IS-ISのNSAPアドレスとNET（System ID）

IS-ISのNSAPアドレスとNET（System ID）

IS-ISはISOがCLNPのために標準化したプロトコルなので、IPの経路を配る目的だけで使う場合でも ISO方式のアドレスをルータに1つ設定します。このアドレスがNSAP（Network Service Access Point）で、 ルータ自身を指すものをNET（Network Entity Title）と呼びます。

IPアドレスとの最大の違いは、どこに付けるかです。

IS-ISがノードの識別に使うのは、NSAPに含まれるSystem IDです。OSPFのルータIDに当たる値ですが、 IPアドレスとは無関係です。

NSAPアドレスのフォーマット

正式なフォーマットはISO/IEC 8348の附属書A（規定）が2つの部分に分けて定義しています（A.5.1.1）。 参照したのは2002年の第3版（ITU-T X.213と技術的に一致）で、ISO/IEC 10589:2002が規範参照しているのは 1996年の第2版です。

実務で見る「HO-DSP」「ID」「SEL」はISO/IEC 8348の用語ではなく、GOSIPなどの割り当て方針側の用語です。

ISO/IEC 10589:2002は図4で「IDP・DSP・AFI・IDIは対応を示すために描いただけで、このプロトコルは 明示的には使わない」と注記し、アドレスを3つの部分に分けて扱います（7.1.1）。実務でもこの簡略化 フォーマットで考えます。

NSAP全体は最長20バイトです（ISO/IEC 8348 A.5.4）。IPルーティング用途では AFI 1 ＋ エリア 2 ＋ System ID 6 ＋ NSEL 1 の10バイトが一般的です。

49.0001.0010.0100.1001.00
\_____/ \____________/ \/
Area ID    System ID  NSEL

Area IDが3バイト（AFIの49＋エリア番号の0001）、System IDが6バイト、NSELが1バイトで、合わせて10バイトです。

AFIと49

Area IDの先頭がAFIで、ISO/IEC 8348のA.5.1.1.1によれば次の4つを示します。

1. IDIのフォーマット
2. IDIの値を割り当てる機関
3. IDIの先頭のゼロが有意かどうか
4. DSPの表記形式（abstract syntax）

AFIの値の割り当ては同規格の表A.4のとおりです。

値が2つ並ぶ行は、3番目（先頭のゼロが有意か）のためです。可変長のIDIはバイナリ符号化で最大長まで パディングされるので、パディングのゼロと意味のあるゼロを区別する必要があり、小さいほうを先頭が非ゼロ、 大きいほうを先頭がゼロのときに使います（A.5.2.1.2）。

49はLocalフォーマットでDSPをバイナリ表記する値です。LocalはIDIが無い（null）ので、IDPはAFIだけになり、 49の直後からがDSPです（A.5.2.1.2.9）。Localの最大DSP長はバイナリ表記で19オクテット（表A.5）で、 AFIの1オクテットを足すとちょうど20オクテットです。

「Local ＝ 私用」は規格の言葉ではありません。表A.4の注記が述べているのは「OSIと非OSIのアドレス体系を 共存させるため」です。ただしIDIが無い＝一意性を保証する上位機関が無いので、結果として組織の外で 重複しうるアドレスになります。IS-ISはIGPで経路情報がAS外へ出ないため、IPルーティングには49で十分です。

System IDの一意性は「エリア単位」と「ドメイン単位」に分かれる

System IDは6バイトの値で、ISO/IEC 10589:2002の7.1.4が満たすべき要件を3つ挙げています。

a)2)がエリア単位である点が重要です。別のエリアにいるレベル1ルータ同士なら、規格上はSystem IDが 重複していても構いません。レベル1のLSPはエリアの外へ出ないので、どのLSDBの中でも識別子は衝突しません。 ただし運用では、ホスト名の表示や将来のエリア統合で混乱するため、ドメイン全体で一意にします。

Cisco実装のSystem IDは6バイト固定です（IOS XRの設定ガイドも「各ルータは6バイトの16進のSystem IDで 表される」と述べています）。値に決まりはありませんが、ループバックのIPアドレスから機械的に変換する方法が 広く使われています。

Step 1. 各オクテットを3桁になるようゼロ埋めする
        192.168.1.24  →  192.168.001.024

Step 2. 12桁を4桁ずつ3つに区切る
        192168001024  →  1921.6800.1024

Step 3. Area IDとNSELを付けてNETにする
        49.0001.1921.6800.1024.00

BGPのルータIDやMPLS-TEのルータIDと同じ値から導けるので、show isis databaseのLSPがどのルータのものか すぐに分かります。MACアドレスをそのまま使う流儀もありますが、機器交換で変わるためループバックから導くほうが 運用しやすいです。

