前文我們了解了IS-IS的報文結構和類型相關話題，回顧請參考https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/15260670.html；今天我們來聊一聊IS-IS建立鄰居、同步LSDB數據庫和拓撲計算及路由形成相關話題；
IS-IS動態路由協議的工作流程和OSPF工作流程大致一樣；都是先發送Hello包，通過hello包建立鄰居，在鄰居建立完成以后，同步LSDB數據庫、計算拓撲和路由；細微的差別在於IS-IS整個建立鄰居的過程沒有OSPF那么復雜，相對來說IS-IS更為簡單，所以IS-IS建立鄰居時，速度要比OSPF快很多；其次在同步LSDB數據時，對於IS-IS來說，它沒有什么特殊區域，所以IS-IS中同步數據庫就發送CSNP、PSNP和LSP這三種包就能把LSDB數據庫同步完成；沒有OSPF里有123457類LSA復雜；由於采用拓撲與網絡分離的算法，路由收斂速度較快；
IS-IS鄰居建立過程
點到點環境鄰居建立過程
提示：在早期ISO10589標准中，點到點網絡環境中，IS-IS建立鄰居只需要兩次握手，即只要收到對方發送的Hello包，那么對應路由器就會認為對方是自己的鄰居；對應鄰居狀態就會變為up；其實兩次握手建立鄰居不是很精准，比如A可以向B發送hello包，那么B收到A的hello包以后，對應就會把A當作B的鄰居，但是B不能向A發送hello包，同時A也收不到B發送的Hello包，此時就產生了單向鄰居；所以為了解決這樣的問題，在RFC3373定義P2P三次握手機制；三次握手的機制和OSPF建立鄰居的過程一樣，只要在對應hello包里看到鄰居字段是自己，對應路由器才認為對方才是和自己是鄰居；
提示：在鄰居建立初期，RTA發送的hello包里，鄰居的字段為空，因為此時RTA沒有任何鄰居；當RTB收到RTA的hello包以后，對應RTB就會發送hello包，里面鄰居字段會置為RTA的mac，對應鄰居狀態變為init狀態，表示我有一個鄰居是RTA；此時RTA收到RTB發送的hello包以后，看到里面鄰居字段是自己，此時RTA和RTB建立鄰居，其鄰居狀態為up；然后RTA會再次發送hello包，此時的hello包里鄰居字段會置為RTB的mac，表示我有一個鄰居是RTB，此時RTB收到RTA發送的hello包，它會和RTA建立鄰居，並且對應鄰居狀態為up；經過三次數據包的交互，最終RTA和RTB建立鄰居且鄰居狀態為up狀態；對於廣播類型網絡的鄰居關系必須是三次握手；當鄰居建立完成以后，后續就是選舉DIS（偽節點）類似ospf中的DR；選舉DIS會持續兩個hello的時間間隔；
IS-IS鄰居hello報文
提示：IS-IS目前只支持點到點和廣播類型網絡；對於點到點網絡類型，對應hello包類型為p2p IIH，如果在對應接口為PPP封裝的點到點環境中，hello包發送沒有用到mac地址，其原因是接口為ppp封裝的二層不用mac地址；對於接口類型broadcast，在對應接口下把isis鏈路修改為p2p網絡類型環境中，對應hello包目標mac是一個組播mac地址，其地址為09:00:2b:00:00:05；對於廣播類型網絡中，hello包的類型有兩種，分別是L1 LAN IIH 和L2 LAN IIH；對於L1的hello包，其組播mac地址為01:80:C2:00:00:14；L2的hello包，其組播mac地址為01:80:C2:00:00:14；
實驗：如下拓撲，配置isis
R1的配置
sys sys R1 int g0/0/0 ip add 12.0.0.1 24 isis 1 net 20.0000.0000.0001.00 is-le level-1 int g0/0/0 isis en 1 isis circuit-type p2p
R2的配置
sys sys R2 int g0/0/0 ip add 12.0.0.2 24 isis 1 net 20.0000.0000.0002.00 is-le level-1 int g0/0/0 isis en 1 isis circuit-type p2p
在R1或R2上抓包，看看對應hello包類型以及對應hello包發送的目標mac地址是多少？
提示：可以看到鏈路類型為p2p網絡環境中，對應hello包類型為P2P HELLO，對應hello包發送的目標mac地址為09:00:2b:00:00:05；
更改R1鏈路類型為broadcast
提示：接口為broadcast類型默認鏈路類型為廣播網絡，所以我們直接刪除更改鏈路為p2p的配置即可；可以看到當我們把R1的更改鏈路為p2p的配置刪除以后，對應R1和R2的鄰居就down了；原因是此時R1和R2發送的hello包類型不同，hello包類型不同是不能建立鄰居的；
在R1上抓包，看看此時R1發送的hello包類型以及目標mac地址？
提示：可以看到R1發送的hello包類型為L1 hello，因為R1此時的路由器類型為L1；對應R2還是發送的P2P hello，所以R1和R2此時hello包類型不同，不能建立鄰居關系；對應R1發送hello包的目標mac地址為01:80:C2:00:00:14；
更改R1的路由器類型為L2，看看對應hello包類型和目標mac會變成什么？
在R1上抓包，看看對應hello包類型和目標mac地址
提示：可以看到此時R1發送的hello包類型為L2 HELLO，對應目標mac為01:80:C2:00:00:15；
更改R1路由器類型為L1-2，看看對應hello包的類型以及目標mac地址
提示：華為路由器默認路由器類型為L1-2，所以我們配置路由器類型為L1-2在對應進程下是看不到配置，一般情況看不我們配置的內容，表示配置的配置是默認配置；
在R1上抓包，看看對應R1會這樣發送hello包？對應目標mac會是多少呢？
