路由協議的後宮寵妃 - 大話IS-IS

誰說世界盃期間就不update知識了？

當你點開這篇文章，我不得不說，你前途無量。

爲何？

想一想世界盃期間，還有誰去學習、精進？

而你不同凡響，他們看球，你讀知識博客，你要是沒前途了，還有誰有？

既然進來了，就品鑑品鑑這篇白話文，讀完順便點個贊，要是能再關注我一下，那就更好了~

好了，廢話不說，上菜。

故事背景

OSPF路由協議，相信你配置的熟練，聽得耳爛，看的厭煩。

毫無疑問，OSPF在業界是出了名的成功，不管是同一個廠家的設備，仍是異廠家對接，OSPF都是一個很是不錯的選擇。

穩定的輸出，簡單的配置，豐富的功能。

但是，還有一個OSPF的孿生姐妹，功能與OSPF相似，並且輸出極其穩定，它就是今天咱們要說的主角：IS-IS，這位路由界的深宮妃子。

之因此想起聊聊這位後宮美人，是由於你們對她都比較陌生，只聞其名，不見其人。恰好在個人《老司機網絡運維乾貨集錦 》專欄裏面，有朋友問道IS-IS協議的諸多細節，我以爲有必要經過一個簡單易懂的文章，同你們聊聊IS-IS的特色。

如何聊？

逐個盤點知識細節？這不是個人風格，咱們就追求簡單易懂，上手即用。

因此最好的方法，就是經過一個熟悉的東西做爲參照對象，從而讓你可以快速上手。

這個對象，不用說，非OSPF莫屬。

IS-IS協議簡介

IS-IS全名並非中東某某集團、讓你出國玩的時候很不爽的那一幫人。他們的名字中間少了一個橫槓（-)。

此處說的IS-IS，名爲中間系統-中間系統。

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

名字很奇怪，之因此叫作「中間系統」，則是ISO這幫人對於網絡設備的一個稱呼，由於網絡設備是介於終端之間。因此稱之爲中間設備，這就好像寫什麼文書，原本大白話能夠說清的，非得一副文縐縐的樣子。

而終端，例如服務器，主機等，則稱做終端系統「End System」。

選手介紹完畢。

總覽

下圖爲OSPF 和IS-IS的各項區別和類似之處:

