1.ISIS的基本概念
1.1发展历史
ISIS是Intermediate System to Intermediate System的简称，也是一种基于SPF算法的链路状态协议，是一种内部网关协议。
OSI协议族提供两种数据通信服务模型：
（1）CONS（Connection Network Server）面向连接网络服务；
（2）CLNS（Connetionless Network Server）无连接网络服务。
CLNS由以下三个协议构成：
（1）CLNP，类似TCP/IP的IP协议。IP协议为TCP/IP提供传输层服务，CLNP为OSI提供传输层服务；
（2）IS-IS，中间系统间的路由协议，类似IP中的OSPF；
（3）ES-IS，主机系统与中间系统的协议，类似IP中的ARP、ICMP等。
ISIS是ISO为它的无连接网络协议CLNP（ConnectionLess Network Protocol）设计的一种动态路由协议。
CLNP类似IP协议，CLNP定义为独立于数据链路层；
IP是TCP/IP协议唯一的网络层协议，包括由协议和用户数据都封装在IP包内；
CLNP、ES-IS、IS-IS协议都是网络层协议，分别被封装在数据链路层的帧内。
随着TCP/IP协议的流行，为了提供对IP路由的支持，IETF（Internet Engineering Task Force ）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（Open System Interconnection）环境中，称为集成IS-IS（Integrated IS-IS或Dual IS-IS）。
ES-IS协议，同一网段或链路的ISO终端系统和路由器之间自动交换信息便于邻接点发现。路由器发送IS报文Hello（ISH），主机发送ES报文Hello（ESH）。在直连节点间发送的Hello报文包含通信节点的网络层地址和数据链路层地址。包含地址分配，网关选择等功能。等同于IP中的ICMP、ARP、DHCP协同工作。
1.2 IS-IS基本术语
IS：Intermediate System中间系统，在OSPF中就叫路由器；
DIS：Designated Intermediate System指定中间系统，在OSPF中叫DR；
ES：End System，在OSPF中叫Host；
Sys ID：System ID，在OSPF中叫Router ID；
PDU：Packet Data Unit报文数据单元，在OSPF中类似IP packet；
LSP：Link State Protocol Data Unit链路状态数据单元，在OSPF中类似LSA，携带路由信息；
LSPDB：LSP Database LSP数据库，类似OSPF的LSDB。
NSAP：Network Service Access Point，网络服务访问点，是CLNP地址+服务端口，原始的IS-IS是需要配置一个CLNP地址，做集成的IS-IS时，这里CLNP是保留的，类似TCP/IP协议中要有一个IP地址一样；
NET：Network Entity Title网络实体标记，是一种特殊的NSAP，最后一个字节为0，通常是用RouterID+Area生成；
ESH：End System Hello包
IIH：Intermediate System to Intermediate System Hello PDU，相当于OSPF的Hello报文；
PSNP：Partial Sequence Number Protocol Data Unit部分序列号协议数据单元，类似OSPF中的LS Request和LS ACK；
CSNP：Complete Sequence Number Protocol Data Unit全部序列号协议数据单元，类似OSPF中的DD报文；
1.3 IS-IS地址结构
网络服务访问点NSAP（Network Service Access Point）是OSI协议中用于定位资源的地址。NSAP的地址结构如图所示，它由IDP（Initial Domain Part）和DSP（Domain Specific Part）组成。IDP和DSP的长度都是可变的，NSAP总长最多是20个字节，最少8个字节。
- IDP相当于IP地址中的主网络号。它是由ISO规定，并由AFI（Authority and Format Identifier）与IDI（Initial Domain Identifier）两部分组成。AFI表示地址分配机构和地址格式，IDI用来标识域。
