ES-ES

El protocolo IS -IS (también escrito ISIS ) es un protocolo de puerta de enlace interior (IGP) de estado de enlace que se utiliza para intercambiar información de enrutamiento dentro de una red. Los enrutadores comparten información sobre la topología de la red para encontrar las rutas más eficientes para los datos. IS-IS se implementa normalmente dentro de un único sistema autónomo y se utiliza en grandes redes empresariales y de proveedores de servicios.

El protocolo IS-IS se define en ISO/IEC 10589:2002 ^{[ 2 ] [ 3 ]} como un estándar internacional dentro del diseño de referencia de interconexión de sistemas abiertos (OSI).

IS-IS es un protocolo de puerta de enlace interior , diseñado para su uso dentro de un dominio o red administrativa. Esto contrasta con los protocolos de puerta de enlace exterior , principalmente el Protocolo de puerta de enlace de frontera (BGP), que se utiliza para el enrutamiento entre sistemas autónomos . ^{[ 4 ]}

IS-IS es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace que opera mediante la difusión de información de estado de enlace a través de una red de enrutadores . Cada enrutador IS-IS crea su propia base de datos de estado de enlace (LSDB) recopilando la información de estado de enlace difundida por otros enrutadores. Al igual que OSPF , IS-IS utiliza el algoritmo de Dijkstra para calcular la mejor ruta a través de la red. Los paquetes ( datagramas ) se reenvían a sus destinos a lo largo de las rutas más cortas calculadas. ^{[ 5 ]}

IS-IS fue desarrollado por Digital Equipment Corporation como parte de la Fase V de DECnet. ^{[ 6 ]}

El Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF) publicó una especificación IS-IS en 1990 ^{[ 7 ]} , pero ese RFC fue posteriormente retirado y marcado como histórico ^{[ 8 ]} porque republicó un borrador en lugar de una versión final del estándar de la Organización Internacional de Normalización (ISO), lo que causó confusión.

El protocolo fue estandarizado por la ISO en 1992 como ISO 10589 para su uso entre sistemas intermedios, en lugar de sistemas finales o hosts. El propósito de IS-IS era posibilitar el enrutamiento de datagramas mediante la pila de protocolos OSI desarrollada por la ISO, denominada Servicio de Red en Modo Sin Conexión (CLNS). IS-IS se desarrolló aproximadamente al mismo tiempo que el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF) desarrollaba un protocolo similar llamado OSPF . Posteriormente, IS-IS se amplió para admitir el enrutamiento de datagramas en el Protocolo de Internet (IP), el protocolo de capa de red de Internet. Esta extensión se conoce como IS-IS Integrado . ^{[ 9 ]}

Para 2005, IS-IS se había convertido en el estándar de facto para las redes troncales de los grandes proveedores de servicios . ^{[ 10 ]}

La norma ISO IS-IS define su propia terminología para los componentes de red, algunos de los cuales difieren de los términos que se suelen encontrar en la industria.

• Sistema intermedio: Un enrutador
• Sistema Intermedio Designado: Un sistema intermedio seleccionado para representar a otros sistemas intermedios en un circuito compartido.
• Sistema final (ES): Un host o dispositivo que no participa en el enrutamiento.
• Circuito: Un dominio de difusión de capa 2. Como un enlace punto a punto o una LAN .
• Adyacencia: Un sistema de información vecino con el que un sistema de información intercambia información de enrutamiento.
• Tipo-longitud-valor (TLV): La información del estado del enlace se codifica en TLV y luego se empaqueta en uno o varios LSP. ^{[ 11 ]}
• PDU de estado de enlace (LSP): paquetes IS-IS utilizados para compartir información de estado de enlace. ^{[ 11 ]}

IS-IS opera tanto en enlaces de red de difusión (LAN) como en enlaces de red punto a punto. Se forman adyacencias entre enrutadores vecinos para intercambiar información de enrutamiento. ^{[ 6 ]}

IS-IS Hello PDU (IIH)

Las PDU de saludo IS-IS se intercambian periódicamente para establecer y mantener adyacencias. En redes de difusión, se elige un Sistema Intermedio Designado (DIS) en función de la prioridad de la interfaz y el ID del sistema. Este paquete de saludo se envía por separado para el Nivel 1 o el Nivel 2. Existen tres paquetes de saludo IS-IS, según el tipo de circuito.

