课程（6 节，按顺序学）

第 1 课 · IS-IS 和 OSPF 到底差在哪

入门 · 约 10 分钟

本课目标：先建立正确的参照系：它们有多像，以及那五处不同分别付出了什么代价。

先说像的部分（这部分可以直接搬 OSPF 的理解）

IS-IS 和 OSPF 都是链路状态协议，工作方式在骨架上完全一致：

① 和邻居建立邻接关系，靠 Hello 报文维持
② 把「我连着谁、cost 多少、我能到哪些前缀」装进报文泛洪给全网
③ 每台设备各自攒出一份完整的拓扑图（数据库）
④ 在这张图上跑 Dijkstra 算最短路

所以你在 OSPF 那个 tab 学到的核心直觉 ——「每台设备都有全网拓扑图，所以环路数学上不可能」 —— 在这里完全适用。
这也是它们俩都比 RIP / EIGRP 强的根本原因。

★ 然后是那五处不同（这一课唯一需要记的东西）

OSPF                     IS-IS
跑在哪         IP 之上（协议号 89）      直接跑在链路层
分层边界       在路由器内部（ABR）      在链路上
骨干           area 0，一个区域号       所有 L2 路由器的连续集合
广播网选举     DR / BDR，不可抢占       DIS，可抢占，没有 BDR
扩展方式       新增 LSA 类型            加一个 TLV

★ 其中第 1 条和第 5 条是同一件事的两面：
IS-IS 不依赖 IP，内容全靠 TLV 装 —— 所以支持 IPv6 只要多加一个 TLV；
OSPF 自己就跑在 IPv4 上，只能另开一个 OSPFv3。

这就是为什么运营商骨干网偏爱 IS-IS：它扩展起来代价小得多，MPLS-TE、Segment Routing 这些后来的东西都是加 TLV 加上去的。

动手：看清「分层边界在链路上」

去拓扑与邻接页看默认的「两级基础」场景，只看 R2：

· R2 对 R1 的邻接是 L1（同区域 49.0001）
· R2 对 R3 的邻接是 L2（跨区域）

★ 同一台设备，两个邻居，两种级别 —— 级别是「链路上的属性」。

对比 OSPF：ABR 是「一只脚在 area 0、另一只脚在非骨干区域」的一台设备，区域是接口的属性，但「谁是 ABR」是设备的身份。
IS-IS 里没有「ABR」这个身份，只有「这条链路上我讲哪一级」。

实验重点

• IS-IS 和 OSPF 的骨架完全一样：邻接 → 泛洪 → 拓扑图 → Dijkstra
• 五处不同：跑在哪 / 分层边界 / 骨干定义 / 广播网选举 / 扩展方式
• IS-IS 不跑在 IP 上 + 内容靠 TLV → 扩展代价小，这是它在运营商网络流行的原因
• 分层边界在链路上，不在路由器上

第 2 课 · System ID 和区域号（别拿 IP 的直觉套）

入门 · 约 8 分钟

本课目标：搞清 IS-IS 怎么标识一台设备，以及区域号在哪些场合必须一致。

System ID：6 字节，和 IP 完全无关

OSPF 的 Router-ID 长得像 IP（而且通常就取 loopback 地址），这会让人以为「路由器身份 = 某个 IP」。

IS-IS 的 System ID 是个纯标识符：6 字节，写成 xxxx.xxxx.xxxx 三段十六进制，和 IP 一点关系都没有。
唯一的硬要求是：在整个 IS-IS 域内唯一。

现网为了保证唯一 + 便于排障，通常从 loopback 机械映射：
10.1.1.1 → 补零成 010.001.001.001 → 0100.0100.1001。
这只是个人为约定，协议并不要求。

完整的 NET 地址

配置里写的其实是 NET（Network Entity Title）：

49.0001  .  0000.0000.0001  .  00
  ↑              ↑              ↑
区域号        System ID       NSEL（永远 00）