- DSP相当于IP地址中的子网号和主机地址。它由High Order DSP、System ID和SEL三个部分组成。High Order DSP用来分割区域，System ID用来区分主机，SEL（NSAP Selector）用来指示服务类型。
- Area Address
IDP和DSP中的High Order DSP一起，既能够标识路由域，也能够标识路由域中的区域，因此，它们一起被称为区域地址（Area Address），相当于OSPF中的区域编号。同一Level-1区域内的所有路由器必须具有相同的区域地址，Level-2区域内的路由器可以具有不同的区域地址。
一般情况下，一个路由器只需要配置一个区域地址，且同一区域中所有节点的区域地址都要相同。为了支持区域的平滑合并、分割及转换，在设备的实现中，一个IS-IS进程下最多可配置3个区域地址。
- System ID
System ID用来在区域内唯一标识主机或路由器。在设备的实现中，它的长度固定为48bit（6字节）。
在实际应用中，一般使用Router ID与System ID进行对应。假设一台路由器使用接口Loopback0的IP地址168.10.1.1作为Router ID，则它在IS-IS中使用的System ID可通过如下方法转换得到：
- 将IP地址168.10.1.1的每个十进制数都扩展为3位，不足3位的在前面补0，得到168.010.001.001。
- 将扩展后的地址分为3部分，每部分由4位数字组成，得到1680.1000.1001。重新组合的1680.1000.1001就是System ID。
实际System ID的指定可以有不同的方法，但要保证能够唯一标识主机或路由器。
- SEL
SEL的作用类似IP中的“协议标识符”，不同的传输协议对应不同的SEL。在IP上SEL均为00。
网络实体名称NET（Network Entity Title）指的是设备本身的网络层信息，可以看作是一类特殊的NSAP（SEL＝00）。NET的长度与NSAP的相同，最多为20个字节，最少为8个字节。在路由器上配置IS-IS时，只需要考虑NET即可，NSAP可不必去关注。
例如有NET为：ab.cdef.1234.5678.9abc.00，则其中Area Address为ab.cdef，System ID为1234.5678.9abc，SEL为00。
1.4 IS-IS区域、分类及层次
IS-IS将整个路由域分为多个区域，用NET区分，例如49.0000.0000.0000.0001.00，这是代表一个区域。这里的区域和OSPF的Area表达的并不是一个意思，在IS-IS中L1/L2这个概念有点类似OSPF的Area，这里需要注意。在华为的路由器中目前一个路由器最多支持3个AreaID，思科的多一些。配置不同的区域ID是为了平滑的进行区域合并、分割、转换使用。和OSPF不同，IS-IS中，一个路由器必须整个属于某个区域，不是某个接口。
结点（Nodes）：
Level-1 Router（L1路由器）；
Level-2 Router（L2路由器）；
Level-1 and Level-2 Router（L1/L2路由器）。
Area层次性：
Level-1 Area：包含区域内路由器；
Level-2 Area：包含L2和L1/L2路由器，骨干区，类似OSPF中的Area0。
1.5 IS-IS路由器分类详解
L1 Router：位于普通区域Area内部
只和本区域的L1或L1/L2路由器形成邻居关系；
只含有本区域的L1 LSDB，包含本区域所有L1路由器的路由信息；
通过与自己最近的L1/L2路由器的ATT BIT生成指向此设备的默认路由作为出口路由；
L1区域类似OSPF的Stub区域的状态；
目的地在本区域直接利用本区域L1 LSDB生成路由转发报文，目的地不在本区域，利用本区域最近的L1/L2路由器作为出口，类似OSPF中的ABR，但由此可能导致次优路由。
L2 Router：位于骨干区域
只和本区域的L2或L1/L2路由器形成邻居关系；
包含Level2的链路状态数据库L2 LSDB，包含所有区域间路由信息；
接收来自本区域内其他L2路由器的报文，并按照目的地将报文转交给其他区域的L2路由器（或是转发到同一区域的L2路由器）；
接收来自其他区域的L2路由器的报文，并按照目的地址将报文转发。
L1/L2 Router：通常位于区域边界上
可以和本区域任何级别路由器形成邻居关系；
可能有两个级别的链路状态数据库，L1用来作为区域内路由，L2用来作为区域间路由；
完成它所在的区域和骨干之间的路由信息的交换，既承担L1的职责，也承担L2的职责。
一个L1/L2路由器如何和其他区域的路由器形成邻接关系，那么它将通告本区域内的L1路由器，它有区域的出口点。在生成本区域的L1 LSP时将报文中的ATTbit置1，发给区域内的L1邻居。
