高级路由交换技术（微课版）项目2 运营商内网互联

项目2运营商内网互联项目概述在运营商网络部署IS-IS协议实现运营商内网互联；优化IS-IS配置，提升IS-IS的安全性，降低IS-IS对设备的开销。本项目要完成的网络需求如下：

知识目标掌握IS-IS基本概念掌握IS-IS协议报文理解IS-IS工作原理熟悉IS-IS常用配置命令技能目标掌握IS-IS网络结构及参数的规划方法掌握IS-IS配置过程与方法掌握IS-IS优化方法具备IS-IS故障定位能力学习目标2.1IS-IS基本概念R1CSSWR2CSSWSWOSPFOSPF更适合于园区网，园区网的特点是区域多样、策略多变、调度精细。IS-IS更适合于运营商网络，运营商网络的特点是扁平化，策略简单，对收敛速度要求高。CEPECEPEPEPECECEIS-IS园区网运营商2.1IS-IS基本概念IS-IS最初是ISO为它的无连接网络协议CLNP设计的一种动态路由协议。为了提供对IP的路由支持，IETF在RFC1195中对IS-IS进行了扩充和修改，使它能够同时应用在TCP/IP和OSI环境中，称为集成化IS-IS。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层OSI应用层传输层网络层数据链路层物理层TCP/IPIPCLNPIS-ISOSPF集成IS-IS2.1IS-IS基本概念IS：IntermediateSystem，中间系统，在OSI中指网络中负责传输的设备，相当于TCP/IP协议中的路由器或三层交换机。IS-IS：中间系统到中间系统，用于在IS之间实现动态路由信息交互的协议。ISISESESIS-ISTCP/IP协议栈RouterIP协议IP地址MAC地址OSPFOSI系统ISCLNP协议NSAP地址SNPA地址IS-IS2.1.1常用术语2.1IS-IS基本概念一个NSAP地址由区域ID、系统ID和SEL三个部分组成。NSAP地址的总长度是不固定的，最短为8字节，最长为20字节。2.1.2OSI地址2.1IS-IS基本概念区域ID：用来标识设备所属的区域，长度为1~13字节。系统ID(SystemIdentification，SystemID)：系统ID用来在区域内唯一标识设备。在华为路由器上，系统ID的长度固定为6字节，而且通常用16进制格式表示，例如1234.5678.9abc。在网络部署过程中，必须保证区域内设备系统ID的唯一性。NSAP选择器(NSAP-Selector，NSEL)：长度为1字节，用于标识上层协议类型或服务类型，相当于TCP或UDP中的端口号。2.1.2OSI地址网络实体名称(NetworkEntityTitle，NET)：是一类特殊的NSAP，其SEL字段固定为0。从NET中可以解析出区域ID，以及设备的系统ID，因此在路由器上配置IS-IS时，不需要配置AreaID和RouterID，只需要配置NET即可。2.1IS-IS基本概念2.1.2OSI地址NET中区域ID部分相同的设备属于同一区域。SystemID部分不能相同。Area49.0002Area49.0001[R1]isis1[R1-isis-1]network-entity49.0001.1111.1111.1111.00R1R2R3[R3]isis1[R3-isis-1]network-entity49.0002.3333.3333.3333.00[R2]isis1[R2-isis-1]network-entity49.0002.2222.2222.2222.002.1IS-IS基本概念2.1.2OSI地址IS-IS路由器Level-2路由器Level-1路由器Level-1-2路由器Level-1路由器Level-2路由器Level-1-2路由器只能与同一区域的路由器建立邻居关系可以与不同区域的路由器建立邻居关系可以与不同区域的路由器建立邻居关系只能与Level-1或Level-1-2路由器建立邻居关系只能与Level-2或Level-1-2路由器建立邻居关系可以与三种路由器建立邻居关系只维护Level-1LSDB只维护Level-2LSDB同时维护Level-1和Level-2LSDB2.1IS-IS基本概念2.1.3IS-IS路由器分类2.1IS-IS基本概念IS-IS也通过划分区域来减少LSDB的规模和LSP泛洪的范围，节省设备的开销。由一系列物理上连续的Level-2及Level-1-2路由器构建的范围为骨干区域，骨干区域拥有完整的LSDB。Level-1路由器必须通过Level-1-2路由器与骨干区域相连。L2L2L2L12L2L12L1L12L1L1L1L12L1L1Area49.0001Area49.0002Area49.0003Area49.0004Area49.0005骨干区域2.1.3IS-IS区域2.1IS-IS基本概念IS-ISOSPF相似点分为两种区域：骨干区域和非骨干区域非骨干区域只维护本区域内的LSDB，骨干区域维护整个路由域内的LSDBLevel-1-2路由器负责连通非骨干区域和骨干区域ABR路由器负责连通非骨干路由器的骨干路由器不同点不以具体的区域号来标识骨干区域，骨干区域甚至不是一个具体的区域，而是一系列物理上连续的Level-2及Level-1-2路由器构建的逻辑范围以区域0来标识骨干路由器区域的分界是以设备为维度的，一个设备的所有接口一定属于同一个区域区域的分界是以接口为维度的，一个设备的不同接口可以属于不同的区域2.1.3IS-IS区域2.2