· 49 是私有 AFI，相当于 IP 里的私网地址段，企业网和实验用它就行
· NSEL 固定 00，表示「这是台路由器」—— 记住写 00 就完了

★ 区域号什么时候必须一致

只有一条规则，但它是很多故障的根源：

L1 邻接要求两端区域号完全相同；L2 邻接不要求。

推论（现网高频故障）：两台设备都是默认的 level-1-2、区域号却不同 →
L1 邻接建不起来，自动降级成只有 L2 邻接。

★ 这个现象很迷惑：display isis peer 能看到邻居，但只有 Level-2 那一行，区域内的路由死活不通。
如果这本来就是跨区域互联，那这是正确行为；如果你以为它们在同一个区域，那就是配错了。

实验重点

• System ID 6 字节，域内唯一，和 IP 无关
• NET = 区域号 + System ID + 00
• ★ L1 邻接要求区域号相同，L2 不要求
• 都配 level-1-2 但区域号不同 → 自动降级成只有 L2 邻接

第 3 课 · 邻接为什么起不来（四种查法）

排障 · 约 14 分钟

本课目标：IS-IS 邻接故障有个共同特征：接口 up、能 ping 通，就是没有邻居。

三个状态就够了（对比 OSPF 的八个）

IS-IS 的邻接状态机只有 Down / Initializing / Up 三个。

OSPF 那八个状态里，IS-IS 省掉的两个关键环节是：
· 不选 2-Way —— 广播网上所有人和所有人都建邻接，没有 OSPF 那种「只和 DR 全同步」的设计
· 不用 ExStart 协商主从 —— 靠 CSNP / PSNP 直接比序列号，谁缺谁要

★ Initializing 卡住 = 单向可见：我收到了它的 IIH，但那个 IIH 里没列出我 → 说明它收不到我的报文。
这是单向链路的典型症状（光纤单向断、一端 shutdown）。

★ 四种起不来的原因，按排查顺序

① 层级不匹配 —— 一端只讲 L1、另一端只讲 L2
　L1 IIH 和 L2 IIH 是两种不同的报文，只讲另一级的那端根本不应答。
　查：display isis interface 看两端的 circuit-level。

② 区域号不同却想建 L1 —— 见上一课。
　查：display isis peer 如果只有 Level-2 那一行，八成是这个。

③ System ID 重复 —— 两台设备自称同一个人。
　现象很特别：路由不停闪、LSP 序列号疯涨（两台互相覆盖对方的 LSP）。

④ 认证不匹配 —— IIH 直接被丢。
　IS-IS 的认证可以分别加在接口级（保护邻接）和区域/域级（保护 LSP）。

★★ 第五种：邻居 Up 了，但 LSDB 同步不完

这是 IS-IS 最难查的故障，值得单独记：两端 MTU 不一致。

IS-IS 不做 MTU 协商，也不像 OSPF 那样在 DD 报文里检查 MTU。于是：
· IIH 报文很小 → 过得去 → 邻居显示 Up，一切正常
· LSP 报文大 → 被丢弃 → LSDB 死活同步不完 → 路由时有时无

★ 难查的地方在于症状和病因离得非常远：你看到的是「路由不稳」，而病因在物理接口的 MTU 配置上，而且邻居状态、接口状态、ping 全都正常。

记住这个因果链，能省你几个小时。

实验重点

• 三个状态：Down / Initializing / Up
• Initializing 卡住 = 单向可见 = 单向链路
• 四种起不来：层级 / 区域号 / System ID 重复 / 认证
• ★ 第五种最阴：MTU 不一致 → 邻居 Up 但 LSDB 同步不完

第 4 课 · ★ L1 的次优路由（本模块核心）

进阶 · 约 18 分钟

本课目标：这是 IS-IS 独有、现网真会踩的坑。理解它，你就理解了分层的代价。

先看 L1 路由器手里有什么信息

L1 路由器只维护本区域的 LSDB。 区域外的拓扑它压根看不见。

那它怎么去区域外？靠一条默认路由：
L1/L2 路由器在自己的 L1 LSP 里置上 ATT（Attached）位，含义是「我连着骨干」。
区域内的 L1 路由器看到这一位，就生成一条指向它的默认路由。