因爲篇幅有限，也不想把文章當作說教之處，本文僅僅從裏面挑出幾個比較有意思的點和你一塊兒分享。

仍是那句話，掌握思路比學到具體的知識更重要。

並且說到知識儲備，有誰拼得過百度和google呢？能搜就好了。

接下來，開始進入PK環節：

底層協議PK

OSPF：

OSPF是基於IP的路由協議，利用IPv4包頭承載OSPF的數據包。以下圖所示：

IS-IS：

IS-IS就不同了，IS-IS是基於ISO的OSI協議模型的。

不知道你們是否還記得常說的OSI 7層協議模型，什麼物理層，數據鏈路層，網絡層等等。

其實這就是OSI 7層模型，而這7層模型中，還存在不少各類各樣的協議，見過的沒見過的。

以下圖所示：

你可能很奇怪，好比網絡層，協議不該該是IP麼？傳輸層不該該有TCP，UDP麼？怎麼都看不到了。

其實TCP也好，IP也罷，都是基於TCP/IP協議模型，而非傳統的OSI模型。

只是隨着時間的推移，人們喜歡OSI的模型來描述網絡層級，由於它更精確。

可是同時用現今流行的網絡協議來對應到OSI層級上，因此就出現了，網絡層IP，傳輸層TCP、UDP等協議的說法。

回到正題，你會發現，IS-IS就在上圖中Network網絡層的層級裏面。

剛開始IPv4還沒佔領全宇宙的時候，OSI的這些古怪協議都還有人用，天然而然，就須要一個路由協議來學習各個奇葩協議的網段，IS-IS就應運而生了。

相比OSPF使用IP地址來互相創建鄰居，IS-IS也須要一個OSI界的地址族，這就是NET（Network Entity Title：網絡實體名稱）。

一個典型的IS-IS NET的地址結構是這樣的：

最左邊的49.0001是區域號碼，中間的192xxxx8001是系統號，右邊的NSEL號碼配置爲00，表明路IS-IS路由器自身的地址。

NET地址小竅門：

有沒有發現上面的1922.5112.8001很熟悉。

其實他是這樣的：192.251.128.001。這不就是一個 傳統的IPv4地址麼。

徹底正確。

因爲IS-IS的NET地址一臺路由器只須要配置一個，一般都配置在lo0接口上。

因此最方便的就是把Lo0的IPv4地址轉換一下變爲NET地址。

例如192.168.1.1 能夠轉換爲：49.0001.1920.1680.1000.1000.00

最後，讓咱們一塊兒看看IS-IS的數據包結構：

區域劃分

多區域的OSPF

OSPF爲了獲取網絡部署的靈活性，和各項路由功能，特定把整個OSPF域作了以下劃分：

1. Area 0 骨幹區域，骨幹區域用於鏈接其餘OSPF區域。
2. Area xxx 非骨幹區域，鏈接到骨幹區域。非骨幹區域能夠實現各類功能，以及在非骨幹和骨幹區域之間實施路由策略。

通常狀況下，OSPF的多區域網絡劃分是這樣的：

上述拓撲相信你們已經司空見慣。

可是請再次注意一點，那就是兩個區域之間的鏈接，是經過一臺路由器相連，此路由器咱們稱之爲ABR。

換句話來講，一臺路由器跨越了兩個區域。

同時，OSPF能夠有不少區域，你能夠基於你的需求來定義區域的數量。

回過頭來看看IS-IS。

雙區域的IS-IS

傳統模式

IS-IS也有區域的概念，可是相對於OSPF，它的區域則是簡單的多。

IS-IS僅僅存在兩個區域層級：

Level 2：骨幹區域，相似於OSPF的Area 0。

Level 1：非骨幹區域，相似於OSPF的非Area 0的區域。

二者之間的關係，以下圖所示：

上述拓撲中，level 2做爲主幹，左右兩側做爲分支。

可是請注意，左右兩邊沒有Area號碼這一說，都是同屬於Level 1。

同時，OSPF的ABR部分，則稱做L1/L2路由器，即把L1和L2互聯起來的路由器。

衆人大呼上當，這不是和OSPF如出一轍麼，換湯不換藥，就是把Area改成Level而已，ABR換一個名字？

真是如此嗎？

獨立模式

讓咱們在看另一個拓撲：

上圖有兩臺路由器，他們創建了IS-IS鄰居關係，並且同時在Level1和Level2層級上創建鄰居關係。

這就神奇了，你見過哪個OSPF路由器能夠同時把Area 0和Area 1重疊起來創建麼？

OSPF不能夠，可是IS-IS能夠。

IS-IS的Level 1和Level 2的鄰居狀態數據庫等一切信息都是互相獨立的，二者之間不產生交集，也不共享路由信息。

除非像上述傳統模式拓撲內，存在一個L1/L2路由器，同時把兩邊銜接起來，此時L1和L2才存在互相通告路由的可能性。

IS-IS有趣的網絡結構就此結束了麼？

確定不會，下一個。

多域模式

在看圖以前，先問個問題，你見過OSPF存在不一樣的域麼？

沒有吧，OSPF沒有相似於EIGRP或者BGP那樣，存在一個自治系統號。

因此你不會看到下面這樣的OSPF拓撲圖：

可是，IS-IS卻能夠。

回到本文上半部分講述IS-IS NET地址時，存在一個Area id區域號碼。上述的例子是49.0001。

換句話說，IS-IS就能夠存在多個域。

而域和域之間確定存在互聯關係，天然而然就引入下面的拓撲：

上述拓撲中，存在三個IS-IS域。

他們之間必須經過L2骨幹鏈路互聯，並且互聯的方式是兩兩互聯，兩兩之間分別處於不一樣的域內。

這個再次和OSPF區別開來，OSPF的Area之間經過一臺ABR互聯。

DR/BDR vs DIS

既然說到域，就順帶提提DR、BDR 指定路由器，備份指定路由器。。

DR和BDR是在OSPF廣播型鏈路中，爲了減小大量路由器兩兩之間交換的鏈路狀態信息，遂選舉出一個「村官」來管你們，全部同一個LAN裏面的OSPF路由器都要和村長DR聯繫，同時還有一個副村長BDR，省得村長掛了。