IS-IS协议报文根据物理链路的不同，IS-IS只支持广播和点到点两种类型的网络。在不同网络类型中，协议报文结构和工作原理都有区别。点到点网络类型

P2P链路S1/0/0S1/0/0广播多路访问网络类型

广播链路G0/0/0G0/0/0G0/0/0G0/0/02.2

IS-IS协议报文序号报文大类报文小类1Hello报文L1LANIIH2L2LANIIH3P2PIIH4LSPL1LSP5L2LSP6SNPPSNPL1PSNP7L2PSNP8CSNPL1CSNP9L2CSNPIS-IS路由协议使用三大类报文：Hello报文、LSP报文和SNP报文。根据邻居关系类型以及网络类型进行细分，3大类报文又分为9小类报文。2.2

IS-IS协议报文IS-IS协议报文直接封装于数据链路层中，包含通用头部、特定头部和变长载荷三个部分。通用头部指的是所有IS-IS协议报文都拥有的相同格式的头部部分。特定头部是IS-IS协议报文拥有的不同格式的头部部分。变长载荷包含该协议报文的核心内容，采用TLV三元组的格式存储这些内容。TLV格式有利于扩展。1.通用头部格式2.2

IS-IS协议报文域内路由选择协议标识符（IntradomainRoutingProtocolDiscriminator）：这是ISO9577分配给IS-IS协议的一个固定值，用于标识网络层协议数据单元的类型。对于IS-IS报文而言，该字段的值为0x83。长度标识符（LengthIndicator）：用来标识报文头部字段的长度，包括通用头部和特定头部，单位为字节。1.通用头部格式2.2

IS-IS协议报文版本/协议ID扩展（Version/ProtocolIDExtension）：当前值固定为1。ID长度（IDLength）：用来标识该路由域内系统ID（SystemID）的长度。保留位（Reserved）：长度为3个比特，当前值全为0。1.通用头部格式2.2

IS-IS协议报文PDU类型（PDUType）：长度为5个比特，标识IS-IS协议报文的类型。其中值为15、16和17分别表示该协议报文为L1LANIIH、L2LANIIH和P2PIIH报文；值为18和20分别表示该协议报文为Level-1LSP和Level-2LSP；值为24、25、26和27分别表示Level-1CSNP、Level-2CSNP、Level-1PSNP和Level-2PSNP。1.通用头部格式2.2

IS-IS协议报文版本（Version）：当前值为1。保留（Reserved）：当前值为0。最大区域地址数（MaximumAreaAddress）：表示该IS-IS进程实际所允许的最大区域地址数。目前，该字段固定为0，表示当前一个IS-IS进程最多支持3个区域地址。1.通用头部格式2.2

IS-IS协议报文IS-ISHello报文用于建立及维护IS-IS的邻居关系。L1LANIIH及L2LANIIH用于广播类型的网络中，P2PIIH用于P2P类型的网络中。2.Hello报文Level-1Level-2L1LANIIHLevel-2Level-1L2LANIIHLevel-1-2Level-1-2L1LANIIHL2LANIIHP2PIIH广播网络P2P网络2.2

