路由协议的后宫宠妃 - 大话IS-IS

谁说世界杯期间就不update知识了？

当你点开这篇文章，我不得不说，你前途无量。

为何？

想一想世界杯期间，还有谁去学习、精进？

而你不同凡响，他们看球，你读知识博客，你要是没前途了，还有谁有？

既然进来了，就品鉴品鉴这篇白话文，读完顺便点个赞，要是能再关注我一下，那就更好了~

好了，废话不说，上菜。

故事背景

OSPF路由协议，相信你配置的熟练，听得耳烂，看的厌烦。

毫无疑问，OSPF在业界是出了名的成功，不管是同一个厂家的设备，仍是异厂家对接，OSPF都是一个很是不错的选择。

稳定的输出，简单的配置，丰富的功能。

但是，还有一个OSPF的孪生姐妹，功能与OSPF相似，并且输出极其稳定，它就是今天咱们要说的主角：IS-IS，这位路由界的深宫妃子。

之因此想起聊聊这位后宫美人，是由于你们对她都比较陌生，只闻其名，不见其人。恰好在个人《老司机网络运维干货集锦 》专栏里面，有朋友问道IS-IS协议的诸多细节，我以为有必要经过一个简单易懂的文章，同你们聊聊IS-IS的特色。

如何聊？

逐个盘点知识细节？这不是个人风格，咱们就追求简单易懂，上手即用。

因此最好的方法，就是经过一个熟悉的东西做为参照对象，从而让你可以快速上手。

这个对象，不用说，非OSPF莫属。

IS-IS协议简介

IS-IS全名并非中东某某集团、让你出国玩的时候很不爽的那一帮人。他们的名字中间少了一个横杠（-)。

此处说的IS-IS，名为中间系统-中间系统。

英文名：Intermediate System to Intermediate System (IS-IS)

名字很奇怪，之因此叫作“中间系统”，则是ISO这帮人对于网络设备的一个称呼，由于网络设备是介于终端之间。因此称之为中间设备，这就好像写什么文书，原本大白话能够说清的，非得一副文绉绉的样子。

而终端，例如服务器，主机等，则称做终端系统“End System”。

选手介绍完毕。

总览

下图为OSPF 和IS-IS的各项区别和类似之处:

因为篇幅有限，也不想把文章当作说教之处，本文仅仅从里面挑出几个比较有意思的点和你一块儿分享。

仍是那句话，掌握思路比学到具体的知识更重要。

并且说到知识储备，有谁拼得过百度和google呢？能搜就好了。

接下来，开始进入PK环节：

底层协议PK

OSPF：

OSPF是基于IP的路由协议，利用IPv4包头承载OSPF的数据包。以下图所示：

IS-IS：

IS-IS就不同了，IS-IS是基于ISO的OSI协议模型的。

不知道你们是否还记得常说的OSI 7层协议模型，什么物理层，数据链路层，网络层等等。

其实这就是OSI 7层模型，而这7层模型中，还存在不少各类各样的协议，见过的没见过的。

以下图所示：

你可能很奇怪，好比网络层，协议不该该是IP么？传输层不该该有TCP，UDP么？怎么都看不到了。

其实TCP也好，IP也罢，都是基于TCP/IP协议模型，而非传统的OSI模型。

只是随着时间的推移，人们喜欢OSI的模型来描述网络层级，由于它更精确。

可是同时用现今流行的网络协议来对应到OSI层级上，因此就出现了，网络层IP，传输层TCP、UDP等协议的说法。

回到正题，你会发现，IS-IS就在上图中Network网络层的层级里面。

刚开始IPv4还没占领全宇宙的时候，OSI的这些古怪协议都还有人用，天然而然，就须要一个路由协议来学习各个奇葩协议的网段，IS-IS就应运而生了。

相比OSPF使用IP地址来互相创建邻居，IS-IS也须要一个OSI界的地址族，这就是NET（Network Entity Title：网络实体名称）。

一个典型的IS-IS NET的地址结构是这样的：

最左边的49.0001是区域号码，中间的192xxxx8001是系统号，右边的NSEL号码配置为00，表明路IS-IS路由器自身的地址。

NET地址小窍门：

有没有发现上面的1922.5112.8001很熟悉。

其实他是这样的：192.251.128.001。这不就是一个 传统的IPv4地址么。

彻底正确。

因为IS-IS的NET地址一台路由器只须要配置一个，一般都配置在lo0接口上。

因此最方便的就是把Lo0的IPv4地址转换一下变为NET地址。

例如192.168.1.1 能够转换为：49.0001.1920.1680.1000.1000.00

最后，让咱们一块儿看看IS-IS的数据包结构：

区域划分

多区域的OSPF

OSPF为了获取网络部署的灵活性，和各项路由功能，特定把整个OSPF域作了以下划分：

1. Area 0 骨干区域，骨干区域用于链接其余OSPF区域。
2. Area xxx 非骨干区域，链接到骨干区域。非骨干区域能够实现各类功能，以及在非骨干和骨干区域之间实施路由策略。

通常状况下，OSPF的多区域网络划分是这样的：

上述拓扑相信你们已经司空见惯。

可是请再次注意一点，那就是两个区域之间的链接，是经过一台路由器相连，此路由器咱们称之为ABR。

换句话来讲，一台路由器跨越了两个区域。

同时，OSPF能够有不少区域，你能够基于你的需求来定义区域的数量。

回过头来看看IS-IS。

双区域的IS-IS

传统模式

IS-IS也有区域的概念，可是相对于OSPF，它的区域则是简单的多。

IS-IS仅仅存在两个区域层级：

Level 2：骨干区域，相似于OSPF的Area 0。

Level 1：非骨干区域，相似于OSPF的非Area 0的区域。

二者之间的关系，以下图所示：

上述拓扑中，level 2做为主干，左右两侧做为分支。

可是请注意，左右两边没有Area号码这一说，都是同属于Level 1。

同时，OSPF的ABR部分，则称做L1/L2路由器，即把L1和L2互联起来的路由器。

众人大呼上当，这不是和OSPF如出一辙么，换汤不换药，就是把Area改成Level而已，ABR换一个名字？

真是如此吗？

独立模式

让咱们在看另一个拓扑：

上图有两台路由器，他们创建了IS-IS邻居关系，并且同时在Level1和Level2层级上创建邻居关系。

这就神奇了，你见过哪个OSPF路由器能够同时把Area 0和Area 1重叠起来创建么？

OSPF不能够，可是IS-IS能够。

IS-IS的Level 1和Level 2的邻居状态数据库等一切信息都是互相独立的，二者之间不产生交集，也不共享路由信息。

除非像上述传统模式拓扑内，存在一个L1/L2路由器，同时把两边衔接起来，此时L1和L2才存在互相通告路由的可能性。

IS-IS有趣的网络结构就此结束了么？

确定不会，下一个。

多域模式

在看图以前，先问个问题，你见过OSPF存在不一样的域么？

没有吧，OSPF没有相似于EIGRP或者BGP那样，存在一个自治系统号。

因此你不会看到下面这样的OSPF拓扑图：

可是，IS-IS却能够。

回到本文上半部分讲述IS-IS NET地址时，存在一个Area id区域号码。上述的例子是49.0001。

换句话说，IS-IS就能够存在多个域。

而域和域之间确定存在互联关系，天然而然就引入下面的拓扑：

上述拓扑中，存在三个IS-IS域。

他们之间必须经过L2骨干链路互联，并且互联的方式是两两互联，两两之间分别处于不一样的域内。

这个再次和OSPF区别开来，OSPF的Area之间经过一台ABR互联。

DR/BDR vs DIS

既然说到域，就顺带提提DR、BDR 指定路由器，备份指定路由器。。

DR和BDR是在OSPF广播型链路中，为了减小大量路由器两两之间交换的链路状态信息，遂选举出一个“村官”来管你们，全部同一个LAN里面的OSPF路由器都要和村长DR联系，同时还有一个副村长BDR，省得村长挂了。

