BFD技术原理及其应用

1、BFD技术原理及其应用一、BFD简介1. BFD （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Hello报文机制。这种机

2、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， 为上层协议服务 BFD本身并没有

3、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通知本地上层协议进程 BFD邻居不可达4>本地上层

4、协议中止上层协议邻居关系是毫秒级检测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。）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

5、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 dow nB查询模式：假定有一个独立的方法，确认自己和对端

6、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控制报文封装在 UDP报文中传送，其 UDP端 口号为3784 报文格式 主要字段释义2> 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)

7、: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BFD 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

8、，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 的接口 Ethernet1/2 、Rourer B 的接口 Ethernet1/1和Ether net1/2 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

9、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 quitRouterA in terface ethernet 1/1RouterA

10、 七thernet1/1 rip bfd en ableRouterA 七thernet1/1 quit RouterA rip 2RouterA-rip-2 network 192.168.2.0 RouterA-rip-2 quit# 配置 Router B 。<RouterB> system-viewRouterB rip 1RouterB-rip-1 quit# 配置 Router C。<RouterC> system-viewRouterC rip 1RouterC-rip-1 import-route staticRouterC-rip-1 quit(2)配置接口 BFD参数# 配置 Router A。RouterA bfd sessi on in it-mode activeRouterA in terface ethernet 1/1RouterA 七thernet1/1 bfd min-tra nsmit-i nterval 500RouterA 七thernet1/1 bfd min-receive-i nterval 500RouterA 七thernet1/1 bfd detect-m