پروتکل مسیریابی IS-IS چیست و چگونه کار می کند؟

روتینگ پروتکل IS-IS چیست؟

پروتکل مسیریابی IS-IS یکی از خانواده پروتکل های مسیریابی IP است و یک پروتکل Interior Gateway Protocol (IGP) برای اینترنت است که برای توزیع اطلاعات مسیریابی IP در سراسر یک Autonomous System (AS) در یک شبکه IP استفاده می شود. همانطور که گفته شد IS-IS پروتکلی IGP است که بر اساس Dijkstra Algoritm عمل می کند. اگر در شبکه Enterprise بخواهیم پروتکل مناسبی با قابلیت های پیشرفته انتخاب کنیم سراغ OSPF می رویم اما برای سرویس دهنده ها IS-IS را انتخاب می کنیم.

البته توجه داشته باشید که انتخاب تکنولوژی بر اساس مشخصه های متنوعی نظیر بررسی نیازها، محیط، کاربرد، هزینه و سیاست ها صورت می گیرد. این پروتکل بالاتر از لایه دو عمل می کند و کاملا Protocol Independent است و برای انتقال و آپدیت کردن نیازی به IP ندارد. این پروتکل از آدرس هایی به نام NSAP یا NET استفاده می کند. لازم به ذکر است که به آپدیت ها و اطلاعات در IS-IS، LSP گفته می شود.

IS-IS یک پروتکل مسیریابی link-state است، به این معنی که روترها اطلاعات توپولوژی را با نزدیکترین همسایگان خود مبادله می کنند. اطلاعات توپولوژی در سراسر AS پخش می شود، به طوری که هر روتر درون AS یک تصویر کامل از توپولوژی AS دارد. بنابراین، در یک پروتکل مسیریابی link-state، آدرس هاپ بعدی که داده ها به آن ارسال می شوند با انتخاب بهترین مسیر انتهایی به مقصد نهایی تعیین می شود.

پروتکل مسیریابی ISIS در اصل به عنوان یک پروتکل مسیریابی برای CLNP طراحی شده بود، اما شامل مسیریابی IP نیز شد. گاهی اوقات از نسخه توسعه یافته به عنوان IS-IS یکپارچه یاد می شود.

تاریخچه پروتکل مسیریابی IS-IS:

این پروتکل در دهه 80 توسط شرکت Digital Equipment یا DEC به عنوان پروتکل مسیریابی برای ISO ارائه شده که توسط GOISP برای استفاده دولتی اشاعه یافت. امروزه پروتکل محبوب IS-IS به عنوان راه حلی برای سرویس دهندگان جهت IP routing درون Core شبکه استفاده می شود که بی نیاز از IP عمل می کند.

هر روتر IS-IS اطلاعات مربوط به وضعیت محلی خود (اینترفیس های قابل استفاده و همسایگان قابل دسترسی و هزینه استفاده از هر رابط) را با استفاده از پیغام Link State PDU (LSP) به سایر روترها توزیع می کند. هر روتر از پیامهای دریافتی برای ایجاد یک پایگاه داده یکسان که توپولوژی AS را توصیف می کند، استفاده می کند.

بیشتر بخوانید: انواع پروتکل مسیریابی و کاربرد آن در شبکه

نحوه عملکرد پروتکل IS-IS:

پروتکل IS-IS به جای IP از CLNP استفاده می کند. به صورت پیش فرض، متریک همه Interface ها برابر با 10 است. قابلیت VLSM و Subnetting با سایز متغیر را پشتیبانی می کند. روت های IS-IS با داشتن Administrative Distance برابر 115 بهتر از روت های RIP با AD=120 هستند. قابلیت Authentication را به صورت Clear Text ساپورت می کند. پروتکل IS-IS می تواند در آپدیت های خود تنها تغییرات (Partial Update) را ارسال می کند.

تفاوت ها و شباهت های IS-IS با OSPF:

ـ شباهت ISIS با OSPF:

• هر دو پروتکلی پویا برای Interior Routing هستند که بر مبنای الگوریتم SPF و به صورت Link State عمل می کنند.
• هر دو از الگوریتم Dijkstra برای پیدا کردن کوتاه ترین مسیر SPF استفاده می کنند.
• هر دو پروتکل از دو سطح، مرتبه لایه یا شاخه برای تشکیل توپولوژی بهره می برند که به صورت متمرکز لایه Backbone نواحی را به هم متصل می کند.
• مبنای کار هر دو پروتکل بر گایه Hello Message است.

ـ تفاوت ISIS با OSPF:

• به اطلاعات OSPF درون Update یا LSU، که LSA گفته می شود و آپدیت های IS-IS که LSP نام دارد.
• بر خلاف OSPF که انواع متعددی LSA دارند، در IS-IS تنها دو نوع LSP وجود دارد که شامل L1 و L2 می باشد.
• IS-IS مشابه OSPF به ازای دریافت LSP، یک ACK ارسال می شود با این تفاوت که حتی اگر LSP نامفهوم باشد، آن را به بقیه Flood می کند. به کمک این مزیت پیاده سازی IPv4 روی IS-IS به سادگی انجام شد در حالیکه OSPF برای پیاده سازی IPv6 به مشکل خورد و نسخه OSPFV3 ایجاد گردید.
• در IS-IS همه همسایگان در یک رسانه نظیر اترنت با هم Adjacent می شوند، اما LSP ها از طرف DIS فرستاده می شوندکه در واقع از طرف Pseudo-node ارسال می گردد.

