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BFD技术原理及其应用
BFD技术原理及其应用
一、BFD简介
1.BFD(BidirectionalForwardingDetection,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(SynchronousDigitalHierarchy,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:
1BFD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
2BFD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
3BFD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
1流程图
2BFD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BFD
3>BFD根据收到的参数进行计算并建立邻居
3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
1单跳检测:
所说的“单
2多跳检测:
跳,也
3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
1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
2Echo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
1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
2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down
B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
1Simple:
简单字符认证
2MD5MD5认证
3SHA1:
SHA1认证(SecureHashAlgorithm1)
7.BFD的报文格式
1BFD空制报文封装在UDP报文中传送,其UDP端口号为3784
2报文格式
3主要字段释义
1>Vers:
协议的版本号,协议版本为1
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Up
4>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
1RouterA和RouterC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RouterA的接口Ethernet1/1上还使能了BFD检测功能
2RouterA通过RouterB与RouterC互连,RourerA的接口Ethernet1/2运行RIP
进程2。
RouerC的接口Ethernet1/2、RourerB的接口Ethernet1/1和Ethernet1/2上
都运行RIP进程1
3RouterC上配置静态路由,并将静态路由引入RIP进程中,使RouterC有路由发送至RouterA。
RouterA上学习到RouterC发送的静态路由,出接口为
与二层交
换机相连的接口
4在RouterC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RouterC的邻居,并删
除从RouterC学习的路由。
RouterA上学习到RouterC发送的静态路由,出接口
为与RouterB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RouterA。
[RouterA]rip1
[RouterA-rip-1]network192.168.1.0[RouterA-rip-1]quit
[RouterA]interfaceethernet1/1[RouterA-Ethernet1/1]ripbfdenable
[RouterA-Ethernet1/1]quit
[RouterA]rip2
[RouterA-rip-2]network192.168.2.0
[RouterA-rip-2]quit
#配置RouterB。
[RouterB]rip1
[RouterB-rip-1]network192.168.2.0
[RouterB-rip-1]network192.168.3.0
[RouterB-rip-1]quit
#配置RouterC。
[RouterC]rip1[RouterC-rip-1]network192.168.1.0
[RouterC-rip-1]network192.168.3.0[RouterC-rip-1]import-routestatic
[RouterC-rip-1]quit
(2)配置接口BFD参数
#配置RouterA。
[RouterA]bfdsessioninit-modeactive
[RouterA]bfdecho-source-ip11.11.11.11
[RouterA]interfaceethernet1/1
[RouterA-Ethernet1/1]bfdmin-transmit-interval500
[RouterA-Ethernet1/1]bfdmin-receive-interval500
[RouterA-Ethernet1/1]bfddetect-multiplier7
[RouterA-Ethernet1/1]return
(3)RouterC配置静态路由
[RouterC]iproute-static100.1.1.124null0
4.检测结果
5.调试BFD
6.最终结果
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