提示：更改R1路由器類型為L1-2以后，對應R1會同時發送L1 和L2的hello包，對應L1類型hello包的目標mac地址為01:80:C2:00:00:14，對應L2類型的hello包目標mac地址為01:80:C2:00:00:15；
更改R2的鏈路類型為broadcast，看看和R1是否能建立鄰居？
驗證：在R2上查看鄰居關系
提示：可以看到，此時R2和R1建立起L1類型鄰居；
抓包查看對應鄰居建立過程
提示：可以看到在開始R2發送的hello包和R1發送的hello里對應都沒有鄰居字段，表示鄰居為空；后續當R1收到R2發送的L1 hello包以后，對應R1再次發送的hello包里就有了鄰居字段，對應值為R2的mac地址；當R2收到R1發送鄰居是自己的hello包以后，對應R2發送的hello包，對應鄰居字段信息就置為R1的mac，此時R1收到R2發送hello包里看到對應鄰居是自己，所以R1和R2建立起L1的鄰居，並且對應鄰居狀態都為Up；這里需要注意一點，鄰居字段只有在廣播網絡類型的環境中才有的字段，p2p環境中是沒有鄰居字段的，抓包看不到；
IS-IS鄰居建立條件
1、只有同一層次的相鄰路由器才有可能成為鄰居；所謂同一層次是指L1和L1是同一層次；L2和L2是同一層次；L1-2和L1-2是一個層次；不同層次出L1-2以外，L1和L2是不能建立鄰居；
2、對於L1的路由器來說，區域號必須一致；即必須在同一個區域的L1或L1-2的路由器才能建立L1類型的鄰居；
3、鏈路兩端IS-IS接口的網絡類型必須一致；這個我們在上面的實驗中也看到了，對應接口網絡類型不一致，對應hello包類型就不一致，hello包類型不一致，對應鄰居就建立不起來；
4、鏈路兩端IS-IS接口的地址必須處於同一網段；這個要求只是針對廣播網絡環境，對於P2P網絡環境沒有要求，但一般情況下不管在廣播網絡環境還是p2p網絡環境，建議接口地址都配置為同一網段；
IS-IS同步LSDB數據庫
P2P網絡環境LSDB同步過程
提示：在P2P鏈路上，鏈鋸建立完成以后，對應就是同步LSDB數據庫；首先RTA或RTB都會發送一條CSNP包，這個包的主要作用是描述對應路由器上的路由信息，類似OSPF里的DD包（數據庫摘要信息）；對應數據庫收到對端發送的csnp包以后，就會和自身LSDB進行對比，如果對應CSNP包里的描述和自己的LSDB一樣，此時RTB或RTA不會發送psnp,psnp類似ospf里的LSR和LSACK的作用；如果對應和自己LSDB數據不一樣，此時RTA或RTB就會像對放發送PSNP，意思就是告訴對方把自己沒有的鏈路狀況發送過來；當對方收到對應路由器發送的PSNP包以后，對應路由器會發送LSP，LSP就類似ospf里的LSU，此時發送LSP包的路由器就會等待對方發送PSNP包來確認，如果在5秒鍾對應路由器沒有收到PSNP包，此時對應路由器會認為對方沒有收到它發送的LSP，此時原發送LSP路由器會重新向對應路由器發送LSP，直到收到對應路由器回應psnp包；在點到點的網絡中CSNP報文只會發送一次，即鄰居建立后立即發送，后續不會再發送CSNP，只會發送LSP和PSNP；如下
提示：可以看到CSNP包在點到點網絡中，只有在鄰居建立以后發送一次，后續就沒有CSNP包；
廣播網絡環境LSDB同步過程
提示：在廣播網絡環境中，首先個路由器會發送LSP包向DIS請求CSNP包；DIS收到各路由器的LSP包以后，會發送CSNP包，對應各路由器收到CSNP包以后，會對應自己的LSDB數據庫，然后根據差別請求發送PSNP包進行向dis請求差別部分鏈路狀態信息；DIS收到PSNP包以后，發送LSP包給對應路由器；當所有路由器都同步網LSDB數據庫以后，dis會周期性的發送CSNP，默認時間是10秒；
實驗：如下拓撲，配置IS-IS
R1的配置
sys sys R1 int g0/0/0 ip add 172.16.11.1 24 int lo 1 ip add 1.1.1.1 32 isis 1 net 11.0000.0000.0001.00 is-le level-1 int g0/0/0 isis en 1 int lo 1 isis en 1
R2的配置
sys sys R2 int g0/0/0 ip add 172.16.11.2 24 int lo 1 ip add 2.2.2.2 32 isis 1 net 11.0000.0000.0002.00 is-le level-1 int g0/0/0 isis en 1 int lo 1 isis en 1
R3的配置
sys sys R3 int g0/0/0 ip add 172.16.11.3 24 int lo 1 ip add 3.3.3.3 32 isis 1 net 11.0000.0000.0003.00 is-le level-1 int g0/0/0 isis en 1 int lo 1 isis en 1
在R1或R2或R3上抓包，看看對應LSDB同步過程
提示：我們在R1的g0/0/0接口抓包，首先看到各路由器先各自發送自己的更新LSP包，隨后R3發送了一條CSNP包（從這里可以知道對應dis是R3的g0/0/0口），隨后再是由R2發送PSNP包向R3請求R1和R3上的鏈路狀態；隨后R3發送相應鏈路狀態的LSP包給R2；對應R3發送R1的LSP包里可以看到對應ip地址為1.1.1.1；對應R3發送R3的LSP包里可以看到對應ip地址為3.3.3.3；通過上述過程R2就把R1和R3的LSDB同步到自己的LSDB數據庫中，后續就根據同步后的LSDB計算拓撲和路由；
驗證：在R2上查看lsdb數據，看看對應是否同步了R1和R3上的鏈路狀態信息？
提示：可以看到對應R2的LSDB中同步了R1和R3的相關LSP；
驗證：在R3上查看g0/0/0是否是DIS?
