【干货】IS-IS (IPv6)原理与配置

IS-IS (IPv6)概述

• IS-IS最初是为OSI网络设计的一种基于链路状态协议的动态路由协议。之后为了提供对IPv4的路由支持，扩展应用到IPv4网络，称为集成IS-IS。 

• IS-IS报文有以下几种类型：Hello PDU（Protocol Data Unit）、LSP和SNP。

报文格式为：

IS-IS报文中的变长字段部分是多个TLV（Type-Length-Value）三元组，使用TLV结构构建报文使IS-IS更具灵活性和扩展性，增加新特性只需要增加新TLV即可。 

• 为了支持IPv6路由的处理和计算，IS-IS新增了两个TLV（Type-Length-Value）和一个NLPID（Network Layer Protocol Identifier，网络层协议标识符）。

新增TLV

在不同的PDU中，接口地址字段的内容是不同的。

• 对于Hello报文，“接口地址”只能包含发送Hello报文接口的链路本地地址。

• 对于LSP报文，“接口地址”只能包含分配给设备接口的非链路本地地址。

上述IPv6 Reachability TLV在LSP中可以出现任意次数（包括0次）。其中，链路本地前缀不是用这个TLV来发布。

• 232号TLV（IPv6 Interface Address）字段解释：

  Type：8bit，TLV类型，此时值为232（0xE8）。Length：8bit，TLV的Value部分长度。

  Interface Address：128bit，IPv6地址。

• 236号TLV（IPv6 Reachability）字段解释：

  Type：8bit，TLV类型，此时值为236（0xEC）。Length：8bit，TLV的Value部分长度。

  Metric：32bit，度量值。

  U：1bit，Up/Down位，标识这个前缀是否是从高Level通告下来的。

  X：1bit，External Original位，标识这个前缀是否是从其他路由协议中引入的。

  S：1bit，Sub-TLV Present位，子TLV标识位（可选）。

  R：5bit，Reserve位，保留位。

  Prefix Length：8bit，前缀长度。▫Prefix：IPv6地址前缀。

  Sub-TLV Length：8bit，子TLV长度。若S位置1，则存在。

  Sub-TLV：子TLV。若S位置1，则存在。

129号TLV中新增NLPID

• 为了支持IPv6路由的处理和计算，IS-IS在129号TLV中新增了一个NLPID。 

• 129号TLV（Protocol Supported）

• 字段解释：

  Type：8bit，TLV类型，此时值为129（0x81），表示支持协议TLV。 

  Length：8bit，TLV的Value部分长度。 

  NLPID：8bit，网络层协议标识符。若支持IPv4，则值为204（0xCC）；若支持IPv6，则值为142（0x8E）

• 如果IS-IS支持IPv6，那么向外发布IPv6路由时必须携带NLPID值。

IS-IS多拓扑技术背景

缺省情况下，在运行IS-IS的网络环境中，IPv4和IPv6的混合拓扑被看成是一个集成的拓扑，IS-IS针对IPv4和IPv6经计算形成相同的最短路径树。

• IS-IS单拓扑存在的问题：

• 混合拓扑中的一些路由器和链路不支持IPv6协议，但是支持双协议栈的路由器无法感知到这些路由器和链路，仍然会把IPv6报文转发给它们，这就导致IPv6报文因无法转发而被丢弃。

• 同样，存在不支持IPv4的路由器和链路时，IPv4报文也无法转发。

• IS-IS单拓扑的不足之处：

  网络部署不适合拓扑分离。

  为维护相同的拓扑，所有接口都必须同时运行IS-IS（IPv4）和IS-IS（IPv6），部署不够灵活。

  不能使用IPv4区域来连接不同的IPv6区域，即无法通过IPv4网络解决IPv6孤岛问题。

IS-IS多拓扑概述

• IS-IS多拓扑（Multi-Topology，MT）特性是指在一个IS-IS自治域内运行多个独立的IP拓扑。例如IPv4拓扑和IPv6拓扑，而不是将它们视为一个集成的单一拓扑。这有利于IS-IS在路由计算中根据实际组网情况来单独考虑IPv4和IPv6网络。根据链路所支持的IP协议类型，不同拓扑运行各自的SPF计算，实现网络的相互屏蔽。

