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BFD 技术白皮书BFD 技术白皮书关键词:BFD摘 要:BFD 是用来实现快速故障检测的标准协议。本文对 BFD 技术实现和典型组网应用进行介绍。缩略语:字段 英文全名 中文解释BFD Bidirectional Forwarding Detection 双向转发检测UDP User Datagram Protocol 用户数据报协议目 录1 概述1.1 产生背景1.2 技术优点2 BFD 技术实现2.1 BFD 实现简介2.2 BFD 报文2.2.1 BFD 控制报文2.2.2 BFD Echo 报文2.3 BFD 会话连接建立2.4 定时器协商2.5 故障检测3 典型组网应用3.1 路由协议与 BFD 联动典型组网应用3.2 快速重路由与 BFD 联动典型组网应用3.3 VRRP 与 BFD 联动典型组网应用4 参考文献1 概述1.1 产生背景为了保护关键应用,网络中会设计有一定的冗余备份链路,网络发生故障时就要求网络设备能够快速检测出故障并将流量切换至备份链路以加快网络收敛速度。目前有些链路(如 POS)通过硬件检测机制来实现快速故障检测。但是某些链路(如以太网链路)不具备这样的检测机制。此时,应用就要依靠上层协议自身的机制来进行故障检测,上层协议的检测时间都在 1 秒以上,这样的故障检测时间对某些应用来说是不能容忍的。某些路由协议如 OSPF、IS-IS 虽然有 Fast Hello 功能来加快检测速度,但是检测时间也只能达到 1 秒的精度,而且 Fast Hello 功能只是针对本协议的,无法为其它协议提供快速故障检测。1.2 技术优点BFD 协议就是在这种背景下产生的,提供了一个通用的标准化的介质无关和协议无关的快速故障检测机制。具有以下优点: 对网络设备间任意类型的双向转发路径进行故障检测,包括直连物理链路、虚电路、隧道、MPLS LSP、多跳路由路径以及单向链路等。 可以为不同的上层应用服务,提供一致的快速故障检测时间。 提供小于 1 秒的检测时间,从而加快网络收敛速度,减少应用中断时间,提高网络的可靠性。2 BFD 技术实现2.1 BFD 实现简介BFD 在两台网络设备上建立会话,用来检测网络设备间的双向转发路径,为上层应用服务。BFD本身并没有邻居发现机制,而是靠被服务的上层应用通知其邻居信息以建立会话。会话建立后会周期性地快速发送 BFD 报文,如果在检测时间内没有收到 BFD 报文则认为该双向转发路径发生了故障,通知被服务的上层应用进行相应的处理。下面以 OSPF 与 BFD 联动为例,简单介绍会话工作流程。1. BFD 会话建立流程图 1 BFD 会话建立流程图(1) OSPF 通过自己的 Hello 机制发现邻居并建立连接;(2) OSPF 在建立了新的邻居关系后,将邻居信息(包括目的地址和源地址等)通告给 BFD;(3) BFD 根据收到的邻居信息建立会话。2. BFD 故障发现处理流程图 2 BFD 故障发现处理流程图(1) 被检测链路出现故障;(2) BFD 检测到链路故障,拆除 BFD 邻居会话;(3) BFD 通知本地 OSPF 进程 BFD 邻居不可达;(4) 本地 OSPF 进程中断 OSPF 邻居关系BFD 有两种操作模式:异步模式和查询模式。目前 Comware 只支持异步模式。在此模式下,会话两端周期性地发送 BFD 控制报文,根据是否能收到对端的 BFD 控制报文来检测会话状态。另外,Comware 还支持回声功能。回声功能启动后,会话的一端周期性地发送 BFD Echo 报文,对端不对此报文进行处理,而只将此报文转发回发送端。根据发送端是否能收到 BFD Echo 报文来检测会话状态。BFD 会话的两端可能是在直连网段(即 IP 报文的一跳),也可能是在不同网段。回声功能只可以检测直连网段故障,即 BFD Echo 报文是单跳发送;而 BFD 控制报文可以检测直连网段和非直连网段的故障,即 BFD 控制报文可以是单跳或多跳发送。2.2 BFD 报文2.2.1 BFD 控制报文BFD 控制报文包括强制部分和可选认证部分。强制部分格式如图 3:图 3 BFD 控制报文可选认证部分格式如图 4:图 4 BFD 控制报文(认证部分)BFD 控制报文各字段含义如表 1:表 1 BFD 控制报文各字段含义字段 含义Vers BFD 协议版本号,目前版本号为 1Diag 诊断码,表明发送方最近一次会话 Down 的原因Sta 发送方 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 UpP 会话参数变化时置位F 如果收到的 BFD 控制报文 P
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