IS-IS协议报文广播网中L1LANIIH报文和L2LANIIH报文的格式相同。P2PIIH的多数字段与LANIIH相同，区别是P2PIIH中没有优先级和LANID字段，而多了一个本地电路ID字段。2.Hello报文特定头部LANIIHP2P

IIH2.2

IS-IS协议报文保留/电路类型（Reserved/CircuitType）：长度1字节，其中前6比特目前保留未使用，后2个比特表示接口的电路类型，其中值为1表示接口电路类型为Level-1，值为2表示接口电路类型为Level-2，值为3表示接口电路类型为Level-1-2。2.Hello报文特定头部LANIIH2.2

IS-IS协议报文源ID（SourceID）：长度由协议报文通用头部中的ID长度字段确定，表示发送该Hello报文的设备的系统ID。保持时间（HoldingTime）：长度2字节，表示在此时间段内未收到邻居的Hello报文则认为邻居已失效，默认为Hello发送周期的3倍。2.Hello报文特定头部LANIIH2.2

IS-IS协议报文PDU长度：表示整个IS-IS协议报文的长度，包括通用头部、特定头部和变长TLV字段，单位为字节。优先级（Priority）：广播类型网络Hello报文所特有，长度为7比特，所以其值为0~127，默认为64。该字段用于指定中间系统（DesignateIntermediateSystem，DIS）的选举。2.Hello报文特定头部LANIIH2.2

IS-IS协议报文广播网络ID（LANID）：广播类型网络Hello报文所特有，由DIS的系统ID和1字节的伪节点ID组成，用于区分同一DIS下不同的广播网络。2.Hello报文特定头部LANIIH2.2

IS-IS协议报文本地电路ID（LocalCircuitID）：长度1字节，P2P类型网络Hello报文所特有，由IS设备给P2P链路分配的ID，一般给自身第一条P2P链路分配的ID为1，给自身第二条P2P链路分配的ID为2。2.Hello报文特定头部P2PIIH2.2

IS-IS协议报文3.LSP报文特定头部PDU长度：表示整个IS-IS协议报文的长度，包括通用头部、特定头部和变长TLV字段，单位为字节。剩余生存时间（RemainingLifetime）：长度2字节，表示LSP到期前的生存时间，单位为秒。默认LSP的生存时间为1200秒，采用倒计时。每隔900秒，LSP会刷新一次。当剩余生存时间为0时，LSP会被从LSDB中清除。2.2

IS-IS协议报文3.LSP报文特定头部LSPID：用来标识不同的LSP，包括3个部分：系统ID、伪节点标识符（1字节）和LSP分片号（1字节）。序列号（SequenceNumber）：32比特的无符号数，每当路由器更新其LSP报文时，序列号会加1，其主要作用是让路由器判断一个LSP的新旧版本。2.2

IS-IS协议报文3.LSP报文特定头部校验和（Checksum）：长度2字节，用于检测LSP报文在传输过程中是否出现错误。区域修复（PartitionRepair，P）：长度1比特，分区修复，仅与Level-2LSP有关，用于表示路由器是否支持自动修复区域分割。当该位置1时，表明发送报文的路由器支持自动修复区域的分段情况。2.2

IS-IS协议报文3.LSP报文特定头部区域关联（ATT）：长度4比特，由Level-1-2路由器产生，用来指明始发路由器是否与其它区域相连。过载标志位（Overload，OL）：长度1比特，表示本路由器因为内存不足而导致LSDB不完整。IS类型（ISType）：用于表示生成LSP的路由器的类型，即LSP是来自Level-1路由器还是Level-2路由器。2.2

IS-IS协议报文4.SNP报文特定头部IS-IS报文作用OSPFSNPCSNP包含完整LSP信息用于确保LSDB同步DD报文PSNP包含部分LSP信息请求LSP更新LSR报文在P2P网络中用于对收到的LSP进行确认LSAck报文SNP报文分为CSNP报文和PSNP报文。CSNP报文包含LSDB中所有的LSP摘要信息，主要用于确保LSDB的同步，与OSPF的DD报文的功能相似。PSNP中只包含部分LSP的摘要信息，主要用于请求LSP更新，在P2P网络中还用于对收到的LSP进行确认，实现了OSPF中的LSR及LSAck报文的功能。2.2