• LAN L1 (PDU tipo 15)
• LAN L2 (PDU tipo 16)
• P2P (tipo de PDU 17). En los enlaces punto a punto, no hay paquetes hello separados por nivel como en los enlaces de difusión. A diferencia de OSPF, IS-IS no requiere intervalos hello coincidentes, aunque discrepancias significativas pueden afectar la estabilidad de la adyacencia.

Unidad de datos de estado de enlace (LSP)

Esto contiene la información de enrutamiento real. El LSP contiene una serie de campos llamados tipo-longitud-valores ( TLV ), que contienen los datos de enrutamiento. Cada LSP se identifica mediante un ID de LSP y consta de un ID de sistema , un ID de pseudonodo y un ID de fragmento . En este ejemplo, el LSP con ID 1921.6820.0002.02-01,

• 1921.6820.0002 es el ID del sistema (que generó este LSP),
• 02 es el ID del pseudonodo,
• 01 es el ID del fragmento.

Si el ID del pseudonodo es igual a cero, representa un sistema intermedio real. Cualquier valor distinto de cero significa que el LSP es generado por un DIS (pseudonodo).

Si una ruta de envío de lista (LSP) excede la unidad de transmisión máxima (MTU), se fragmenta en varias LSP que se distinguen por un ID de fragmento. La numeración de los fragmentos comienza en cero; una LSP sin fragmentar consta de un solo fragmento (ID 0), mientras que a los fragmentos adicionales se les asignan identificadores incrementales.

Unidad de distribución de secuencia completa (CSNP)

El Sistema Intermedio Designado (DIS) envía la Unidad de Datos de Secuencia Completa (CSNP) a intervalos regulares, normalmente cada 10 segundos. Contiene un resumen de las Unidades de Datos de Estado de Enlace (LSP), incluidos los números de secuencia y las sumas de verificación.

Unidad de distribución de secuencia parcial (PSNP)

Si un enrutador detecta discrepancias entre su base de datos de estado de enlace y un CSNP recibido, envía un PSNP solicitando los LSP faltantes o actualizados.

A diferencia de la mayoría de los protocolos de enrutamiento IP, IS-IS opera directamente sobre la capa 2 en lugar de depender de la capa 3 para el transporte, y no utiliza direcciones IP para identificar las interfaces.

En cambio, IS-IS identifica las interfaces mediante direcciones de capa 2 (SNPA, por ejemplo, direcciones MAC en Ethernet) e identifica los nodos de enrutamiento mediante direcciones de red ISO.

A cada sistema intermedio se le asigna un título de entidad de red (NET), que es una dirección NSAP utilizada para identificar el enrutador dentro del dominio de enrutamiento IS-IS. Un NET es un NSAP utilizado como título de entidad de red donde el campo NSEL está configurado en cero.

Aunque el protocolo no lo exige, una práctica operativa común consiste en configurar el campo ID del sistema con una dirección IPv4 única de una de las interfaces de bucle invertido del enrutador .

En un único sistema intermedio puede haber hasta 3 direcciones NET. Esto puede resultar útil durante la migración de un sistema de información de una zona a otra.

La NET consta de un Área , un ID de sistema y un campo NSEL . El Área en sí consta de un AFI ( Identificador de familia de direcciones ) y un ID de Área .

El área puede tener una longitud variable de 1 a 13 bytes. El ID del sistema tiene una longitud de seis bytes y el NSEL de un byte.

Como ejemplo, los campos de la dirección de red ISO "49.0100.1921.6821.1138.00" son los siguientes:

• 49 es el AFI. 49 representa específicamente el "espacio de direcciones privadas", similar a RFC1918 para IPv4.
• 0100 es el ID de área,
• 49.0100 es el Área,
• 1921.6821.1138 es el ID del sistema,
• 00 es el NSEL, que debe ser cero. Los enrutadores no establecerán adyacencias con enrutadores que tengan un NSEL distinto de cero en su NET, ya que ese campo solo lo utiliza el NSAP.

Al administrar redes grandes, el uso directo de direcciones IP puede resultar inconveniente.

En redes grandes, los enrutadores a menudo se identifican mediante nombres de host como "if-bundle-22-2.qcore1.pye-paris.as6453.net", que pueden codificar información sobre la ubicación y la topología.

En muchos protocolos de enrutamiento, los enrutadores se identifican mediante direcciones IP y los nombres de host se resuelven externamente mediante DNS . Dado que IS-IS opera directamente sobre la capa de enlace de datos en lugar de sobre IP, las asignaciones de nombres de host pueden distribuirse dentro del propio protocolo.

