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IS-IS auf Cisco: Level-Design, Metrics und Scaling

Red Snapper

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IS-IS auf Cisco ist in vielen großen Enterprise- und Service-Provider-Netzen die erste Wahl, wenn es um robuste Skalierung, saubere Hierarchien und vorhersehbares Flooding geht. Während OSPF in Campusumgebungen oft „Standard“ ist, punktet IS-IS vor allem dort, wo die Control Plane sehr groß wird: viele Router, viele Links, häufige Topologieänderungen, anspruchsvolle Konvergenzanforderungen und ein Betrieb, der Fehlerdomänen klar kapseln möchte. Der entscheidende Unterschied ist nicht „besser oder schlechter“, sondern das Designmodell: IS-IS arbeitet mit Levels (Level-1, Level-2) statt OSPF-Areas, nutzt TLVs (Type-Length-Value) als erweiterbares Format und ist historisch für große, stabile Routingdomänen optimiert. Auf Cisco IOS/IOS XE und NX-OS lässt sich IS-IS sehr sauber standardisieren, wenn Sie Level-Design, Metric-Strategie und Scaling-Mechanismen bewusst planen: Welche Router sind L1-only, welche L2-only, welche L1/L2? Wo werden Routen geleakt? Wie halten Sie LSP-Fluten klein? Wie bauen Sie ein metrisches Modell, das nicht bei jedem Link-Upgrade „neu erfunden“ werden muss? Dieser Artikel zeigt die wichtigsten Best Practices für IS-IS: ein praxistaugliches Level-Design, sinnvolle Metrics (inklusive Wide Metrics), Skalierungsmechanismen wie Summarization, LSP-Management, Overload-Strategien und schnelle Konvergenz – inklusive typischer Fallstricke und Betriebshinweise, damit IS-IS nicht „mystisch“, sondern planbar wird.

IS-IS in einem Satz: Hierarchie über Levels statt Areas

IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) ist ein Link-State-Protokoll wie OSPF: Router tauschen Link-State-Informationen aus, bauen eine Datenbank auf und rechnen per SPF die besten Pfade. Die Hierarchie wird jedoch nicht über viele Areas modelliert, sondern über zwei Levels:

Diese einfache Hierarchie ist ein Grund, warum IS-IS in großen Netzen beliebt ist: Sie erhalten eine klare Topologietrennung, ohne eine Vielzahl verschachtelter Area-Designs. Statt „Area 0 muss überall erreichbar sein“ denken Sie in „L2 ist das Backbone, L1 ist lokal“.

TLVs: Warum IS-IS so gut erweiterbar ist

IS-IS nutzt TLVs (Type-Length-Value), um Informationen zu transportieren. Das ist ein großer praktischer Vorteil: Neue Features (IPv6, Traffic Engineering, Segment Routing) lassen sich oft über zusätzliche TLVs integrieren, ohne das Grundprotokoll zu „verbiegen“. Für Betrieb und Troubleshooting bedeutet das: Sie denken häufig in „welche TLVs sind vorhanden und korrekt“, statt in „welche LSA-Typen fehlen“.

Als Standardreferenzen sind die klassischen Spezifikationen hilfreich, z. B. RFC 1195 (Integrated IS-IS) sowie für IPv6 RFC 5308 (Routing IPv6 with IS-IS).

Level-Design in der Praxis: Drei robuste Muster

Ein gutes Level-Design reduziert Flooding, kapselt Instabilität und ermöglicht Aggregation. In Cisco-Netzen haben sich drei Muster bewährt, je nach Topologie und Betriebsmodell.

Campus/Enterprise: L1 im Access/Standort, L2 im Core

Vorteil: Link-Flaps im Access lösen keinen globalen L2-Flood aus. Nachteil: Sie müssen Route-Leaking und Summarization bewusst planen.

Service-Provider-Style: L2 als Backbone, L1 als Customer/Metro-Domäne

Dieses Muster skaliert hervorragend, wenn Sie viele Knoten in „regionalen Inseln“ haben, die nur über das Backbone miteinander sprechen müssen.

Single-Level (nur L2): Einfach, aber weniger kapselnd

In kleineren bis mittleren Netzen kann ein reines L2-Design (alle Router L2) funktionieren. Es ist betrieblich simpel, aber jede Instabilität wirkt globaler. Sobald die LSDB oder Änderungsrate steigt, wird ein zweistufiges Level-Design meist überlegen.