IS-IS协议报文4.SNP报文特定头部CSNP报文格式PSNP报文格式SNP报文分为Level-1与Level-2两种类型，两种类型报文格式相同。CSNP报文比PSNP报文多了起始LSPID和结束LSPID两个字段。2.2

IS-IS协议报文4.SNP报文特定头部PDU长度（PDULength）：长度2字节，包括通用头部、特定头部和变长TLV字段，单位为字节。源ID（SourceID）：用于表示发送该协议报文的路由器，由发送路由器的系统ID与一个字节的全0组成。超始LSPID（StartLSPID）：表示CSNP报文中LSPID的最小值，格式与LSPID的格式相同。结束LSPID（EndLSPID）：表示CSNP报文中LSPID的最大值，格式与LSPID的格式相同。2.2

IS-IS协议报文5.变长载荷格式类型（Type）：表示Value部分的类型。IS-IS定义了丰富的TLV类型，不同的TLV类型用于携带不同的信息。长度（Length）：表示Value部分的长度。不同的TLV类型所描述的信息不同，因此信息的长短可能也有所不同。值（Value）：该字段的长度是可变的，所占用的字节数在长度字段中描述。本字段的值就是该TLV所携带的有效内容。2.2

IS-IS协议报文5.变长字段格式2.3

IS-IS工作原理建立邻居关系同步LSDB数据库执行SPF路由计算最短路径树HelloLSDBLSP1LSP2-------LSDBLSP3LSP4-------感觉和OSPF一样哦细节还是有一定差异，而且在不同网络类型中也有差别2.3.1

广播网络IS-IS工作原理1.建立邻居关系在广播网络中，采用三次握手方式建立邻居关系。L1LANIIH的目的MAC为0180-c200-0014，L1LANIIH的目的MAC为0180-c200-0015。2.3.1

广播网络IS-IS工作原理2.DIS选举在广播网络中，IS-IS需要在每个网段所有路由器中选举一个路由器作为DIS。DIS用来创建和更新伪节点，并负责生成伪节点的LSP，汇总所在网段的LSDB信息。2.3.1

广播网络IS-IS工作原理2.DIS选举1.基于接口的DIS优先级2.如果所有接口的DIS优先级一样，具有最大的subnetworkpointofattachment(SNPA)的路由器将当选DIS在LAN中，SNPA指的是MAC地址在帧中继网络中，SNPA是localdatalinkconnectionidentifier(DLCI)3.如果SNPA是一样的，具有最大的systemID的路由器将当选为DIS1.DIS的选举是抢占式的2.优先级为0的路由器也参与DIS的选举3.Level-1和Level-2的DIS是分别选举的DIS选举规则DIS选举特点2.3.1

广播网络IS-IS工作原理2.DIS选举类比点ISIS-DISOSPF-DR选举规则接口DIS优选级SNPA地址SystemID接口DR优选级RouterID选举优先级所有优先级都参与选举0优先级不参与选举选举等待时间2个Hello报文间隔40s备份无有（BDR）邻接关系所有路由器互相都是邻接关系DRother之间是2-way关系抢占性会抢占不会抢占作用周期发送CSNP，保障MA网络LSDB同步主要为了减少LSA泛洪2.3.1

广播网络IS-IS工作原理3.LSDB同步1.新加入的路由器R3首先发送Hello报文，与该广播域中的所有路由器建立邻居关系。2.建立邻居关系之后，R3等待LSP刷新定时器超时，然后将自己的LSP发往组播地址（Level-1：01-80-C2-00-00-14；Level-2：01-80-C2-00-00-15）。3.DIS把收到的R3的LSP加入到LSDB中，并等待CSNP报文定时器超时并发送CSNP报文。4.其他IS-IS设备收到该CSNP后，将其中包含的LSP摘要与本地LSDB进行对比，如果发现本地LSDB中缺少了某些LSP信息，则向DIS发送PSNP报文请求自己没有的LSP。5.DIS在收到该PSNP后，解析出被请求的LSPID，以LSP报文形式将完整LSP信息发送给对方。收到该LSP的一方将该LSP更新到自己的LSDB中，并且无需向DIS发送确认6.LSDB完成同步后，DIS仍会周期性地（默认为10秒）泛洪CSNP报文。2.3.2

