1.1 协议概述#

IS-IS（Intermediate System to Intermediate System，中间系统到中间系统） 是一个基于链路状态的内部网关协议（IGP）。最早是为CLNP（无连接网络协议）设计的，后来扩展支持IPv4和IPv6，也就是所谓的集成IS-IS（Integrated IS-IS）。

• 管理距离为115（比OSPF的110优先级低）
• 直接封装在数据链路层，协议号为0x83FE（Ethertype），不依赖IP协议
• 收敛速度快，适合大规模网络，运营商骨干网用得很多
• 天然支持IPv6（通过添加TLV即可扩展），不像OSPF还得搞个v3
• 只支持P2P和Broadcast两种网络类型，比OSPF简单

1.2 IS-IS与OSPF的区别#

都是链路状态IGP，但设计理念差别挺大的：

TIP

IS-IS不依赖IP的特点很关键，这意味着即使IP地址配错了或者网络层有问题，IS-IS邻居照样能建立。这一点在运营商网络里做基础架构承载的时候特别有用。

1.3 NSAP地址#

IS-IS用 NSAP（Network Service Access Point） 地址来标识路由器和区域。

NSAP地址结构：AREA ID（区域编号最长13字节,49固定） + System ID（固定6字节） + SEL（1字节）

1
示例：47.0001. 0000.0000.0001.  00
2
      |_____| |______________| |_|
3
       区域ID    System ID      SEL

• AREA ID：标识区域，可变长度（1-13字节），同一个区域的路由器AREA ID必须相同
• System ID：类似于OSPF的Router-ID，固定6字节，全网唯一
• SEL（N-Selector）：固定为00，表示网络层协议是IP

NET（Network Entity Title） 就是SEL为00的NSAP地址，实际配置中用的都是NET。

配IS-IS的时候经常把 loopback0 的IP地址转成System ID，比如 10.0.0.1 转成 0100.0000.0001

2.1 两级区域结构#

IS-IS的区域结构比OSPF简单，只有两级：

• Level-1（L1）区域：相当于OSPF的普通区域，只维护本区域内的拓扑和路由
• Level-2（L2）区域：相当于OSPF的骨干区域（Area 0），L2路由器维护的是区域间的路由
• 骨干网：由所有的L2路由器以及它们之间的链路组成，注意IS-IS的骨干是虚拟的，不像OSPF的Area 0是固定编号

TIP

IS-IS的区域边界在链路上，而不是在路由器上。也就是说，一台IS-IS路由器可以同时属于L1和L2，它的不同接口可以处于不同区域。OSPF的区域边界是在ABR设备上。

2.2 路由器类型#

• L1路由器 只能和同一区域的L1或L1/L2路由器建立邻居
• L2路由器 可以和任何L2或L1/L2路由器建立邻居（不要求区域相同）
• L1/L2路由器 是最常见的，实际部署中骨干节点通常都配成L1/L2

L1路由器默认只会收到一条默认路由指向最近的L1/L2路由器，用来访问其他区域。这一点和OSPF的Totally Stub区域有点像。

3.1 IS-IS报文说明#

以下报文为广播网络中捕获。

1. IS-IS Hello PDU

这里是L1/L2路由器，同一个接口会发出L1/L2两个Hello报文。

2. Link-State PDU

以L2 LSP为例，其中携带了链路状态通告，携带拓扑和路由信息：

3. Complete Sequence Number PDU

4.1 邻居建立条件#

两台路由器要建立IS-IS邻居，得满足以下条件：

1. 同一层次：L1只能和L1/L1-L2建邻居（同一区域），L2可以和L2/L1-L2建邻居
2. 同一区域（L1邻居）：L1邻居要求AREA ID相同
3. 网络类型匹配：P2P和Broadcast之间不能直接建邻居
4. Hello报文参数一致：hold time、区域认证等

4.2 邻居状态机#

IS-IS的邻居状态比较简单，就三种：

4.3 LSP同步过程#

1. 邻居Up之后，互相发送CSNP（广播网络）或者直接在Hello里交换LSP摘要（P2P）
2. 对比自己的LSDB，发现缺失或过时的LSP
3. 发送PSNP请求需要的LSP（P2P），或者在广播网络中直接请求
4. 收到LSP后更新LSDB，发送PSNP确认
5. 运行SPF算法计算路由

TIP

广播网络中会选举DIS（Designated IS），相当于OSPF的DR。但IS-IS的DIS是可以抢占的，优先级高的可以立即取代，不像OSPF的DR选举是非抢占的。

5.1 DIS选举#

广播网络中IS-IS也会选举一个DIS来减少邻接关系数量：

• 选举参数：接口优先级（0-127，默认64）> System ID（越大越优）
• 可抢占：新的高优先级路由器可以立即成为DIS
• 没有备份DIS：不像OSPF有BDR，IS-IS只有DIS，DIS挂了会重新选举

5.2 伪节点（Pseudonode）#

DIS会产生一个 伪节点LSP 来代表这个广播网络：

• 伪节点的LSP ID格式：System ID (6B) + 伪节点ID (1B) + 分片号 (1B)，分片号常见为0，若伪节点ID不为0x00，则代表是伪节点，常见0x01。
• 所有路由器只需要和伪节点建立邻接关系
• SPF计算时把广播网络当作一个虚拟的节点处理

这一点和OSPF的Type 2 LSA（Network LSA）很像，都是通过一个虚拟节点来简化拓扑。

6.1 度量方式#

IS-IS的cost计算比OSPF灵活一些：

• 默认度量：基于接口带宽，但默认所有接口cost都是10，不会自动根据带宽变化
• Wide Metric：扩展度量，支持更大的cost范围，现代网络基本都开这个
• 需要在接口上手动配置cost，或者配自动计算

1
# 华为 开启自动计算 宽度量
2
isis 1
3
 cost-style wide
4
 bandwidth-reference 100000   # 参考带宽100G

TIP

IS-IS默认所有接口cost=10，不区分带宽，如果忘了手动配置或者开自动计算，千兆口和万兆口在IS-IS看来是一样的。

6.2 路由渗透（Route Leaking）#

默认情况下L1路由器只有本区域路由和一条默认路由。如果需要让L1路由器学到其他区域的明细路由，需要做 路由渗透：

Level-1-2 路由器通过 TLV 135 将 Level-2 路由写入 Level-1 LSP，并设置 U/D=1 防止环路；ATT 位则用于下发默认路由作为兜底。

• 在L1/L2路由器上把L2的路由引入到L1中
• 可以避免次优路径问题
• 常用在双归属场景下，让L1路由器知道两条上行路径的cost差异

类似于OSPF的FA（Forwarding Address）解决次优路径，但IS-IS的路由渗透更直接。

1
# 华为 一般结合路由策略使用，筛选引入的路由
2
system-view
3
isis 1
4
 import-route isis level-2 into level-1