L1/L2-Router richtig einsetzen: Route Leaking, Default und „Backbone-Logik“

Der L1/L2-Router ist das Herz jeder zweistufigen IS-IS-Architektur. Er verbindet L1 und L2 und entscheidet, wie Routen zwischen den Levels sichtbar werden. Hier entstehen die meisten Designfehler, weil man „einfach alles leakt“. Besser ist ein klares Regelwerk:

Die wichtigste Betriebsregel lautet: L1 soll stabil und klein bleiben. Wenn L1 die komplette Welt kennt, haben Sie das Skalierungsziel des Level-Designs verfehlt.

Metrics: Warum Wide Metrics fast immer Pflicht sind

IS-IS-Metriken steuern Pfadwahl. Historisch gab es „narrow metrics“ (begrenzter Wertebereich), in modernen Designs sind wide metrics Standard, weil sie genügend Auflösung bieten und besser zu heutigen Bandbreiten (1G/10G/100G) passen. Mit zu groben Metriken entstehen Pfadentscheidungen, die nicht zu Ihrer Kapazitätsrealität passen, oder Sie müssen bei jedem Link-Upgrade „umcodieren“.

Ein praxistauglicher Ansatz ist eine feste Metriktabelle pro Linkklasse (Access-Uplink, Core-Link, WAN-Link), die im ganzen Netz gilt. Das erhöht Vorhersehbarkeit und reduziert Change-Risiko.

Multi-Topology und IPv6: Dual-Stack ohne Doppelchaos

IS-IS kann IPv4 und IPv6 integrieren. In Dual-Stack-Umgebungen ist das Ziel, dass IPv6 nicht „nebenher“ läuft, sondern gleichwertig und beobachtbar. Die IPv6-Erweiterung ist in RFC 5308 beschrieben. Für die Praxis bedeutet das:

Scaling-Faktoren: LSDB-Größe, LSP-Flooding und SPF-Kosten

IS-IS skaliert sehr gut, aber nicht automatisch. Sie müssen die drei Haupttreiber kontrollieren: wie groß die Datenbank wird, wie häufig geflutet wird und wie oft SPF rechnen muss. In großen Netzen sind das Betriebskennzahlen, keine Theorie.

Das wichtigste Skalierungsprinzip lautet: Instabilität isolieren. Ein sauberer L1-Rand kapselt Link-Flaps und Access-Ereignisse, während L2 als ruhiges Backbone arbeitet.

DIS und Broadcast-Segmente: Stabilität durch klare Rollen

Auf Broadcast-Netzen (z. B. Ethernet-VLANs) wählt IS-IS einen DIS (Designated Intermediate System). Der DIS erleichtert das Flooding und reduziert Komplexität, kann aber bei instabiler Wahl zu unnötigen Veränderungen führen. Best Practices:

Fast Convergence: BFD, SPF-Throttling und LSP-Optimierung

In modernen Netzen ist schnelle Konvergenz wichtig, aber Stabilität ist wichtiger als aggressive Timer. Profis kombinieren schnelle Failure Detection mit kontrollierter Control Plane. Statt „Hello-Timer extrem klein“ ist BFD häufig die robustere Lösung.

Für BFD-Grundlagen ist RFC 5880 eine gute Referenz. Für Cisco-spezifische Implementierung und Plattformgrenzen sind die Konfigurationsleitfäden entscheidend, z. B. die Cisco IOS XE Configuration Guides.

Overload Bit: Wartung und Schutz vor Blackholing

Ein häufig unterschätztes Profi-Feature ist das Overload Bit. Es signalisiert: „Dieser Router sollte nicht als Transit genutzt werden.“ Das ist ideal für Wartungsfenster oder Hochfahrphasen, weil Sie so verhindern, dass ein Router Verkehr übernimmt, bevor er bereit ist (z. B. bevor BGP, VRF-Leaks oder Policies stabil sind).

Route Redistribution: Der schnellste Weg in die Unwartbarkeit

Wie bei OSPF ist Redistribution auch in IS-IS ein Risikofaktor, insbesondere wenn externe Routen ungefiltert in die IGP-Domäne gelangen. In großen Netzen sollte die IGP primär Infrastruktur- und Standortpräfixe transportieren, nicht „das ganze Internet“ oder riesige BGP-Tabellen.

Operationalisierung: Was Sie im Day-2-Betrieb regelmäßig prüfen sollten

IS-IS ist dann „langweilig“, wenn Sie es beobachten und Drift vermeiden. Ein praxistauglicher Betriebsstandard umfasst wiederkehrende Checks, die Skalierung und Stabilität sichern.

Typische Fallstricke und wie Sie sie vermeiden

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