提示：可以看到在對應R3的g0/0/0口就是對應L1類型的DIS（偽節點）；從上面的實驗可以看到，CSNP都是由DIS發出；其他非DIS都是向DIS發送LSP更新和PSNP請求，然后由DIS在向其他非DIS發送LSP更新；即LSDB數據庫同步都是和DIS進行同步，所以對於不同類型的路由器，對應建立LSDB數據庫也有所不同；原因是DIS分L1類型DIS和L2類型DIS；
驗證：在R1上抓包看看對應CSNP包是否是每10秒發送一次？
提示：可以看到對應PSNP包默認會每10秒由DIS發送一次；
IS-IS LSP比較規則
提示：在路由器收到一條LSP更新以后，首先它會對比和自己LSDB中對應LSP的序列號，如果收到的序列號大，此時路由器會將對應LSP更新到自己的LSDB數據庫，然后再向其他鄰居發送LSP更新；如果收到的LSP序列號小，此時收到LSP包的路由器會把自己對應LSP發送給對方；如果收到的LSP序列號和自己LSDB中對應LSP序列號一樣，此時路由器會對比LSP中Remaining Lifetime字段的大小，還是遵循上述原則，如果收到的LSP中Remaining Lifetime字段比自己LSDB中Remaining Lifetime字段要大，此時路由器會把對應LSP更新到自己的lsdb中，然后再向其他鄰居發送LSP更新；如果收到LSP包中Remaining Lifetime字段要比自己LSDB中對應LSP中Remaining Lifetime的值要小，此時收到LSP更新的路由器會將自己lsdb中對應LSP發送給對方；如果Remaining Lifetime相同，此時路由器會對比對應LSP中checksum字段的值；還是遵循上述規則，如果比自己大就更新到自己LSDB數據庫中，如果比自己小，就把自己的LSP發送給對方，如果LSP的序列號，Remaining Lifetime，checksum都和自己LSDB中對應LSP一樣，此時路由器會丟棄該LSP，它會認為兩個LSP一模一樣，沒有必要更新；
IS-IS拓撲計算與路由的形成
提示：IS-IS拓撲計算和路由的形成過程和ospf一樣，都是先通過hello包建立鄰居，然后同步LSDB數據庫，最后計算拓撲和路由；在IS-IS中鄰居關系建立主要通過Hello包交互並協商各種參數，包括鏈路類型（L1或者L2），hold time，網絡類型，支持協議，區域號，系統ID， PDU長度接口ip等；在同步LSDB數據庫時，與ospf不同，ISIS交互鏈路狀態的基本載體不是LSA，而是LSP；交互過程沒有OSPF協議那樣經歷多個階段，主要是通過CSNP和PSNP兩種報文來同步，請求和確認鏈路狀態信息（承載鏈路狀態信息摘要）；而鏈路狀態信息的詳細拓撲和路由信息由LSP報文傳遞；路由計算和OSPF一樣，都是通過LSDB數據庫中的內容結合SPF算法進行計算；當ISIS算法分離了拓撲結構和ip網段，加快了網絡收斂速度；
IS-IS路由算法
提示：IS-IS在本區域內路由器第一次啟動的時候執行的是Full-SPF算法；后續收到LSP更新，如果是部分拓撲的變化執行的是iSPF（Incremental SPF，增強SPF算法）計算；如果只是路由信息變化，執行的就是PRC（Partial Route Calculate，部分路由計算算法）計算，PRC用來處理網絡拓撲不變而路由信息發生改變的情況，而ISPF用來處理網絡拓撲結構（最短路徑樹的結構）發生改變的情況；由於采用拓撲與網絡分離的算法，路由收斂速度較快；