NSEL

最後の1バイトがNSEL（NSAPセレクタ）で、ネットワーク層のサービスをどの上位利用者に渡すかを指定します。 NETのNSELは必ず 00。00はノードのネットワークエンティティ自身を指します。 IOS XRは00以外のNETをコマンドの解析時点で拒否します（後半で確認します）。

複数のエリアアドレスとエリアの統合・分割

1台のルータに複数のNETを設定して、エリアを統合したり分割したりできます。ISO/IEC 10589:2002の7.1.5が 「1つのエリアに複数の同義のエリアアドレスを持たせてよい」と認めており、その数の上限は管理パラメータ maximumAreaAddresses（すべてのISが少なくとも3をサポートしなければならない）で決まります。 この値はPDUで交換され、エリア内で一致しているかが検査されます。値がそろっていないと隣接が 確立できなかったり、エリアが分断されたりします。

複数のエリアアドレスの扱いとエリアの統合・分割の手順は、 IS-ISの複数エリアアドレス（マルチホーミング）とエリアの統合・分割で解説しています。

動的ホスト名（TLV 137）

System IDは読みづらいので、IS-ISはホスト名をLSPのTLV 137で広告し、showの表示をホスト名に置き換えます （RFC 5301）。IOS XRでは既定で有効で、対応表は show isis hostnameで見られます。TLVそのものはIS-ISの主要TLVで解説しています。

検証構成

XRd 26.1.1を7台使い、エリアを3つ作ります。System IDはループバックからの変換規則どおりです。

同じエリアにレベル1が2台（R1・R5）、別のエリアにもレベル1が2台（R4・R6）、バックボーンにレベル2が3台 （R2・R3・R7）という形です。前半で述べた一意性の3つの要件を、それぞれ別のSTEPで確かめるための構成です。

検証の全体像

以降の節はSTEP順ではなく、確かめる内容ごとにまとめています。

Area IDが一致しないとレベル1の隣接は張れない

レベル1の隣接はエリアアドレスが1つ以上一致していないと成立せず、レベル2はエリアが違っても成立します。 初期状態のR2とR3にその違いがそのまま出ています。

RP/0/RP0/CPU0:R2#show isis neighbors
Sun Sep 27 18:08:39.590 UTC

IS-IS 1 neighbors:
System Id      Interface        SNPA           State Holdtime Type IETF-NSF
R1             Gi0/0/0/0        *PtoP*         Up    28       L1   Capable 
R5             Gi0/0/0/2        *PtoP*         Up    23       L1   Capable 
R3             Gi0/0/0/1        *PtoP*         Up    26       L2   Capable 

Total neighbor count: 3

RP/0/RP0/CPU0:R3#show isis neighbors
Sun Sep 27 18:09:04.617 UTC

IS-IS 1 neighbors:
System Id      Interface        SNPA           State Holdtime Type IETF-NSF
R6             Gi0/0/0/2        *PtoP*         Up    26       L1   Capable 
R4             Gi0/0/0/1        *PtoP*         Up    21       L1   Capable 
R2             Gi0/0/0/0        *PtoP*         Up    24       L2   Capable 
R7             Gi0/0/0/3        *PtoP*         Up    27       L2   Capable 

Total neighbor count: 4

R2は同じエリアのR1・R5とL1、エリアの違うR3とL2です。R3も同じで、level-2-onlyのR7とはL2だけです。

R2のArea IDを49.0009へ変えると、R1側のsyslogに理由が出ます。

RP/0/RP0/CPU0:Sep 27 18:11:20.558 UTC: isis[1003]: %ROUTING-ISIS-5-ADJCHANGE : ISIS (1): Adjacency to 49.0001.0020.0200.2002 (GigabitEthernet0/0/0/0) (L1) Down, Area addr/level differ 

IIHが運んでいるのはArea address TLV（TLV 1）です。変更の前後で、この値だけが変わります。

    Area address(es) (t=1, l=4)
        Type: 1
        Length: 4
        Area address (3): 49.0001

    Area address(es) (t=1, l=4)
        Type: 1
        Length: 4
        Area address (3): 49.0009

同じキャプチャーのNo.2には、R2が元のエリアから自分のレベル1 LSPを取り下げる動きが写っています。

ISO 10589 ISIS Link State Protocol Data Unit
    PDU length: 40
    Remaining lifetime: 0
    LSP-ID: 0020.0200.2002.00-00
    Sequence number: 0x00000006
    [Checksum: [missing]]
    [Checksum Status: Not present]
    Type block(0x0b): Partition Repair:0, Attached bits:1, Overload bit:0, IS type:3
        0... .... = Partition Repair: Not supported
        .000 1... = Attachment: 1
            .0.. .... = Error metric: Not set
            ..0. .... = Expense metric: Not set
            ...0 .... = Delay metric: Not set
            0... .... = Default metric: Not set
        .... .0.. = Overload bit: Not set
        .... ..11 = Type of Intermediate System: Level 2 (3)
    Purge Originator ID (t=13, l=7)
        Type: 13
        Length: 7
        Number of System IDs: 1
        System ID: 0020.0200.2002

