BFD原理与配置

BFD技术原理及其配置

BFD（Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测）：全网统一的检测机制，用于快速检测、监控网络中链路或IP路由的转发连通情况。

BFD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：

• 对相邻转发引擎之间的通道提供轻负荷、快速故障检测。这些故障包括接口、数据链路，甚至有可能是转发引擎本身。
• 用单一的机制对任何介质、任何协议层进行实时检测。

BFD背景

BFD原理

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。

会话建立

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。
4. 会话建立以后，BFD开始检测链路故障，并做出快速反应。

BFD故障发生处理流程图

1. 被检测链路出现故障。
2. BFD快速检测到链路故障，BFD会话状态变为Down。
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会话建立方式

BFD会话的建立有两种方式，即静态建立BFD会话和动态建立BFD会话。

静态和动态创建BFD会话的主要区别在于本地标识符（Local Discriminator）和远端标识符（Remote Discriminator）的配置方式不同。BFD通过控制报文中的Local Discriminator和Remote Discriminator区分不同的会话。

• 静态建立BFD会话

  静态建立BFD会话是指通过命令行手工配置BFD会话参数，包括配置本地标识符和远端标识符等，然后手工下发BFD会话建立请求。

• 动态建立BFD会话

  动态建立BFD会话时，系统对本地标识符和远端标识符的处理方式如下：

  • 动态分配本地标识符

    当应用程序触发动态创建BFD会话时，系统分配属于动态会话标识符区域的值作为BFD会话的本地标识符。然后向对端发送Remote Discriminator的值为0的BFD控制报文，进行会话协商。

  • 自学习远端标识符

    当BFD会话的一端收到Remote Discriminator的值为0的BFD控制报文时，判断该报文是否与本地BFD会话匹配，如果匹配，则学习接收到的BFD报文中Local Discriminator的值，获取远端标识符。

BFD监测机制

• BFD的检测机制是两个系统建立BFD会话，并沿它们之间的路径周期性发送BFD控制报文，如果一方在既定的时间内没有收到BFD控制报文，则认为路径上发生了故障。
• BFD提供异步检测模式。在这种模式下，系统之间相互周期性地发送BFD控制报文，如果某个系统连续几个报文都没有接收到，就认为此BFD会话的状态是Down。

BFD会话管理

BFD会话有四种状态：

• Down
• Init
• Up
• AdminDown

会话状态变化通过BFD报文的State字段传递，系统根据自己本地的会话状态和接收到的对端BFD报文驱动状态改变。BFD状态机的建立和拆除都采用三次握手机制，以确保两端系统都能知道状态的变化。

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