IS-IS报文详情

IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）协议是一种链路状态路由协议，主要用于自治系统内部的路由选择。其报文交互过程涉及多种协议数据单元（PDU），以下是详细的报文交互流程：

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1. 报文类型

IS-IS协议主要使用以下三种报文类型：

• Hello PDU（IIH）：用于邻居发现和邻接关系维护。
• LSP（Link State PDU）：携带链路状态信息（如邻居、接口、度量值）。
• SNP（Sequence Number PDU）：分为CSNP和PSNP，用于同步链路状态数据库（LSDB）。
  • CSNP（Complete SNP）：摘要所有LSP的列表，用于广播网络的数据库同步。
  • PSNP（Partial SNP）：用于请求或确认特定LSP，常见于点对点网络。

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2. 报文交互流程

步骤1：邻居发现（Hello报文交互）

• 作用：发现直连的IS-IS邻居并协商参数（如区域ID、层级、认证等）。
• 过程：
  • 路由器周期性发送IIH报文（广播网络分Level 1和Level 2 Hello，点到点网络使用通用Hello）。
  • 收到Hello的邻居检查参数（如System ID、区域地址、层级）。若匹配，则建立邻居关系。
  • 定时器：HelloInterval（默认10秒）和HoldTime（默认30秒）。

步骤2：邻接关系建立

• 条件：参数匹配后，邻居进入UP状态，形成邻接关系。
• 广播网络特殊处理：选举DIS（Designated IS），负责生成伪节点LSP并周期发送CSNP。

步骤3：数据库同步（LSP与SNP交互）

• LSP泛洪：

  • 每个路由器生成自身LSP（含链路状态信息），发送给所有邻居。
  • 邻居收到LSP后，检查序列号。若更新，则存储并继续泛洪，同时发送PSNP确认（点到点网络）或等待DIS的CSNP（广播网络）。

• SNP机制：

  • 广播网络：
    • DIS周期发送CSNP（包含所有LSP的摘要），非DIS路由器对比自身LSDB，通过PSNP请求缺失的LSP。
  • 点到点网络：
    • 直接使用PSNP确认收到的LSP或请求缺失的LSP。

步骤4：链路状态数据库维护

• LSP更新：当拓扑变化时，路由器生成新LSP（序列号+1），触发泛洪。
• 老化机制：LSP生存时间（默认为20分钟）超时后，通过发送携带相同序列号的LSP进行刷新。

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3. 网络类型差异

• 广播网络（如以太网）：

  • 使用Level 1或Level 2 IIH报文。
  • 选举DIS（无备份DIS），DIS负责周期发送CSNP（默认10秒）。
  • 非DIS路由器通过PSNP请求缺失的LSP。

• 点到点网络（如PPP链路）：

  • 使用通用IIH报文。
  • 直接使用PSNP确认LSP，无需CSNP。
  • 双方周期性发送Hello维护邻接。

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4. 层级划分（Level 1和Level 2）

• Level 1（L1）：区域内路由，维护本区域的LSDB。
• Level 2（L2）：骨干区域路由，负责区域间通信。
• L1/L2路由器：作为区域边界路由器，同时维护L1和L2的LSDB。

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5. 报文结构（TLV字段）

IS-IS报文通过TLV（Type-Length-Value）扩展灵活性，常见TLV包括：

• Hello报文：区域地址TLV（Area Address）、认证TLV（Authentication）。
• LSP报文：IS邻居TLV（IS Neighbors）、IP接口地址TLV（IP Interface Address）。
• SNP报文：LSP条目摘要（LSP Entries）。

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6. 关键定时器

• HelloInterval：默认10秒（广播）/3秒（点到点）。
• HoldTime：默认30秒（广播）/9秒（点到点）。
• LSP刷新间隔：默认15分钟。
• CSNP发送间隔：默认10秒（由DIS在广播网络发送）。

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总结流程图

邻居发现（Hello） → 邻接建立 → LSP泛洪 + SNP同步 → 维护LSDB一致性

• 在广播网络中，DIS通过CSNP驱动同步；在点到点网络中，PSNP直接用于确认和请求。

通过上述流程，IS-IS确保所有路由器的链路状态数据库一致，最终通过SPF算法计算出最短路径树。