Remaining lifetime: 0のLSPがパージです。ISO/IEC 10589:2002の7.3.16.4は、寿命0のLSPはヘッダーだけを 残して伝搬すると定めています。Purge Originator ID TLV（TLV 13）は規格には無く、 RFC 6232で追加されたものです。

System IDが重複するとどうなるか

各STEPで7台からping（20発）を打った結果です。壊れ方が要件の範囲どおりに分かれます。

同一エリア内の重複（STEP 3）

R5のSystem IDをR1と同じ0010.0100.1001にすると、両方と隣接しているR2の見え方が壊れます。

RP/0/RP0/CPU0:R2#show isis neighbors
Sun Sep 27 18:29:48.357 UTC

IS-IS 1 neighbors:
System Id      Interface        SNPA           State Holdtime Type IETF-NSF
R5             Gi0/0/0/0        *PtoP*         Up    22       L1   Capable 
R5             Gi0/0/0/2        *PtoP*         Up    21       L1   Capable 
R3             Gi0/0/0/1        *PtoP*         Up    21       L2   Capable 

Total neighbor count: 3

RP/0/RP0/CPU0:R2#show isis database
Sun Sep 27 18:29:49.297 UTC

IS-IS 1 (Level-1) Link State Database
LSPID                 LSP Seq Num  LSP Checksum  LSP Holdtime/Rcvd  ATT/P/OL
R5.00-00              0x00000008   0x5c03        911  /1200         0/0/0
R2.00-00            * 0x00000004   0xa1ae        909  /*            1/0/0

 Total Level-1 LSP count: 2     Local Level-1 LSP count: 1

IS-IS 1 (Level-2) Link State Database
LSPID                 LSP Seq Num  LSP Checksum  LSP Holdtime/Rcvd  ATT/P/OL
R2.00-00            * 0x0000000c   0xf720        911  /*            0/0/0
R3.00-00              0x0000000e   0xfc50        557  /1199         0/0/0
R7.00-00              0x00000005   0x163b        883  /1200         0/0/0

 Total Level-2 LSP count: 3     Local Level-2 LSP count: 1

RP/0/RP0/CPU0:R1#show isis database
Sun Sep 27 18:29:23.808 UTC

IS-IS 1 (Level-1) Link State Database
LSPID                 LSP Seq Num  LSP Checksum  LSP Holdtime/Rcvd  ATT/P/OL
R1.00-00            * 0x00000007   0xdab6        583  /*            0/0/0
R2.00-00              0x00000004   0xa1ae        934  /1200         1/0/0

 Total Level-1 LSP count: 2     Local Level-1 LSP count: 1

R2の隣接表では、2つのインタフェースの相手がどちらも R5 になります。ホスト名はLSPのTLV 137から引くので、 同じSystem IDに対して1つの名前しか持てないためです。レベル1のLSDBにあるのもR5.00-00だけで、 R1のLSPが無くなっています。LSP IDはSystem IDから作られるので、同じIDのLSPは1つしか保持できず、 後から届いたものが前のものを置き換えます。

一方でR1自身のLSDBにはR1.00-00 *があり、R1からは正常に見えています。それでもR1宛の通信は すべて止まります（上の表の0%）。エリアのLSDBからR1のプレフィックスが消えているためで、 壊れているルータ自身では気づけません。

ドメイン内のレベル2の重複（STEP 5）

R7のSystem IDをR2と同じにすると、同じことがレベル2のサブドメインで起きます。R7とR2は隣接しておらず、 両方と隣接しているR3で衝突します。

RP/0/RP0/CPU0:R3#show isis neighbors
Sun Sep 27 18:43:42.899 UTC

IS-IS 1 neighbors:
System Id      Interface        SNPA           State Holdtime Type IETF-NSF
R6             Gi0/0/0/2        *PtoP*         Up    29       L1   Capable 
R4             Gi0/0/0/1        *PtoP*         Up    29       L1   Capable 
R7             Gi0/0/0/0        *PtoP*         Up    29       L2   Capable 
R7             Gi0/0/0/3        *PtoP*         Up    27       L2   Capable 

Total neighbor count: 4

RP/0/RP0/CPU0:R3#show isis database
Sun Sep 27 18:43:43.937 UTC

IS-IS 1 (Level-1) Link State Database
LSPID                 LSP Seq Num  LSP Checksum  LSP Holdtime/Rcvd  ATT/P/OL
R3.00-00            * 0x0000000b   0x8f7e        824  /*            1/0/0
R4.00-00              0x00000007   0x2aac        792  /1200         0/0/0
R6.00-00              0x00000008   0x126b        789  /1200         0/0/0

