O IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) é um protocolo de roteamento de estado de link, originalmente projetado pela ISO para redes CLNS. Posteriormente, foi adaptado para redes IP e é amplamente utilizado em grandes redes de provedores de serviço e corporativas. Semelhante ao OSPF, o IS-IS é um protocolo de gateway interno (IGP) adequado para domínios de roteamento de grande escala.
Conceitos Fundamentais do IS-IS
IS (Intermediate System): Refere-se a um roteador, denominado sistema intermediário no IS-IS.
ES (End System): Refere-se a dispositivos terminais, como computadores e servidores.
LSP (Link State PDU): Unidade de dados de protocolo de estado de link, usada para transportar informações de roteamento.
LSDB (Link State Database): Banco de dados de estado de link, armazena informações completas sobre a topologia da rede.
NSAP (Network Service Access Point): Endereço de acesso ao serviço de rede, identifica um dispositivo na camada de rede.
TLV (Type-Length-Value): Um formato de codificação de dados para transportar diferentes tipos de informações de roteamento.
Princípio de Operação do IS-IS
① Descoberta de Vizinhos: Roteadores IS-IS descobrem e estabelecem relacionamentos com vizinhos diretamente conectados enviando PDUs de Hello.
1) PDU de Hello: Enviada periodicamente em cada interface IS-IS para descobrir e manter relacionamentos de vizinhança.
2) Estabelecimento do relacionamento: Um relacionamento é formado quando um roteador recebe uma PDU de Hello com informações de configuração compatíveis (como ID de área e tipo de interface).
② Anúncios de Estado de Link (LSPs): Os roteadores geram LSPs descrevendo seu estado de link e os propagam por inundação em todo o domínio de roteamento.
1) Conteúdo do LSP: Inclui o identificador do roteador, vizinhos conectados diretamente e o custo dos links.
2) Inundação do LSP: Os LSPs são distribuídos por inundação para todos os roteadores na rede. Cada roteador encaminha novos LSPs para todos os seus outros vizinhos.
③ Sincronização do Banco de Dados: Os roteadores recebem e armazenam todos os LSPs, formando o LSDB.
1) Sincronização: Garante a consistência do LSDB em todos os roteadores através da troca de LSPs. Se um roteador perceber LSPs faltando, os solicita a outros.
2) Atualização do LSDB: Quando a topologia da rede muda, os LSPs correspondentes são atualizados e propagados novamente por inundação.
④ Cálculo de Caminho: O algoritmo SPF (Shortest Path First) é executado com base no LSDB para calcular o caminho mais curto para cada destino.
1) Algoritmo SPF: Utiliza as informações do LSDB para calcular o caminho mais curto para cada nó da rede. Este processo é frequentemente referido como algoritmo de Dijkstra.
2) Árvore de caminhos: Cada roteador gera uma árvore de caminho mais curto descrevendo as rotas ótimas para todos os outros roteadores.
⑤ Atualização de Roteamento: A tabela de roteamento é atualizada com base nos cálculos, e as informações do melhor caminho são aplicadas no encaminhamento de dados.
1) Tabela de roteamento: Registra o próximo salto e o custo do caminho para cada rede de destino.
2) Encaminhamento de dados: Os pacotes são encaminhados com base na tabela de roteamento para o próximo salto apropriado.
Estrutura Hierárquica do IS-IS
O protocolo IS-IS emprega uma arquitetura hierárquica para gerenciar redes de grande escala, simplificando cálculos de roteamento, reduzindo o tamanho das tabelas e melhorando a escalabilidade. Ele suporta dois níveis de roteamento:
① Roteamento de Nível 1 (L1): Roteamanto dentro de uma área local, similar a uma área não-backbone no OSPF. Roteadores L1 trocam informações apenas com outros roteadores L1 dentro da mesma área.
② Roteamento de Nível 2 (L2): Roteamento entre diferentes áreas, similar à área backbone do OSPF. Roteadores L2 são responsáveis pela troca de informações de roteamento entre áreas.
③ Roteadores de Nível 1-2 (L1/L2): Participam simultaneamente do roteamento L1 e L2, servindo para conectar diferentes áreas.
Exemplo de Configuração
Considere uma topologia simples com dois roteadores, R1 e R2, conectados por uma rede Ethernet (172.16.1.0/24). Cada roteador possui uma rede interna (R1: 10.1.1.0/24; R2: 10.2.2.0/24). A seguir, a configuração do IS-IS para alcançar o roteamento entre eles.
