001_{(Router ID)} ⇒ 0100.0000.1001_{(System ID)}

ROUTER TYPE

在 ISIS 中，路由器分为 L1 (Level-1)、L1/2 (Level-1-2)、L2 (Level-2) 三种类型；

默认情况下，路由器处于 L1/2 级别（取决于厂商的实现，但能够进行调整）；

路由器级别与 ISIS Area 相关：在 OSPF 中，路由器负责衔接骨干区与非骨干区；在 ISIS 中，通过路由类型进行 ISIS Area 划分；

Level-1 Router

Level-1 Router 是种 IS-IS 区域内部路由器

在建立邻接关系时：
1）L1 Router 仅能与 具有 L1 级别的 Router 形成邻接关系（称为 Level-1 邻接关系）；
—- L1 Router 能够与其他 L1 Router 或 L1/2 Router 形成 Level-1 邻接关系；
—- L1 Router 无法与 L2 Router 建立 Level-1 邻接关系；
2）并且，这些 Router 必须属于同区域，即 Area ID 相同；

在同步 LSDB 数据时：
1）L1 Router 仅负责维护 L1 的 LSDB，该 LSDB 只包含本区域的路由信息；
2）L1 Router 必须通过 L1/2 Router 接入 IS-IS 骨干区域，从而访问其他区域；
—- 以通过 Default Route（默认路由）的形式，访问其他网络；
—- 根据 L1/2 Router 返回的 ATT=1 标志，L1 Router 自己产生默认路由；

Level-2 Router

L2 Router 是 IS-IS 骨干路由器

在形成邻接关系时：
1）能与具有 L2 级别的 Router形成邻接关系（称为 Level-2 邻接关系）；
—- L2 Router 能够与其他 L2 Router 或 L1/2 Router 形成 Level-2 邻接关系；
2）但不要求这些 Router 的区域相同；

在同步 LSDB 数据时：
1）L2 Router 维护 L2 的 LSDB，但该 LSDB 包含整个 IS-IS 域的所有路由信息（L2 属于骨干区域）

在网络部署时：
1）在路由域中，所以 L2 Router 必须是物理连续的，以保证骨干网的连续性；
2）所有 Level-2 级别（即形成 Level-2 邻接关系）的路由器组成路由域的骨干网，负责在不同区域间通信；

Level-1-2 Router

L1/2 Router 同时属于 Level-1 和 Level-2 的路由器称为 L1/2 Router（这与 OSPF 的 ABR 非常相似），它也是 IS-IS 骨干网络的组成部分；

在形成邻接关系时：
1）它可以与同一区域的 Level-1 和 L1/2 Router 形成 Level-1 邻接关系；
2）也可以与其他区域的 Level-2 和 L1/2 Router 形成 Level-2 邻接关系；

在同步 LSDB 数据时：
1）L1/2 Router 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；

Area

在 AS 内，IS-IS 采用骨干区域与非骨干区域两级的分层结构：

骨干区

具有 L2 功能的路由器（L2 Router 与 L1/2 Router）组成的区域；

Level-2 Router 和 Level-1-2 Router 部署在骨干区域；

非骨干区

由 L1 Router 组成的区域为非骨干区；

L1 Router 部署在非骨干区；

针对每个非骨干区域，其都通过 Level-1-2 Router 与骨干区域相连；

如图所示，整个骨干区域：
1）包括 Area 49.0001 中的所有路由器；
2）包括 Area 49.0002 中的所有路由器；
3）以及 Area 49.0002 中的 L1/2 路由器；

Network Type

根据接口的数据链路层封装，IS-IS 会自动决定该接口的缺省网络类型；

IS-IS 支持两种类型的网络：

• 广播（Broadcast）：例如 Ethernet 等等；
• 点到点（P2P）：例如 PPP、HDLC 等等。通过将以太网接口模拟成点到点接口，可以建立点到点链路邻接关系；

鉴于 ISIS 出现时间比较短，所以才无需支持那些几近淘汰的网络类型；

Cost

IS-IS 使用 Cost（开销）作为路由度量值：Cost 值越小，则路径越优；

1）IS-IS 链路的 Cost 与设备的接口有关，与 OSPF 类似，每个激活 IS-IS 的接口都会维护接口 Cost 值；
2）在缺省情况下，ISIS 接口 Cost 与接口带宽无关：无论接口带宽多大，缺省 Cost = 10
—- 在实际部署时，IS-IS 也支持根据带宽调整 Cost 值（像 OSPF 那样）

确定接口开销的方式

IS-IS 有三种方式来确定接口的开销，按照优先级由高到低分别是：
1）接口开销：为单个接口设置开销；
2）全局开销：为所有接口设置开销；
3）自动计算开销：根据接口带宽，来自动计算开销；

计算方法

一条 IS-IS 路径的 Cost 等于本路由器到达目标网段沿途的所有链路的 Cost 总和，因此 ISIS 开销也是个累加值；

如图所示，全网运行 IS-IS，则 R3 -> 10.0.1.1/32 的 Cost 值为 20（10+10+0）；

Narrow and Wild

在早期的 ISO 10589 中，在使能 IS-IS 的接口下，最大只能配置值为 63 的开销值，此时 IS-IS 的开销为 narrow 类型。

但是，在大型网络设计中，较小的度量范围不能满足实际需求。

在 RFC 3784 中，规定使能 IS-IS 的接口开销值可以扩展到 16777215 ，此时 IS-IS 的开销类型为 wide 类型。

缺省时，华为路由器采用的开销是 narrow 类型；

narrow 类型下，使用的 TLV：

• 128 号 TLV（IP Internal Reachability TLV）：用来携带路由域内的 IS-IS 路由信息；
• 130 号 TLV（IP External Reachability TLV）：用来携带路由域外的 IS-IS 路由信息；
• 2 号 TLV(IS Neighbors TLV)：用来携带邻居信息；

wide 类型下，使用的 TLV：

• 135 号 TLV(Extended IP Reachability TLV)：用来替换原有的 IP reachability TLV，携带 IS-IS 路由信息，它扩展了路由开销值的范围，并可以携带 sub TLV；
• 22 号 TLV（IS Extended Neighbors TLV）：用来携带邻居信息；