ISIS(Intermediate System to Intermediate System)和OSPF(Open Shortest Path First)是两种在计算机网络中广泛使用的链路状态路由协议。它们都用于在网络设备之间交换路由信息,以实现网络层的连通性。下面将详细介绍这两种协议的主要知识点和它们之间的比较。
ISIS和OSPF在网络拓扑类型上有不同的定义。ISIS仅定义了broadcast和general topology两种类型,而Cisco路由器中链路则分为point-to-point和broadcast。相比之下,OSPF定义了point-to-point、point-to-multipoint、broadcast、NBMA(Non-Broadcast Multi-Access)以及virtual links五种网络类型。这种差异意味着OSPF能够支持更复杂的网络设计和更多样的网络环境。
在协议结构上,两种协议都维护一个链路状态数据库(Link State Database)。ISIS使用的是链路状态PDU(LSP),而OSPF使用的是链路状态通告(LSA)。值得注意的是,LSP自身就是一个数据报,而LSA则需要被封装在OSPF报头和IP报头内。
在路由计算上,两者都采用SPF(Shortest Path First)算法来计算路由。对于ISIS来说,在域内(intra-area)运行Level 1 SPF计算路由,在域间(inter-area)运行Level 2 SPF计算路由;而OSPF则在域内运行SPF计算路由,在域间使用距离向量算法(distance vector algorithm)来计算路由。
ISIS和OSPF都使用域(area)概念来建立两层分级的网络拓扑结构。然而,ISIS的骨干不是特定的一个域,而是由连续的Level 2路由器组成,域边界位于路由器之间的链路上。而OSPF的骨干必须有且必须是area 0,域边界是在路由器上。ISIS的两层分级的网络拓扑结构不是必须的,网络可以完全由Level 1路由器或完全由Level 2路由器构成。而OSPF中必须有area 0,并且可以只有一个area,但必须是area 0。
特性方面,ISIS的路由器最多能有3个域地址(area addresses),这对于域间传输很有用。两种协议作为无类路由协议,都会在area间进行汇总(summary)。
在网络错误处理方面,ISIS中任何一个路由器都能丢弃(purge)corrupted LSP,而OSPF中只有corrupted LSA的发送者(originator)才能丢弃它。
在网络建立邻接(adjacency)关系上,ISIS和OSPF在广播网络中都要建立adjacency关系,但过程和条件有所不同。例如,ISIS仅要求neighbor的Hello数据报中有你的identity即可建立关系,而OSPF则需要一个更为复杂的阶段过程。此外,ISIS邻居会建立adjacency关系,即使Hello-intervals或Hello multipliers不同;而OSPF邻居则不会,如果这些参数不同则不会建立adjacency关系。
在网络选举设计上,ISIS的DIS(Designated Intermediate System)是动态选择的,即若新的路由器有更高优先级或更大的地址加入网络,则成为新的DIS。相比之下,OSPF的DR(Designated Router)相对稳定,只要DR没有down掉,DR就保持其地位。此外,ISIS的DIS不需要与其neighbors同步(synchronize),而OSPF的DR/BDR则通过单播传送DDP(Database Description Packets)的方式与其他路由器同步。
认证方面,ISIS仅支持简单认证,而OSPF支持简单认证和MD5认证,这提供了更强的安全性。
ISIS的L1/L2路由器不会向L1路由器发布L2路由,L1路由器就像OSPF中的完全端域(totally stubby area)。这一点在ISIS配置中尤为重要。
综合上述内容,我们可以看出ISIS和OSPF各有优劣,并且它们在网络设计和使用场景上有所差异。OSPF相对更适合复杂的多区域网络设计,而ISIS则以其灵活性和简单性在某些环境下具有优势。掌握这两种协议的原理和差异对于网络工程师来说是非常重要的。