BFD技术原理及其应用

1、BFD 技术原理及其应用一、BFD简介1. B F D（ Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测）是一套全网统一的检测机制，用于快速检测、监控网络中链路或者 IP 路由的转发连通状况2. 为了提升现有网络性能，邻居之间必须能快速检测到通信故障，从而更快的建立 起备用通道恢复通信二、常用的故障检测方法1. 硬件检测：例如通过 SDH（Synchronous Digital Hierarchy ，同步数字体系）告 警检测链路故障。硬件检测的优点是可以很快发现故障，但并不是所有介质都能 提供硬件检测2. 慢 Hello 机制：通常采用路由协议中的 Hell

2、o 报文机制。 这种机制检测到故障所 需时间为秒级。对于高速数据传输（例如吉比特速率级）超过 1 秒的检测 时间将导致大量数据丢失；对于时延敏感的业务（例如语音业务）超过1 秒的延迟也是不能接受的。并且，这种机制依赖于路由协议3. 其他检测机制： 不同的协议有时会提供专用的检测机制， 但在系统间互联互通时， 这样的专用检测机制通常难以部署三、BFD的工作机制1. 概述： BFD 提供了一个通用的、标准化的、介质无关、协议无关的快速故障检测 机制，可以为各上层协议如路由协议、MPLS等统一地快速检测两台路由器间双向转发路径的故障 BFD 在两台路由器上建立会话，用来监测两台路由器间的双向转发路径

3、， 为上层协议服务 BFD本身并没有发现机制，而是靠被服务的上层协议通知其与谁建立会话， 会话建立后如果在检测时间内没有收到对端的BFD 控制报文则认为发生故障，通知被服务的上层协议，上层协议进行相应的处理2. BFD的工作流程 流程图 BFD的建立过程1> 上层协议通过自己的 Hello 机制发现邻居并建立连接包括2> 上层协议在建立了新的邻居关系时， 将邻居的参数及检测参数都 目的地址和源地址等）通告给 BFD3> BFD 根据收到的参数进行计算并建立邻居 故障出现时的处理方式1> BFD 检测到链路 / 网络故障2> 拆除 BFD 邻居会话3> BFD

4、 通知本地上层协议进程 BFD 邻居不可达4> 本地上层协议中止上层协议邻居关系5> 如果网络中存在备用路径，路由器将选择备用路径是毫秒级检测3. BFD的检测方式 单跳检测：所说的“单 多跳检测：跳，也 双向检测：的链路情况，BFD 单跳检测是指对两个直连系统进行 IP 连通性检测，这里”是 IP 的一跳BFD 可以检测两个系统间的任意路径，这些路径可能跨越很多 可能在某些部分发生重叠BFD 通过在双向链路两端同时发送检测报文，检测两个方向上 状态，实现毫秒级的链路故障检测。 (BFD 检测 LSP 是一种特殊 只需在一个方向发送 BFD 控制报文，对端通过其他路径报告链路状况。

5、)4. BFD会话的工作方式 控制报文方式：链路两端会话通过控制报文交互监测链路状态 Echo 报文方式：链路某一端通过发送 Echo 报文由另一端转发回来，实现 对链路的双向监测5. BFD的运行模式 主动模式：在建立会话前不管是否收到对端发来的 BFD 控制报文，都会主 动发送BFD控制报文 被动模式： 在建立会话前不会主动发送 BFD 控制报文， 直到收到对端发送 来的控制报文注：1> 在会话初始化过程中，通信双方至少要有一个运行在主动模式才能成功建 立会话2> BFD 会话建立后有两种模式：异步模式和查询模式3> 通信双方要求运行在相同的模式【目前仅支持异步模式】A

6、异步模式：以异步模式运行的设备周期性地发送BFD 控制报文，如果在检测时间内对端没有收到 BFD 控制报文，则认为会话 downB 查询模式：假定有一个独立的方法，确认自己和对端系统的连通性。这 样， BFD会话建立后，会停止周期发送 BFD 控制报文，除非需要显式 地验证连接性6. BFD的认证方法 Simple ：简单字符认证 MD5 MD5认证 SHA1：SHA1 认证( Secure Hash Algorithm 1)7. BFD的报文格式 BFD空制报文封装在 UDP报文中传送，其 UDP端 口号为3784 报文格式 主要字段释义1> Vers ：协议的版本号，协议版本为 12

7、> Diag ：本地协议最后一次从 up 状态转换到其他状态的原因3> State( Sta )： BFD 会话当前状态，取值为： 0 代表 AdminDown， 1 代表 Down，2 代表 Init ， 3 代表 Up4>Demand(D)：设置为1,表示发送协议希望操作在查询模式；设置为 0,表示发送协议不区分操作在查询模式,或者表示发送协议不 能操作在查询模式5> Poll(P):设置为1,表示发送协议请求进行连接确认，或者发送请求参数改变的确认；设置为 0,表示发送协议不请求确认6> Final (F):设置为1,表示发送协议响应一个接收到P比特为1的B

8、FD控制报文；设置为 0,表示发送协议不响应一个 P 比特为 1 的BFD 控制报文四、BFD的基本配置1. 常用的配置命令2. BFD的显示和维护五、BFD的应用1. 拓扑图BFD的 Echo 报文单跳检测2. 需求分析 Router A 和 Router C 通过二层交换机互连，它们的接口 Ethernet1/1 都 运行 RIP 进程 1。并且 Router A 的接口 Ethernet1/1 上还使能了 BFD 检测功能 Router A 通过 Router B 与 Router C 互连， Rourer A 的接口 Ethernet1/2 运行 RIP进程 2。 Rouer C 的接

9、口 Ethernet1/2 、 Rourer B 的接口 Ethernet1/1 和 Ethernet1/2 上都运行 RIP 进程 1 Router C 上配置静态路由， 并将静态路由引入 RIP 进程中，使 Router C 有 路由发 送至 Router A 。 Router A 上学习到 Router C 发送的静态路由，出接口为与二层交换机相连的接口 在 Router C 和二层交换机之间的链路发生故障后， BFD 能够快速检测链 路中断并通告RIP协议。RIP协议响应BFD会话down,删除与Router C的邻居, 并删除从 Router C 学习的路由。 Router A 上学

10、习到 Router C 发送的静态路由, 出接口为与 Router B 连接的接口3. 配置命令(1) 配置 RIP 基本功能并且在接口上使能 BFD# 配置 Router A 。<RouterA> system-viewRouterA rip 1RouterA-rip-1 network 192.168.1.0 RouterA-rip-1 quitRouterA interface ethernet 1/1 RouterA-Ethernet1/1 rip bfd enableRouterA-Ethernet1/1 quitRouterA rip 2RouterA-rip-2 ne

11、twork 192.168.2.0RouterA-rip-2 quit# 配置 Router B 。<RouterB> system-viewRouterB rip 1RouterB-rip-1 network 192.168.2.0RouterB-rip-1 network 192.168.3.0RouterB-rip-1 quit# 配置 Router C 。<RouterC> system-viewRouterC rip 1 RouterC-rip-1 network 192.168.1.0RouterC-rip-1 network 192.168.3.0 RouterC-rip-1 import-route staticRouterC-rip-1 quit( 2)配置接口 BFD 参数# 配置 Router A 。RouterA bfd session init-mode activeRouterA bfd echo-source-ip 11.11.11.11RouterA interface ethernet 1/1RouterA-Ethernet1/1 bfd min-transmit-interval 500RouterA-Ethernet1/1 bfd min-receive-interval 500RouterA-Ethernet1