Las PDU de estado de enlace IS-IS pueden incluir Type-Length-Value 137 (TLV 137), que anuncia un nombre de host asociado con un ID de sistema IS-IS derivado de la NET del enrutador. ^{[ 12 ]}

Al igual que OSPF, IS-IS emplea el concepto de áreas para dividir la red, reduciendo la carga general sobre los enrutadores de la red, al requerirles únicamente que dispongan de información completa sobre el estado de los enlaces de su área.

En IS-IS, los sistemas de información operan en el Nivel 1, Nivel 2 o Nivel 1/Nivel 2.

• Los enrutadores de nivel 1 son internos a un área y solo mantienen una base de datos de estado de enlace (LSDB) para esa área.
• Los enrutadores de nivel 2 constituyen la columna vertebral de una red IS-IS y enrutan el tráfico entre áreas. Mantienen una base de datos de estado de nivel 2 (LSDB) independiente para el enrutamiento entre áreas. Los enrutadores de nivel 2 deben ser contiguos, lo que significa que la red de enrutadores de nivel 2 debe ser completamente enrutable internamente sin cruzar a diferentes áreas.
• Los enrutadores de nivel 1/nivel 2 se encuentran en los límites entre los enrutadores de nivel 1 y nivel 2, y participan tanto en el enrutamiento intra-área como inter-área, manteniendo bases de datos de estado de enlace (LSDB) de nivel 1 y nivel 2 separadas.

Cuando un enrutador de nivel 1 necesita enviar tráfico a un destino que no se encuentra dentro de su área, lo dirige a un enrutador de nivel 1/nivel 2.

Los enrutadores de nivel 1/nivel 2 anuncian su condición de enrutadores de borde configurando el bit adjunto (ATT) en su LSP de nivel 1. Los enrutadores que reciben este LSP añaden una ruta predeterminada al origen del LSP.

Las rutas externas pueden redistribuirse en áreas de Nivel 1 mediante enrutadores de Nivel 1/Nivel 2. Por defecto, las rutas externas no se anuncian en la red troncal de Nivel 2; la redistribución en Nivel 2 debe configurarse explícitamente en los enrutadores de Nivel 1/Nivel 2.

Los LSP IS-IS contienen información sobre el propio LSP en el bloque de atributos del encabezado del LSP, que tiene una longitud de 8 bits.

• Bit P : El bit de reparación de particiones, el octavo bit, indica si un área de nivel 1 particionada se puede reparar (unir) sobre un área de nivel 2. Las implementaciones modernas de IS-IS generalmente no admiten la reparación de particiones y, por lo tanto, no activan el bit P. 
• Bit ATT : bit adjunto, bits 7º a 4º, indica si el enrutador de origen está conectado a otra área.  
  • Si el enrutador de nivel 1/nivel 2 configura estos bits en su LSP de nivel 1, los demás enrutadores del área de nivel 1 generarán automáticamente una ruta predeterminada hacia el origen.
  • Hay 4 bits ATT que representan las métricas de Error, Gasto, Retraso y Predeterminado, respectivamente.
  • Normalmente, solo se utiliza el cuarto bit ATT (predeterminado), ya que las redes IS-IS típicas solo utilizan la métrica predeterminada (de coste).
• Bit OL : bit de sobrecarga, tercer bit, indica si el enrutador está sobrecargado.  
  • Si este bit está activado, este enrutador no reenviará tráfico. Sin embargo, seguirá siendo accesible.
  • El bit de sobrecarga puede ser configurado automáticamente por un enrutador bajo una carga pesada o intencionalmente por un administrador.
  • Los operadores suelen utilizar el bit de sobrecarga durante el mantenimiento para impedir temporalmente que el tráfico de tránsito se reenvíe a través de un enrutador.
  • El bit de sobrecarga también puede activarse mientras un enrutador espera a que otros protocolos dependientes (como BGP ) establezcan la relación de vecindad, antes de permitir que el tráfico se enrute hacia sí mismo. Esto puede ser conveniente porque IS-IS converge mucho más rápido que algunos protocolos dependientes, y un enrutador que esté disponible antes de que converja otro protocolo de enrutamiento dependiente podría convertirse en un agujero negro de tráfico .
  • Un ejemplo de este comportamiento es un enrutador de borde de proveedor que ejecuta una VPN MPLS con IS-IS y BGP. Tras el arranque del enrutador, establece la adyacencia IS-IS antes de finalizar el establecimiento de la relación de vecindad BGP con otros enrutadores. Una vez finalizado el establecimiento de la relación de vecindad BGP, se desactiva el bit de sobrecarga y este enrutador se une a la VPN MPLS.
• Los bits de tipo IS ( el 2.º y el 1.º) indican el tipo IS del originador. Puede ser solo de nivel 1, solo de nivel 2 o de nivel 1/nivel 2.  
  • 01 – Nivel 1 
  • 10 – Nivel 2 
  • 11 – Nivel 1/Nivel 2 