★ 关键在于：ATT 位只说「我连着骨干」，没说「从我这儿出去有多远」。
所以当区域里有多个出口时，L1 只能按一个标准挑：谁离我最近。

★★ 「离我最近」不等于「去目的地最优」

默认场景就是为这件事造的：

区域 49.0001（L1）                    区域 49.0002

  R1(L1) ──10── R2(L1/L2) ──50── R4(L2) ──10── R5 → 10.2.2.0/24
    │                             │
    └────30──── R3(L1/L2) ───5────┘

R1 要去 10.2.2.0/24。它看得到的信息只有「到两个出口分别多远」：
· 到 R2 = 10 → 最近，选它
· 到 R3 = 30 → 淘汰

但把出区域之后的路算进来，结论正好相反：
· 经 R2 全程 = 10 + 50 + 10 = 70
· 经 R3 全程 = 30 + 5 + 10 = 45 ← 真正最优

★★★ R1 选了一条贵 25 的路，而它自己完全不知道。
这不是配置错误，是分层设计的固有代价。

动手：把它跑出来

去路由计算页，选 R1、目标前缀 10.2.2.0/24，点计算。

重点看那张「出口候选」表：
· R2 那行：区域内 cost 10（L1 看得到）、全程 70（L1 看不到）
· R3 那行：区域内 cost 30、全程 45
· 界面会标出「L1 选了它」和「这才是最优」落在不同的行上

然后切到 R2 看一眼：R2 是 L1/L2，它能看到区域外的明细路由 ——对比一下就知道 R1 缺的到底是什么信息。

★ 解法：路由泄露（RFC 2966）

标准解法是让 L1/L2 路由器把 L2 的明细路由注入 L1 ——叫路由泄露（route leaking）。

泄露之后 R1 就能看到「去 10.2.2.0/24 经每个出口分别多少 cost」，于是自己选出最优的那个，次优路由消失。

在路由计算页把 R3 的「路由泄露」开关打开，再算一次 ——cost 会从 70 掉到 45。

代价：L1 的 LSDB 变大了。泄露多少明细要自己权衡 ——
全泄露就等于放弃了分层带来的规模收益，那还不如不分层。

另一种做法是调 cost 让「最近的出口」正好也最优 —— 能用，但很脆弱：拓扑一变、或者加了新出口，又会错。

★ 对比：OSPF 里没有这个问题

OSPF 的 ABR 会把区域间明细路由（Type-3 LSA）注入区域，所以区域内的路由器能看到「去这个前缀经哪个 ABR 总共多少 cost」，自己就能选最优。

★ 所以这是一次明确的设计取舍：
· OSPF：默认注入明细 → 不会次优，代价是区域内 LSDB 大
· IS-IS：默认只给一位 ATT → LSDB 小得多，代价是可能次优

IS-IS 选了「更省」，然后用路由泄露作为按需补救的手段。
在骨干网那种规模下，这个取舍是合理的 —— 但你得知道它的代价在哪。

实验重点

• ★ L1 只有一条默认路由出区域，指向最近的 ATT 路由器
• ★ 「离我最近的出口」≠「去目的地最优的出口」→ 次优路由
• ATT 位只说「我连着骨干」，不说「从我这儿多远」
• 解法：路由泄露（RFC 2966）。代价是 L1 的 LSDB 变大
• OSPF 没这个问题（ABR 注入 Type-3），这是一次明确的设计取舍

第 5 课 · DIS 和伪节点（对比 DR/BDR）

进阶 · 约 12 分钟

本课目标：广播网上的选举。三处和 OSPF 不同，每一处都有理由。

为什么需要选一个代表

N 台设备接在一个以太网上，如果互相直接通告邻接关系，LSDB 里会有 N×(N−1) 条关系。

解法是选一个代表，把整个网段抽象成一个虚拟节点，每台设备只通告「我连到这个虚拟节点」→ 降到 N 条。

· OSPF 叫 DR，虚拟节点体现为 Network LSA
· IS-IS 叫 DIS，虚拟节点叫 伪节点（pseudonode），由 DIS 生成一条伪节点 LSP

