پروتکل IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) یکی از پروتکل‌های مسیریابی Link-State است که برای مسیریابی در شبکه‌های بزرگ و پیچیده استفاده می‌شود. این پروتکل در ابتدا برای استفاده در شبکه‌های مخابراتی طراحی شد، اما به سرعت در شبکه‌های IP و به ویژه در شبکه‌های Backbone اینترنت نیز به کار گرفته شد. IS-IS به دلیل مقیاس‌پذیری بالا، سرعت همگرایی سریع، و پشتیبانی از IPv6 به عنوان گزینه‌ای مناسب برای سازمان‌ها و ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی شناخته می‌شود.

IS-IS چیست؟

پروتکل IS-IS یکی از انواع پروتکل‌های مسیریابی داخلی IGP است که به‌طور خاص برای توزیع اطلاعات مسیریابی IP در یک Autonomous System (AS) استفاده می‌شود. این پروتکل از الگوریتم Link-State بهره می‌برد و به روترها این امکان را می‌دهد که اطلاعات توپولوژی شبکه را با نزدیکترین همسایگان خود مبادله کنند. IS-IS ابتدا برای مسیریابی در شبکه‌های CLNP طراحی شد، اما به‌طور گسترده‌تری در مسیریابی IP نیز به کار گرفته شد. یکی از ویژگی‌های مهم IS-IS این است که یک پروتکل مستقل از پروتکل (Protocol Independent) است و می‌تواند بدون نیاز به آدرس‌دهی IP عمل کند.

IS-IS برخلاف سایر پروتکل‌های مسیریابی Link-State مانند OSPF که بیشتر در شبکه‌های سازمانی استفاده می‌شود، برای سرویس‌دهندگان اینترنتی و شبکه‌های بزرگ‌تر ترجیح داده می‌شود. این پروتکل با استفاده از آدرس‌هایی به نام NSAP یا NET اطلاعات توپولوژی را در سراسر یک AS توزیع می‌کند. هر روتر درون AS یک نمای کامل از توپولوژی شبکه خواهد داشت که از آن برای انتخاب بهترین مسیر برای مسیریابی استفاده می‌کند. به‌طور کلی، IS-IS به دلیل مقیاس‌پذیری بالا و قابلیت‌های پیشرفته‌تر، در شبکه‌های بزرگ و پیچیده‌تر مانند شبکه‌های Backbone اینترنت بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تایخچه IS-IS

پروتکل مسیریابی IS-IS در دهه 1980 توسط شرکت Digital Equipment (DEC) به‌عنوان پروتکل مسیریابی برای شبکه‌های ISO معرفی شد. این پروتکل ابتدا برای استفاده در سیستم‌های دولتی توسط GOISP گسترش یافت و در طول زمان به‌عنوان یک راه‌حل مناسب برای سرویس‌دهندگان اینترنتی در مسیریابی IP درون شبکه‌های Core مورد استفاده قرار گرفت. برخلاف بسیاری از پروتکل‌های مسیریابی IS-IS می‌تواند بدون وابستگی به آدرس‌های IP عمل کند و این ویژگی آن را به گزینه‌ای مناسب برای شبکه‌های بزرگ و پیچیده تبدیل کرده است.

نحوه کار پروتکل IS-IS

• تشکیل اتصالات با همسایگان

پروتکل IS-IS ابتدا با شناسایی همسایگان (روترهای مجاور) شروع می‌کند. هر روتر از طریق پیام‌های Hello به روترهای مجاور خود اطلاع می‌دهد که در دسترس است و آمادگی ارتباط دارد. این پیام‌ها به تعیین همسایگان معتبر و بررسی وضعیت پیوندها (links) کمک می‌کنند.

• انتقال اطلاعات توپولوژی

پس از شناسایی همسایگان، هر روتر اطلاعات توپولوژی خود را در قالب پیام‌های Link State PDU (LSP) به سایر روترها ارسال می‌کند. این اطلاعات شامل جزئیات در مورد وضعیت اتصالات، هزینه‌ها و همسایگان است. پیام‌های LSP برای ایجاد یک پایگاه داده توپولوژی که نمای کاملی از شبکه را نشان می‌دهد، به‌کار می‌روند.

• محاسبه مسیرها

پس از دریافت پیام‌های LSP از روترهای دیگر، هر روتر یک پایگاه داده لینک‌-حالت (LSDB) را تشکیل می‌دهد که شامل اطلاعاتی از توپولوژی کامل شبکه است. سپس با استفاده از الگوریتم Dijkstra هر روتر بهترین مسیر را برای رسیدن به مقصدهای مختلف محاسبه می‌کند و جدول مسیریابی خود را به‌روز می‌کند.

• بروزرسانی و همگرایی

IS-IS به‌طور مداوم توپولوژی شبکه را با استفاده از پیام‌های LSP بروزرسانی می‌کند. وقتی تغییراتی در شبکه ایجاد می‌شود (مانند تغییر در لینک‌ها یا همسایگان جدید)، روترها پیام‌های LSP جدیدی ارسال می‌کنند تا دیگر روترها از تغییرات مطلع شوند. این باعث همگرایی سریع شبکه می‌شود و روترها می‌توانند به‌طور مؤثر مسیرهای جدید را محاسبه کنند.

مقایسه IS-IS و OSPF

پروتکل‌های IS-IS و OSPF هر دو از پروتکل‌های مسیریابی لینک‌استیت (Link-State) هستند و برای مسیریابی در داخل یک سیستم خودمختار (AS) استفاده می‌شوند، اما تفاوت‌های مهمی در نحوه پیاده‌سازی و کاربرد دارند. OSPF معمولاً در شبکه‌های کوچک و متوسط و در سازمان‌هایی که نیاز به پیچیدگی کمتری دارند، استفاده می‌شود. از سوی دیگر IS-IS به‌طور گسترده‌تر در شبکه‌های بزرگ‌تر و به‌ویژه در سرویس‌دهندگان اینترنتی (ISP) استفاده می‌شود.

یکی از تفاوت‌های کلیدی بین IS-IS و OSPF این است که IS-IS از پروتکل مستقل از IP استفاده می‌کند و در نتیجه می‌تواند به‌راحتی برای مسیریابی پروتکل‌های غیر-IP مانند CLNP (Connectionless Network Protocol) نیز استفاده شود ولی OSPF به‌طور اختصاصی برای پروتکل IP طراحی شده است. علاوه بر این IS-IS از معماری ساده‌تری برخوردار است و در شبکه‌های بزرگ به‌طور مؤثرتری عمل می‌کند، زیرا نیاز به پیکربندی‌های پیچیده ندارد. از طرف دیگر OSPF با توجه به مقیاس‌پذیری و پشتیبانی از قابلیت‌های پیشرفته‌تر مانند VLSM (Variable Length Subnet Masking) بیشتر در شبکه‌های شرکتی و دانشگاهی استفاده می‌شود.

مزایا و معایب پروتکل IS-IS