Cuando se introdujo inicialmente IS-IS, los formatos predeterminados de tipo-longitud-valor (TLV) para la accesibilidad IS (TLV 2) y la accesibilidad IP (TLV 128 y 130) utilizaban un campo de métrica de enlace de 6 bits con un valor máximo de 63 y un campo de métrica de ruta de 10 bits con un valor máximo de 1023.

A medida que aumentaban la escala de la red y la velocidad de los enlaces, estas limitaciones métricas se volvieron restrictivas para topologías más grandes.

Para solucionar esto, se introdujeron nuevos TLV: TLV 22 para una mayor accesibilidad a través de sistemas de información y TLV 135 para una mayor accesibilidad a través de IP.

Estas extensiones aumentan la métrica de enlace admitida a 24 bits (valor máximo 16.777.215) y la métrica de ruta a 32 bits (valor máximo 4.294.967.295).

Las métricas sin TLV 22 y 135 se denominan estrechas , y las métricas que las incluyen se denominan amplias . ^{[ 13 ]}

Las métricas amplias y estrechas pueden configurarse de forma independiente para cada nivel.

En comparación con OSPF, las reglas de formación de adyacencia IS-IS son más sencillas y dependen principalmente del nivel del enrutador.

• Los enrutadores de nivel 1 solo establecen adyacencias con otros enrutadores de nivel 1 o de nivel 1/nivel 2 dentro de la misma área.
• Los enrutadores de nivel 2 forman adyacencias con otros enrutadores de nivel 2 o de nivel 1/nivel 2, independientemente del área.
• Los enrutadores de nivel 1/nivel 2 pueden formar adyacencias de nivel 1 con enrutadores de nivel 1 o de nivel 1/nivel 2 en la misma área, y adyacencias de nivel 2 con enrutadores de nivel 2 o de nivel 1/nivel 2 independientemente del área.

Las adyacencias de nivel 1 requieren direcciones de área coincidentes, mientras que las adyacencias de nivel 2 se forman independientemente de la pertenencia a un área.

De forma similar a OSPF, todos los enrutadores en un dominio de difusión necesitan formar adyacencias e intercambiar LSP, lo que da como resultado que haya${\displaystyle n^{2}}$Rutas de servicio local (LSP) para cada enrutador del dominio.

Para solucionar este problema, en cada segmento de LAN se elige un sistema intermedio designado (DIS). El router con la mayor prioridad e ID de sistema se elige como DIS, pero si se conecta otro router con mayor prioridad (o ID de sistema mayor si las prioridades son iguales), se elegirá como nuevo DIS.

En lugar de que cada enrutador establezca una relación de adyacencia con todos los demás enrutadores en el dominio de difusión, cada enrutador establece una relación de adyacencia solo con el DIS, y el DIS se encarga de reenviar las LSP a los enrutadores subordinados, en una topología de concentrador y radios.

Un enrutador DIS electo es un pseudonodo que utiliza los recursos (incluido el ID del sistema) de un enrutador real.

En las LSP originadas por un DIS, el ID de pseudonodo siempre tiene un campo de ID de pseudonodo distinto de cero.

El DIS enviará mensajes CSNP periódicos en el segmento LAN y responderá a los mensajes PSNP de otros enrutadores.

Si el DIS deja de comunicarse, se elegirá un nuevo DIS en el segmento.

IS-IS admite la autenticación de Unidades de Datos de Protocolo (PDU), incluyendo IIH (IS-IS Hello), PDU de Estado de Enlace (LSP) y PDU de Número de Secuencia (SNP). La autenticación se puede configurar por interfaz y por nivel (Nivel 1 o Nivel 2).

Los mecanismos de autenticación incluyen la autenticación mediante contraseña simple y la autenticación criptográfica mediante HMAC-MD5, así como variantes de HMAC-SHA.

Para mitigar los ataques de repetición, IS-IS utiliza números de secuencia en las PDU de IIH durante el establecimiento de la adyacencia, lo que garantiza que no se acepten mensajes obsoletos o duplicados.