 Total Level-1 LSP count: 3     Local Level-1 LSP count: 1

IS-IS 1 (Level-2) Link State Database
LSPID                 LSP Seq Num  LSP Checksum  LSP Holdtime/Rcvd  ATT/P/OL
R7.00-00              0x0000000f   0xf7f9        883  /1200         0/0/0
R3.00-00            * 0x00000010   0xb995        881  /*            0/0/0

 Total Level-2 LSP count: 2     Local Level-2 LSP count: 1

レベル2のLSDBからR2のLSPが消えます。R2はエリア49.0001とバックボーンをつなぐ唯一のルータなので、 エリアをまたぐ通信が全滅します。R1からR5（同じエリア）だけは100%のままで、 壊れる範囲がレベル2のサブドメインに限られていることが分かります。

別エリアのレベル1同士なら支障が無い（STEP 7）

R6（エリア49.0002のレベル1）のSystem IDをR1（エリア49.0001のレベル1）と同じにします。 規格の要件はエリア単位なので、これは違反ではありません。

RP/0/RP0/CPU0:R2#show isis hostname
Sun Sep 27 18:54:32.990 UTC

IS-IS 1 hostnames
Level  System ID      Dynamic Hostname
 1     0010.0100.1001 R1
 1,2 * 0020.0200.2002 R2
 2     0070.0700.7007 R7
 1     0050.0500.5005 R5
 2     0030.0300.3003 R3

RP/0/RP0/CPU0:R3#show isis hostname
Sun Sep 27 18:55:00.015 UTC

IS-IS 1 hostnames
Level  System ID      Dynamic Hostname
 1     0010.0100.1001 R6
 2     0020.0200.2002 R2
 2     0070.0700.7007 R7
 1,2 * 0030.0300.3003 R3
 1     0040.0400.4004 R4

同じSystem ID0010.0100.1001が、R2ではR1、R3ではR6に対応しています。レベル1のLSPはエリアの外へ 出ないので、どちらのLSDBでも識別子は衝突しません。疎通も8通りすべて100%のままです。

NSELは00以外を受け付けない

00以外のNSELを持つNETを入れようとすると、IOS XRはコマンドの解析時点で拒否します。

RP/0/RP0/CPU0:R1(config-isis)#net 49.0001.0010.0100.1001.01

                                  ^
% Invalid input detected at '^' marker.
RP/0/RP0/CPU0:R1(config-isis)#abort

RP/0/RP0/CPU0:R1#show running-config router isis

Sun Sep 27 18:05:28.787 UTC
router isis 1
 is-type level-1
 net 49.0001.0010.0100.1001.00
 log adjacency changes

キャレット（^）がNSELの位置を指しています。abortで抜けた後のshow running-config router isisが 元のNETのままであることから、候補設定にも入っていないことが分かります。

NETの設定と確認

IOS XRではrouter isis配下のnetコマンドで設定します。

RP/0/RP0/CPU0:R1#show running-config router isis
Sun Sep 27 18:08:15.829 UTC
router isis 1
 is-type level-1
 net 49.0001.0010.0100.1001.00
 log adjacency changes
 address-family ipv4 unicast
  metric-style wide
 !
 interface Loopback0
  passive
  address-family ipv4 unicast
  !
 !
 interface GigabitEthernet0/0/0/0
  point-to-point
  address-family ipv4 unicast
  !
 !
!

設定した内容はshow isisで確認できます。

RP/0/RP0/CPU0:R2#show isis
Sun Sep 27 18:08:38.882 UTC

IS-IS Router: 1
  System Id: 0020.0200.2002 
  Hostname: R2
  IS Levels: level-1-2
  Manual area address(es):
    49.0001
  Routing for area address(es):
    49.0001
  Multi-Instance Id: 0

検証Configおよびshow結果

各STEPで7台すべてから取得しています。検証Configはこの..._run.txtです（最終状態はSTEP 8のもの）。

STEP 0：初期状態

STEP 1：R2のArea IDを 49.0009 へ変更

STEP 2：R2のArea IDを 49.0001 へ戻す

STEP 3：R5のSystem IDをR1と同じにする（同一エリア内の重複）

STEP 4：R5のSystem IDを戻す

STEP 5：R7のSystem IDをR2と同じにする（ドメイン内のレベル2の重複）

STEP 6：R7のSystem IDを戻す

STEP 7：R6のSystem IDをR1と同じにする（別エリアのレベル1同士）

STEP 8：R6のSystem IDを戻す（最終状態）

パケットキャプチャーはSTEPごとに3区間で取得しています。

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