思路完全一样。注意伪节点到各成员的 cost 都是 0 ——网段本身不该增加开销。

★ 三处和 DR/BDR 不同

① DIS 可以被抢占
　优先级更高的设备上线会顶掉现任 DIS。
　OSPF 的 DR 一旦选出就不让位（除非它挂了）—— 为了避免不必要的震荡。
　IS-IS 选了「结果可预测」：谁优先级高就该是谁，不管谁先来。

② 没有 BDR
　IS-IS 认为 DIS 切换足够快，不需要预备。
　快在哪：DIS 发 IIH 的间隔是普通路由器的 1/3（3.3 秒 vs 10 秒），所以它挂了能更快被发现。

③ 优先级 0 也参选
　OSPF 里优先级 0 表示「我放弃选举」；IS-IS 里 0 只是个很小的优先级。
　想让某台设备别当 DIS，只能把别人调高。

选举规则：优先级大的赢，相同则 System ID 大的赢。

动手：看抢占

去拓扑与邻接页加载「DIS 选举与抢占」场景。四台设备在一个广播网上，R3 的优先级是 90，其余是 64 → R3 是 DIS。

然后把 R4 的优先级改成 100，再看一次 —— DIS 变成了 R4。这在 OSPF 里不会发生。

★ 顺便看看 LSDB 页里那条伪节点 LSP：LSP-ID 的伪节点号是 01 而不是 00，这就是区分它和普通 LSP 的方法。

现网实践：干脆别用广播网

两台设备之间的以太网互联，通常手工配成点对点：

interface GigabitEthernet0/0/1
 isis circuit-type p2p

好处：不选 DIS、不生成伪节点 → 邻接建立更快、LSDB 更小、少一类故障。

只有真的多台设备接在同一个交换网段上时才让它保持广播类型。

实验重点

• DIS 和 DR 思路一样：把网段抽象成一个虚拟节点，关系数从 N² 降到 N
• ★ 三处不同：DIS 可抢占 / 没有 BDR / 优先级 0 也参选
• DIS 的 Hello 间隔是普通路由器的 1/3，所以切换快
• 伪节点 LSP 的伪节点号非 00；到各成员 cost 都是 0
• 现网实践：两台设备互联的以太网配成 p2p

第 6 课 · 窄度量 63 的坑 + 骨干不连续

排障 · 约 12 分钟

本课目标：两个必须知道的默认值陷阱。

★ 窄度量：接口 cost 上限 63

IS-IS 默认是窄度量，接口 cost 字段只有 6 bit → 最大 63，整条路径累加上限 1023。

后果很实在：
· cost 只能在 1~63 取值，没法按带宽合理拉开差距
· 不支持流量工程 —— TE 需要的子 TLV 装不进窄度量

★ 这和 EIGRP 的经典度量卡在 10 Gbps 是同一类问题：协议诞生时字段留窄了，后来只能靠扩展补救。

解法是 cost-style wide，cost 扩展到 24 bit。
MPLS-TE、Segment Routing、IPv6 都要求宽度量。

⚠️ 切换宽度量有个坑

窄度量和宽度量的路由器算路时互相看不见对方的度量。

所以直接全网改成 wide，在切换窗口里会丢路由。正确姿势：

① 全网先改成 cost-style compatible   # 同时发两种、都能收
② 确认全网都收敛了
③ 再全网改成 cost-style wide

这是个典型的「协议升级要留兼容窗口」案例。

★ 骨干不连续：比 OSPF 隐蔽得多

IS-IS 的骨干是「所有 L2 路由器构成的连续集合」，没有编号。

好处是灵活：骨干形状随拓扑长，不需要谁去规划一个 area 0。
代价是断了不会有任何报错：

· OSPF：至少有「area 0」这个明确概念，谁没连到 area 0 一眼能看出来，还有虚链路这种明确的补救手段
· IS-IS：骨干裂成两半时，两边各自都觉得自己好好的，只是区域间路由不通 —— 你只能自己检查 L2 邻接的连续性

所以关键位置的 L2 链路一定要做冗余。

实验重点

• ★ 窄度量接口 cost 上限 63，路径上限 1023，且不支持 TE
• 切宽度量要先过渡到 compatible，直接切会丢路由
• ★ 骨干 = 所有 L2 路由器的连续集合，没有编号，断了不报错
• 关键位置的 L2 链路要做冗余