那IS-IS里面是否也有相似的设计呢？

答案是有的。

IS-IS里面不叫DR，BDR。而是叫作DIS：Designated Intermediate System。

DIS是何必人也？其实很是容易理解：OSI模型里面Router路由器 = Intermediate System中间系统。

两边同时加上一个Designate指定一词，获得DR=DIS。

这就好理解了吧。

可是注意，IS-IS内没有BDR，即BDIS一说，IS-IS不喜欢副村长。

协议特性：LSA vs TLV

LSA：OSPF的生命源泉

相信你们都知道OSPF都有哪一些常见的LSA类型，而每个LSA都表明什么意思。

例如一类LSA，二类LSA，3类，5类。7类等。

这些LSA汇总在一块儿，定义了OSPF的各类功能特性

绝不夸张的说，LSA赋予了OSPF蓬勃的生命力。

同时，正由于有了LSA，随着时代的发展，当OSPF须要更多的功能时。

就能够经过开发新的LSA类型来知足其功能上的需求，例如LSA9-11，负载MPLS相关的功能等。

一样的，IS-IS也得有它的一套绝活，不然怎么能在江湖上立足呢？

TLV：IS-IS的立命之本

TLV，全称：Type，Length，Value，翻译过来就是类型，长度，值。

它做为一个典型的编码，被极其普遍的应用在IS-IS协议内部。

经过定义不一样的TLV，IS-IS也得到了不一样的功能。

常见的TLV以下所示：

Juniper 路由器 IS-IS输出结果下的TLV对应图：

IPv6怎么搞定？

OSPF和IS-IS相安无事不少年，你们各司其职。

OSPF风靡全世界的企业网，而IS-IS则稳坐运营商骨干网IGP协议的鳌头。

但是，忽然有一天，一个不速之客来了。

那就是IPv6。

就在你们都嚷嚷说要上IPv6的时候，两个协议也须要继续跟进。

OSPF 的困兽之斗

先说说OSPF。

刚才说过，OSPF若须要新的协议特性和功能，就经过开发LSA类型来解决。

但是此次这方法不灵光了。

为何？

由于OSPF的根是在IPv4上，邻居关系，hello包的组播地址，一切的一切都是以IPv4为基础。

因此OSPF若要新增IPv6的功能，不是简简单单一个LSA就能搞定的问题了。

全部一切都得推倒重来。

因而乎，无奈之下-OSPFv3诞生了。

OSPFv3同时兼容了IPv4和IPv6，虽然很好。

可是它意味着你须要单独在跑一个路由协议，OSPF和OSPFv3是两个独立的协议。

我知道，很疼。

IS-IS第二春

IS-IS，就颇有意思了。

当IS-IS看到OSPF这般难受时，不由大笑。

为什么？

由于IS-IS特殊的身世。

还记得，IS-IS但是诞生于ISO的OSI模型之下，它和后来的IP一点瓜葛都没有。

因此，这是IS-IS的根：OSI网络模型。

后来1990年，IS-IS经过新增一个TLV的方式，把IPv4加进来了。

对他来讲，新增IPv4就是一个TLV而已。

同理，新增IPv6也就是另一个TLV而已。

就由于这样，当你运行IS-IS的时候，你不须要开启任何特殊功能，IS-IS同时兼容IPv4和IPv6。

运营商的同窗们也没有任何心理负担，只须要配置IPv6地址在接口上，立刻就有了一张原生的IPv6网。

怎么一个爽字了得。

这就印证了一句话：风水轮流转，今年到我家

想当年OSPF就由于选择了IPv4做为其基础，今后走向了康庄大道。

但是，有时候你以为，某些东西是你的绝对优点的时候。

某一天，峰回路转，它反而让你步履维艰。

路由协议都是这样。

况且人生呢？

结束语

通过一番胡侃瞎聊，相信你就算历来没碰过IS-IS这个协议，如今也有一个大体的了解了。

我也没打算花大篇幅一个个的给你讲IS-IS的诸多细节，内容繁多不说，你看了看可能就半路撤退了，内容没有获取到，反而浪费你宝贵的时间。

授人以鱼不如授人以渔~

好了，轮到你给小伙伴们吹嘘了。。。

内容不够你看，瞅瞅这个：

我还有个专栏~

此专栏经过“网络路由篇”，“网络交换篇”，“网络安全篇”，“QoS篇”四大典型技术模块，分别给各位讲述运维中的网络设计思路和一些运维的技术难题。

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