1. Cisco
Configuração no R1
R1(config)# interface GigabitEthernet0/0
R1(config-if)# ip address 172.16.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)# no shutdown
R1(config)# interface GigabitEthernet0/1
R1(config-if)# ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)# no shutdown
R1(config)# router isis 2
R1(config-router)# net 49.0002.0000.0000.000A.00
R1(config-router)# exit
R1(config)# interface GigabitEthernet0/0
R1(config-if)# ip router isis 2
R1(config)# interface GigabitEthernet0/1
R1(config-if)# ip router isis 2
Configuração no R2
R2(config)# interface GigabitEthernet0/0
R2(config-if)# ip address 172.16.1.2 255.255.255.0
R2(config-if)# no shutdown
R2(config)# interface GigabitEthernet0/1
R2(config-if)# ip address 10.2.2.1 255.255.255.0
R2(config-if)# no shutdown
R2(config)# router isis 2
R2(config-router)# net 49.0002.0000.0000.000B.00
R2(config-router)# exit
R2(config)# interface GigabitEthernet0/0
R2(config-if)# ip router isis 2
R2(config)# interface GigabitEthernet0/1
R2(config-if)# ip router isis 2
Verificação da Configuração
R1# show isis neighbors
2. Huawei
[R1] interface GigabitEthernet0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0] ip address 172.16.1.1 255.255.255.0
[R1-GigabitEthernet0/0/0] undo shutdown
[R1-GigabitEthernet0/0/0] quit
[R1] isis 2
[R1-isis-2] network-entity 49.0002.1720.1600.1001.00
[R1-isis-2] quit
[R1] interface GigabitEthernet0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0] isis enable 2
[R1-GigabitEthernet0/0/0] quit
[R2] interface GigabitEthernet0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0] ip address 172.16.1.2 255.255.255.0
[R2-GigabitEthernet0/0/0] undo shutdown
[R2-GigabitEthernet0/0/0] quit
[R2] isis 2
[R2-isis-2] network-entity 49.0002.1720.1600.2001.00
[R2-isis-2] quit
[R2] interface GigabitEthernet0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0] isis enable 2
[R2-GigabitEthernet0/0/0] quit
[R1] display isis peer
H3C
<R1> system-view
[R1] interface GigabitEthernet1/0/1
[R1-GigabitEthernet1/0/1] ip address 172.16.1.1 255.255.255.0
[R1-GigabitEthernet1/0/1] undo shutdown
[R1-GigabitEthernet1/0/1] quit
[R1] isis 2
[R1-isis-2] network-entity 49.0002.1720.1600.1001.00
[R1-isis-2] quit
[R1] interface GigabitEthernet1/0/1
[R1-GigabitEthernet1/0/1] isis enable 2
[R1-GigabitEthernet1/0/1] quit
<R2> system-view
[R2] interface GigabitEthernet1/0/1
[R2-GigabitEthernet1/0/1] ip address 172.16.1.2 255.255.255.0
[R2-GigabitEthernet1/0/1] undo shutdown
[R2-GigabitEthernet1/0/1] quit
[R2] isis 2
[R2-isis-2] network-entity 49.0002.1720.1600.2001.00
[R2-isis-2] quit
[R2] interface GigabitEthernet1/0/1
[R2-GigabitEthernet1/0/1] isis enable 2
[R2-GigabitEthernet1/0/1] quit
[R1] display isis peer
Exemplo de Estrutura Hierárquica do IS-IS
Considere uma rede dividida em duas áreas (Área A e Área B) conectadas por um backbone. Os roteadores R1 e R2 estão na Área A, R3 e R4 na Área B, e R5/R6 são roteaodres de borda.
Área A
+------+ +------+ +------+
| R1 |----| R2 |----| R5 |
+------+ +------+ +------+
|
|
+------+
| R6 |
+------+
|
|
+------+ +------+ +------+
| R3 |----| R4 |----| R5 |
+------+ +------+ +------+
Área B
- R1 e R2 são roteadores L1, com conhecimento apenas das rotas dentro da Área A.
- R3 e R4 são roteadores L1, com conhecimanto apenas das rotas dentro da Área B.
- R5 e R6 são roteadores L1/L2, mantendo tabelas de roteamento L1 e L2 e podendo propagar informações entre as áreas.
A compreensão e configuração correta da arquitetura hierárquica do IS-IS são essenciais para o design e gerenciamento eficiente de redes de grande porte, garantindo a propagação adequada das informações de roteamento entre diferentes níveis e áreas.