بیشتر بخوانید: OSPF چیست؟

سلسله مراتب در پروتکل مسیریابی IS-IS:

• در IS-IS دو نوع Area وجود دارد که شامل L1 و L2
• و سه نوع روتر وجود دارد به نام های L1 IS، L2 IS و L3 IS

روتر L1 مشابه یک Stub Router در OSPF است که تنها از ناحیه خود خبر دارد و از بیرون آن هیچ نمی داند. در نتیجه یک Default Router به روتر L1/L2 به آن متصل است. این روتر در واقع Area Border Router است که ناحیه را به Backbone یعنی L2 متصل می کند. به طور کلی نقش یک روتر سیسکو به صورت پیش فرض Lever 1/2 IS می باشد. روتر L2 روتری است که در Backbone یا ناحیه L2 قرار دارد و کار Inter-Area Routing را درست مثل Backbone Internal Router در OSPF انجام می دهد. این روتر فقط با L2 ها سلام می کند و ارتباط برقرار می کند.

انواع بین IS ها:

برای اینکه دو روتر همسایه با هم Adjacent شوند به Hello Message نیاز است. این سلام تنها بین دو روتر هم سطح رد و بدل می شود که شامل قوانین زیر می شود:

• تنها دو روتر هم سطح با هم Adjacent می شوند.
• باید دو روتر L1 برای Adjacent شدن در یک Area باشند.
• اگر Authentication تنظیم شده باشد باید بین همسایگان یکسان باشد.
• MTU روی Interface هر دو روتر یکسان باشد.

ـ ارتباط روی لینک Point to Point:

• Hello Timer برابر با 10 ثانیه و Hold Time هم برابر 30 ثانیه است.
• ارتباط و Sync شدن همسایگان به وسیله CSNP برقرار می شود.
• CSNP حاوی اطلاعات کامل لینک هاست.

ـ ارتباط در شبکه NBMA:

با اینکه این ارتباط Multi-Access است اما به خاطر مشکلات حاصل از فقدان ذاتی Broadcast در این نوع ارتباط پیشنهاد می شود ارتباط همسایگی به صورت یک ارتباط P2P تنظیم گردد.

ـ ارتباط در شبکه Broadcast:

• هر روتر در این شبکه به عنوان یک Interface برای یک روتر مجازی یا Pseudonode دیده می شود.
• کل سگمنت LAN در نقش یک ورتر و هر روتر به صورت Interface آن ظاهر می شود.
• برای انیکه از سلامت DIS مطمئن باشیم، هر 10 ثانیه 3 بار Hello ارسامل می کند یهنی سه برابر بقیه هر 3 ثانیه یک بار.

DIS چیست؟

DIS مخف Designated IS می باشد. مشابه OSPF در رسانه Multi-Access، در IS-IS به یک نماینده از طرف همسایگان نیاز داریم تا مسئول پخش Update ها شود. در حالیکه در یک ارتباط Point to Point  نیازی به DIS یا Designated نیست.

نکاتی مهم در مورد DIS:

• برخلاف OSPF خبری از BDR نیست.
• انتخاب DIS بر اساس اولویت صورت می گیرد.
• اولویت مجاز از 0 تا 127 و Default Priority برابر 64 است.
• هرگز یک IS با اولویت صفر نمی تواند DIS شود.
• اگر یک IS با اولویت بالاتر به رسانه متصل شود، در جا DIS می شود.
• در صورت برابری اولویت، بالاترین آدرس MAC انتخاب می شود، به آدرس لایه دو آن SNPA می گوییم.
• از آنجا که L1 ها با هم Adjacency دارند و L2 ها با یکدیگر، پس در یک رسانه Broadcast یک DIS برای سطح L1 و یک DIS برای سطح L2 انتخاب می شود که ممکن است یک IS باشد.
• تمام IS ها با هم Adjacent می شوند و DIS تنها مسئول پخش LSP هاست.
• DIS هر 10 ثانیه CSNP ارسال می کند تا همه از SYNC بودن Database خود مطمئن شوند.
• DIS در زمان دریافت LSP به بقیه Acknowledge می فرستد.

این تصویر یک شبکه Ethernet با 5 روتر را نشان می دهد که در انی بین با توجه به L1 و L2 بودن Adjacency ها، دو DIS یکی بین L1 ها و دیگری بین L2 ها نتخاب می گردد. نحوه Adjacency ها بین IS ها در تصویر نشاند دهده شده است.

جهت اطلاع:

پس از پیدایش پروتکل OSPF و استفاده همه گیر از این پروتکل، استفاده از پروتکل IS-IS منسوخ شده و همچنین مفاهیم آن نیز از سرفصل های دوره CCIE حذف شده است. بنابراین ما در این مقاله سعی کردیم تا شما را به صورت مختصر با این پروتکل آشنا نماییم.