• IS-IS多拓扑的实现过程

  建立拓扑：通过报文交互建立邻居，从而建立多拓扑。SPF计算：在不同的拓扑上分别进行SPF计算。

• IS-IS的多拓扑特性可以解决单拓扑的不足之处。

IS-IS多拓扑原理

1. IS-IS定义了新的TLV，该TLV中包含接口所属拓扑信息（MT信息）。MT信息的传播，使得网络按不同的拓扑分别进行SPF计算，最终实现拓扑分离。

2. 229号多拓扑TLV：

• 重要字段解释：

  Type：8bit，TLV类型，此时值为229（0xE5），表示支持多拓扑。

  O：1bit，Overload，超载位。

  A：1bit，Attach，附着位。

  MT ID：12bit，表示该接口属于什么拓扑。

• IS-IS为了支持多拓扑特性，定义了多种TLV，包括：多拓扑TLV、多拓扑中间系统TLV、多拓扑可达的IPv4前缀TLV和多拓扑可达的IPv6前缀TLV。其中本课程将对多拓扑TLV进行讲解，其他内容不详细展开。 

• 多拓扑TLV：

  多拓扑TLV仅包含在IIH报文和LSP的0分片报文中。

  预留的MT ID字段：

  ▪MT ID=0，用于标准IPv4拓扑

  ▪MT ID=2，预留给IPv6拓扑。

IS-IS (IPv6)的基础配置命令

 1.使能IS-IS（IPv6）功能

[Huawei-isis-1] ipv6 enable [ topology { ipv6 | standard } ]

[Huawei-isis-1] ipv6 enable [ topology { ipv6 | standard } ]

在IS-IS进程下，使能该进程的IPv6能力。

[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] isis ipv6 enable [ process-id ]

在接口上使能IS-IS的IPv6功能并指定要关联的IS-IS进程号。

注意：配置此命令前，必须先使能接口的IPv6功能

2.配置IS-IS接口在IPv6网络中的开销

[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] isis ipv6 cost { cost | maximum } [ level-1 | level-2 ]

缺省情况下，IPv6拓扑中IS-IS接口的链路开销值为10。

1. IS-IS（IPv6）的基础配置命令与配置方式与IS-IS（IPv4）一致，其他配置命令不再赘述，详细内容请参考《HCIP-Datacom-Core Technology》课程。 

2. [Huawei-isis-1] ipv6 enable [ topology { ipv6 | standard } ]

   topology：用于指定网络的拓扑类型。

   ▫ipv6：指定拓扑类型为IPv6拓扑，即在IPv6拓扑上使能IS-IS进程的IPv6。网络中的链路可以配置成IPv4或IPv6，但SPF计算在各自的拓扑中单独进行。▫standard：指定拓扑类型为标准模式，即在集成拓扑上使能IS-IS进程的IPv6。网络管理员必须保证网络中所有的链路支持一致的拓扑模式。缺省情况下，使能IPv6选择standard参数。 

3. [ Huawei-GigabitEthernet0/0/1] isis ipv6 cost { cost | maximum } [ level-1 | level-2 ] ▫cost：指定IPv6接口的链路开销值。整数形式，取值范围根据开销类型而定。

   ▪当开销类型为narrow、narrow-compatible或compatible时，取值范围是1～63。

   ▪当开销类型为wide或wide-compatible时，取值范围是1～16777214。

   ▪缺省值为10。

   ▫maximum：指定接口的链路开销值为16777215。▫level-1：指定配置level-1链路的开销值。如果不指定配置链路开销的接口级别，则同时为Level-1和Level-2级别的接口设置链路开销。

   ▫level-2：指定配置level-2链路的开销值。如果不指定配置链路开销的接口级别，则同时为Level-1和Level-2级别的接口设置链路开销。

检查IS-IS (IPv6)基本功能的配置结果

IS-IS双栈配置举例

场景描述：

某公司通过部署IS-IS实现IPv4网络的互联互通。该公司为了保证未来的业务发展，同时部署了IPv6网络进行业务测试，因此需要在该网络的IS-IS中使能IPv6功能。

由于设备性能不同，要求通过修改开销值，让IPv4和IPv6业务优选不同的路径，且IPv6网络单独计算拓扑。

所有路由器运行IS-IS协议，整个网络都处于区域49.0001中，且所有路由器均为Level-2路由器。配置完成后，每台路由器都应学到AS内的所有网段的IPv4路由和IPv6路由。

部署IPv4网络

1、配置各路由器接口的IPv4地址。（略）

2、配置IS-IS基本功能。

R2、R3和R4的配置与R1类似，不再赘述。

其中，它们的网络实体名分别为：

   R2：49.0001.0000.0000.0002.00

   R3：49.0001.0000.0000.0003.00

部署IPv6网络

1、配置各路由器接口的IPv6地址。（略）

2、使能IS-IS（IPv6）功能。

查看IS-IS (IPv4)网络路由信息

以R1为根计算最短路径树为例，可以发现IS-IS（IPv4）的逻辑拓扑如右下图所示。

查看IS-IS (IPv6)网络路由信息

以R1为根计算最短路径树为例，可以发现IS-IS（IPv6）的逻辑拓扑如右下图所示。