P2P网络IS-IS工作原理1.建立邻居关系P2P网络的邻居关系建立有三次握手和二次握手两种方式，华为设备默认采用三次握手方式。P2P网络三次握手方式与广播网络类似，主要区别在于P2P中用的是P2PIIH报文，而广播网络中用的是LANIIH报文。2.3.2

P2P网络IS-IS工作原理1.建立邻居关系两次握手方式不存在确认机制，这种方式不可靠，因为如果双方的互联链路存在单通故障，则可能出现一方的邻居状态是Up，而另一方的邻居状态是Down，此时网络会出现问题。2.3.2

P2P网络IS-IS工作原理2.LSDB同步1.在P2P网络中，当IS-IS设备之间完成邻居关系建立后，便开始交互CSNP报文。2.设备收到邻居的CSNP后，检查本端LSDB是否与CSNP同步。如果没有同步，则发送PSNP请求缺少的LSP。3.设备在发送完LSP报文的同时启动LSP重传定时器，接收方收到LSP报文后，需使用PSNP进行确认。4.如果LSP重传定时器超时后，发送方还没有收到接收方发送的PSNP报文作为应答，则重新发送该LSP直至收到PSNP报文为止。2.4

IS-IS基础配置1.基本功能的配置[Huawei]isis[process-id]启动并进入IS-IS进程，其中process-id为进程号，默认为1。[Huawei-isis-1]network-entity

net配置IS-IS进程的网络实体名称NET。与OSPF不同，在IS-IS中不用配置区域号和RouterID。IS-IS的区域号和RouterID全部在NET中体现。NET的第一部分即是IS-IS设备的区域号，中间部分系统ID相当于OSPF中的RouterID，整个IS-IS网络中系统ID必须唯一。最后一个部分SEL固定为0x00。[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]isisenable[process-id]在接口上启用IS-IS进程。与OSPF不同，IS-IS只有接口上启用这一种方式，没有在进程中通过network命令启用的方式。2.4

IS-IS基础配置1.基本功能的配置[Huawei-isis-1]is-namename配置IS-IS设备的动态主机名。[Huawei-isis-1]is-level{level-1|level-1-2|level-2}配置设备的类型，默认设备类型为Level-1-2。[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]isiscircuit-level[level-1|level-1-2|level-2]修改接口的类型，只对Level-1-2的设备有效。当设备及其邻居都为Level-1-2设备时，接口会同时发送和接收Level-1和Level-2的Hello报文，维持Level-1和Level-2的邻居和LSDB，造成带宽和内存的浪费。通过此命令可以修改指定接口类型，节省带宽及内存消耗。[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]isiscircuit-typep2p修改接口的链路类型为P2P类型。2.4

IS-IS基础配置1.基本功能的配置[Huawei-isis-1]cost-style{narrow|wide|narrowe-compatible|wide-compatible|compatible}修改设备的开销类型，默认为narrow模式，即只能发送和接收路由开销在1～63范围内的路由。wide模式能发送和接收路由开销在1~16777215范围内的路由。在实际应用中，为了方便IS-IS实现其扩展功能，通常将IS-IS的路由开销类型设置为wide模式。命令行中五种开销类型的含义如下：narrow：只接收和发送开销值类型为narrow的报文。wide：只接收或发送开销值类型为wide的报文。narrow-compatible：只发送开销值类型为narrow的报文，但可以接收开销值类型为narrow和wide的报文。wide-compatible：只发送开销值类型为wide的报文，但可以接收开销值类型为narrow和wide的报文。compatible：可以接收或发送开销值类型为narrow和wide的报文。2.4

IS-IS基础配置1.基本功能的配置[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]isisdis-prioritypriority[level-1|level-2]

修改接口的DIS优先级，Level-1和Level-2分开设置，默认值均为64。值越大，优先级越高。如果命令中没有指定Level-1和Level-2，则同时在两个级别生效。[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]isistimerhellohello-interval[level-1|level-2]修改接口的Hello报文发送周期，默认为10秒。Level-1和Level-2上需要分别配置，如果不指定，则同时在Level-1和Level-2上生效。[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]isistimerholding-multipliernumber[level-1|level-2]配置邻居失效前等待的Hello报文个数，默认为3，即邻居保持时间为Hello报文的发送间隔的3倍。需要指定级别，如果不指定，则同时在Level-1和Level-2上生效。2.4