那IS-IS裏面是否也有相似的設計呢？

答案是有的。

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

DIS是何必人也？其實很是容易理解：OSI模型裏面Router路由器 = Intermediate System中間系統。

兩邊同時加上一個Designate指定一詞，獲得DR=DIS。

這就好理解了吧。

可是注意，IS-IS內沒有BDR，即BDIS一說，IS-IS不喜歡副村長。

協議特性：LSA vs TLV

LSA：OSPF的生命源泉

相信你們都知道OSPF都有哪一些常見的LSA類型，而每個LSA都表明什麼意思。

例如一類LSA，二類LSA，3類，5類。7類等。

這些LSA彙總在一塊兒，定義了OSPF的各類功能特性

絕不誇張的說，LSA賦予了OSPF蓬勃的生命力。

同時，正由於有了LSA，隨着時代的發展，當OSPF須要更多的功能時。

就能夠經過開發新的LSA類型來知足其功能上的需求，例如LSA9-11，負載MPLS相關的功能等。

一樣的，IS-IS也得有它的一套絕活，不然怎麼能在江湖上立足呢？

TLV：IS-IS的立命之本

TLV，全稱：Type，Length，Value，翻譯過來就是類型，長度，值。

它做爲一個典型的編碼，被極其普遍的應用在IS-IS協議內部。

經過定義不一樣的TLV，IS-IS也得到了不一樣的功能。

常見的TLV以下所示：

Juniper 路由器 IS-IS輸出結果下的TLV對應圖：

IPv6怎麼搞定？

OSPF和IS-IS相安無事不少年，你們各司其職。

OSPF風靡全世界的企業網，而IS-IS則穩坐運營商骨幹網IGP協議的鰲頭。

但是，忽然有一天，一個不速之客來了。

那就是IPv6。

就在你們都嚷嚷說要上IPv6的時候，兩個協議也須要繼續跟進。

OSPF 的困獸之鬥

先說說OSPF。

剛纔說過，OSPF若須要新的協議特性和功能，就經過開發LSA類型來解決。

但是此次這方法不靈光了。

爲何？

由於OSPF的根是在IPv4上，鄰居關係，hello包的組播地址，一切的一切都是以IPv4爲基礎。

因此OSPF若要新增IPv6的功能，不是簡簡單單一個LSA就能搞定的問題了。

全部一切都得推倒重來。

因而乎，無奈之下-OSPFv3誕生了。

OSPFv3同時兼容了IPv4和IPv6，雖然很好。

可是它意味着你須要單獨在跑一個路由協議，OSPF和OSPFv3是兩個獨立的協議。

我知道，很疼。

IS-IS第二春

IS-IS，就頗有意思了。

當IS-IS看到OSPF這般難受時，不由大笑。

爲什麼？

由於IS-IS特殊的身世。

還記得，IS-IS但是誕生於ISO的OSI模型之下，它和後來的IP一點瓜葛都沒有。

因此，這是IS-IS的根：OSI網絡模型。

後來1990年，IS-IS經過新增一個TLV的方式，把IPv4加進來了。

對他來講，新增IPv4就是一個TLV而已。

同理，新增IPv6也就是另一個TLV而已。

就由於這樣，當你運行IS-IS的時候，你不須要開啓任何特殊功能，IS-IS同時兼容IPv4和IPv6。

運營商的同窗們也沒有任何心理負擔，只須要配置IPv6地址在接口上，立刻就有了一張原生的IPv6網。

怎麼一個爽字了得。

這就印證了一句話：風水輪流轉，今年到我家

想當年OSPF就由於選擇了IPv4做爲其基礎，今後走向了康莊大道。

但是，有時候你以爲，某些東西是你的絕對優點的時候。

某一天，峯迴路轉，它反而讓你步履維艱。

路由協議都是這樣。

況且人生呢？

結束語

通過一番胡侃瞎聊，相信你就算曆來沒碰過IS-IS這個協議，如今也有一個大體的瞭解了。

我也沒打算花大篇幅一個個的給你講IS-IS的諸多細節，內容繁多不說，你看了看可能就半路撤退了，內容沒有獲取到，反而浪費你寶貴的時間。

授人以魚不如授人以漁~

好了，輪到你給小夥伴們吹噓了。。。

內容不夠你看，瞅瞅這個：

我還有個專欄~

此專欄經過「網絡路由篇」，「網絡交換篇」，「網絡安全篇」，「QoS篇」四大典型技術模塊，分別給各位講述運維中的網絡設計思路和一些運維的技術難題。

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