A diferencia de OSPF, que opera en la capa 3, IS-IS encapsula sus PDU en tramas de capa 2 y no depende de protocolos de capa 3, como IPv4 o IPv6.

Para admitir la información de enrutamiento IPv6, se añadieron el TLV 232 para la dirección de interfaz IPv6 y el TLV 236 para la accesibilidad IPv6 .

Para mostrar los protocolos de capa 3 compatibles, también llamados NLPID ( Network Layer Protocol ID ), se utiliza TLV 129. En este caso, IPv4 tiene el código 0xCC , mientras que IPv6 tiene el código 0x8E .

Podría surgir un problema si las topologías IPv4 e IPv6 no se superponen. Esto podría deberse a una configuración incorrecta o a la falta de compatibilidad con IPv6 por parte de los enrutadores de la red. Para estas situaciones, se ha añadido compatibilidad con múltiples topologías a IS-IS.

Se añadió el TLV 229 para indicar la compatibilidad con múltiples topologías , como la unidifusión IPv4 y la unidifusión IPv6.

Si la topología múltiple está habilitada, IS-IS calculará un árbol SPF independiente para IPv4 e IPv6. Esto implica el doble de uso de recursos, pero, por otro lado, evita la pérdida de tráfico.

Cuando se habilita la multitopología, IS-IS utilizará TLV 222 para la accesibilidad IS de multitopología , TLV 235 para la accesibilidad IP de multitopología y TLV 236 para la accesibilidad IPv6 de multitopología .

Según la configuración, el enrutador puede tener bases de datos de estado de enlace de nivel 1, nivel 2 o ambas. IS-IS utiliza el algoritmo de Dijkstra para generar las tablas de enrutamiento a partir de estas bases de datos.

Pero puede haber situaciones en las que el enrutador IS-IS tenga exactamente el mismo prefijo en bases de datos de diferentes niveles, o externas e internas. Para elegir la mejor ruta en estas situaciones, existe un orden específico en el que la ruta va de la más preferida a la menos preferida:

• L1 intraárea con métrica interna,
• L1 externo con métrica interna,
• L2 intraárea con métrica interna,
• L2 externo con métrica interna,
• Interárea (de L1 a L2) con métrica interna,
• Interárea externa (de L1 a L2) con métrica interna,
• Interárea (de L2 a L1) con métrica interna,
• Interárea externa (de L2 a L1) con métrica interna,
• L1 externo con métrica externa,
• L2 externo con métrica externa,
• Interárea externa (de L1 a L2) con métrica externa,
• Inter-área externa (de L2 a L1) con métrica externa.

IS-IS utiliza paquetes Hello (IIH) para compartir información sobre enrutadores y establecer adyacencias. Los paquetes Hello también ayudan a detectar fallos entre enrutadores vecinos.

La detección de fallos se puede acelerar reduciendo los intervalos de transmisión de los paquetes hello, pero esto aumenta la carga de la CPU.

Como alternativa, se puede utilizar BFD . BFD es un protocolo de detección de fallos de bajo consumo de recursos que funciona independientemente del protocolo de enrutamiento y puede proporcionar una detección en fracciones de segundo con un impacto mínimo en la CPU.

IS-IS es la base del plano de control en el protocolo de puenteo de ruta más corta (SPB) . SPB permite el enrutamiento de rutas múltiples de igual coste entre conmutadores Ethernet en una topología de malla : las tramas Ethernet se reenvían a través de múltiples rutas con equilibrio de carga y específicas para cada servicio, que son todas igualmente las más cortas. Para admitir esto, SPB extiende IS-IS con nuevos TLV. ^{[ 14 ]}

• Ruta más corta en la estructura (FSPF)
• Interconexión transparente de muchos enlaces (TRILL)

• Norma IS-IS (ISO/IEC 10589:2002, Segunda Edición) – versión PDF gratuita
• OSPF e IS-IS: Anatomía comparada por Dave Katz, Juniper
• Colección de RFC relacionados con IS-IS. Archivado el 2 de junio de 2013 en Wayback Machine.
• Discusión sobre las diferencias entre IS-IS y OSPF (Vishwas Manral, Manav Bhatia y Yasuhiro Ohara)
• Implementación de Google Quagga IS-IS
• Archivo isisd.conf de ejemplo : utilizado con Quagga
• Preferencia de ruta IS-IS para alcance IP extendido e IPv6