IS-IS基础配置2.IS-IS认证的配置[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]isisauthentication-mode{simple|md5|hmac-sha256key-idkey-id}{plain

password|[cipher]password}[level-1|level-2]配置在接口下的认证是IS-IS接口认证，只对Level-1和Level-2的Hello报文进行认证。认证不通过的设备间不能建立起邻居关系。[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]isisauthentication-modekeychainkeychain-name[level-1|level-2]配置keychain方式的接口认证，前提是需要在系统视图下配置好keychain。接口认证的配置2.4

IS-IS基础配置2.IS-IS认证的配置[Huawei-isis-1]area-authentication-mode{simple|md5|hmac-sha256key-id

key-id}{plain

password|[cipher]password}区域认证是指在区域范围内以指定方式和密码对Level-1的SNP和LSP报文进行认证。[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]area-authentication-modekeychain

keychain-name配置keychain方式的区域认证。区域认证的配置2.4

IS-IS基础配置2.IS-IS认证的配置[Huawei-isis-1]domain-authentication-mode{simple|md5|hmac-sha256key-idkey-id}{plainpassword|[cipher]password}路由域认证是指在路由域范围内以指定方式和密码对Level-2的SNP和LSP报文进行认证。[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]domain-authentication-modekeychainkeychain-name配置keychain方式的路由域认证。路由域认证的配置2.4

IS-IS基础配置3.IS-IS查询命令查看IS-IS的邻居信息。<Huawei>displayisispeerPeerinformationforISIS(1)SystemIdInterfaceCircuitIdStateHoldTimeTypePRI-----------------------------------------------------------------------------------------------------ISP2

GE0/0/1ISP2.01Up9sL1(L1L2)64ISP4GE0/0/2ISP4.01Up7sL1(L1L2)64TotalPeer(s):2该命令显示了IS-IS邻居信息，包括邻居系统ID、本设备与邻居相连的接口、电路ID、状态、保持时间、邻居的设备类型和邻居的DIS优先级。2.4

IS-IS基础配置3.IS-IS查询命令查看邻居的动态主机名与系统ID的对应关系<Huawei>displayisisname-tableNametableinformationforISIS(1)SystemID

HostnameType----------------------------------------------------------------------------0000.0000.4444ISP4DYNAMIC0000.0000.5555ISP5DYNAMIC2.4

IS-IS基础配置3.IS-IS查询命令查看使能IS-IS功能的所有接口信息<Huawei>displayisisinterface

InterfaceinformationforISIS(1)----------------------------------------InterfaceIdIPV4.StateIPV6.StateMTUTypeDISGE0/0/1002Up

Down

1497L1/L2No/NoGE0/0/2003UpDown1497L1/L2Yes/Yes该命令显示了所有使能IS-IS功能的接口信息，包括接口名、接口ID、IPv4状态、IPv6状态、MTU值、接口的电路类型和Level-1/Level-2是否为DIS路由器。2.4

IS-IS基础配置3.IS-IS查询命令查看IS-IS简要信息<Huawei>displayisisbrief

ISISProtocolInformationforISIS(1)----------------------------------------------SystemId:0000.0000.1111SystemLevel:L12Area-Authentication-mode:NULLDomain-Authentication-mode:NULLIpv6isnotenabledISISisininvalidrestartstatusISISisinprotocolhotstandbystate:Real-TimeBackup……2.4

IS-IS基础配置3.IS-IS查询命令查看IS-ISLSDB信息<Huawei>displayisislsdb

DatabaseinformationforISIS(1)----------------------------------------Level-1LinkStateDatabaseLSPIDSeqNumChecksumHoldtimeLengthATT/P/OL--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ISP1.00-00*0x0000000e0x1e03500960/0/0ISP1.02-00*0x000000020x832d500540/0/0ISP2.00-000x000000070xe7e71119960/0/0ISP2.01-000x000000020xf0e21119540/0/0ISP2.02-000x000000020xe9a41119540/0/0ISP3.00-00