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10-BFD配置
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在以下路由协议的介绍中所指的路由器及路由器图标，代表了一般意义下的路由器以及运行了路由协议的以太网交换机。为提高可读性，在手册的描述中将不另行说明。
为了减小设备故障对业务的影响、提高网络的可用性，设备需要能够尽快检测到与相邻设备间的通信故障，以便能够及时采取措施，从而保证业务继续进行。
现有的故障检测方法主要包括以下几种：
l 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。
l 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。
l 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。
BFD（Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测）就是为了解决上述检测机制的不足而产生的，它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，保证邻居之间能够快速检测到通信故障，从而快速建立起备用通道恢复通信。
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。
图1-1 BFD会话建立流程图（以OSPF为例）
BFD会话建立过程：
(1) 上层协议通过自己的Hello机制发现邻居并建立连接；
(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（包括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。
图1-2 BFD处理网络故障流程图（以OSPF为例）
当网络出现故障时：
(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。
BFD草案中没有规定检测的时间精度，目前支持BFD的设备大多数提供的是毫秒级检测。
l 单跳检测：BFD单跳检测是指对两个直连系统进行IP连通性检测，这里所说的“单跳”是IP的一跳。
l 多跳检测：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跳，也可能在某些部分发生重叠。
l 双向检测：BFD通过在双向链路两端同时发送检测报文，检测两个方向上的链路状态，实现毫秒级的链路故障检测。（BFD检测LSP是一种特殊情况，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。）
l 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。
l 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。
BFD会话建立前有两种模式：主动模式和被动模式。
l 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；
l 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。
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起会话。
BFD会话建立后有两种模式：异步模式和查询模式。通信双方要求运行在相同的模式。
l 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。
l 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。
l 目前仅支持异步模式。
l 当BFD会话工作于echo报文方式时，不受运行模式控制。
l 在需要显式验证连接性的情况下，系统以协商的周期连续发送几个P比特位置1的BFD控制报文。如果在检测时间内没有收到返回的报文，就认为会话down；如果认为连通，则不再发送报文，等待下一次查询的触发。
会话建立后，可以动态协商BFD的相关参数（例如最小发送间隔、最小接收间隔、初始模式、报文认证等），两端协议通过发送相应的协商报文后采用新的参数，不影响会话的当前状态。
BFD控制报文封装在UDP报文中传送，对于单跳检测其UDP目的端口号为3784，对于多跳检测其UDP目的端口号为4784（也可配置为3784，具体参见配置任务）。BFD echo报文与BFD控制报文格式类似（区别在于字段Desired Min TX Interval和Required Min RX Interval为空），其UDP目的端口号为3785。报文格式如图1-3所示。
图1-3 BFD报文格式图
l Vers：协议的版本号，协议版本为1。
l Diag：本地会话最后一次从up状态转换到其他状态的原因如表1-1：
表1-1 Diag原因描述
|
Diag |
描述 |
|
0 |
无诊断信息（No Diagnostic） |
|
1 |
控制检测超时（Control Detection Time Expired） |
|
2 |
回声功能失效（Echo Function Failed） |
|
3 |
邻居通知会话down（Neighbor Signaled Session Down） |
|
4 |
转发平面重启（Forwarding Plane Reset） |
|
5 |
通道失效（Path Down） |
|
6 |
连接通道失效（Concatenated Path Down） |
|
7 |
管理down（Administratively Down） |
|
8 |
反向链路down（Reverse Concatenated Path Down） |
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9～31 |
保留位（Reserved for future use） |
l 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。
l Poll（P）：设置为1，表示发送方请求进行连接确认，或者发送请求参数改变的确认；设置为0，表示发送方不请求确认。
l Final（F）：设置为1，表示发送方响应一个接收到P比特为1的BFD控制报文；设置为0，表示发送方不响应一个接收到P比特为1的BFD控制报文。
l Control Plane Independent（C）：设置为1，表示发送方的BFD实现不依赖于它的控制平面（即，BFD报文在转发平面传输，即使控制平面失效，BFD仍然能够起作用）；设置为0，表示BFD报文在控制平面传输。
l Authentication Present（A）：如果设置为1，则表示控制报文包含认证字段，并且会话是被认证的。
l Demand（D）：设置为1，表示发送方希望操作在查询模式；设置为0，表示发送方不区分是否操作在查询模式，或者表示发送方不能操作在查询模式。
l Reserved（R）：在发送时设置为0，在接收时忽略。
l Detect Mult：检测时间倍数。即接收方允许发送方发送报文的最大连续丢包数，用来检测链路是否正常。
l Length：BFD控制报文的长度，单位字节。
l My Discriminator：发送方产生的一个唯一的、非0鉴别值，用来区分两个协议之间的多个BFD会话。
l Your Discriminator：接收方收到的鉴别值“My Discriminator”，如果没有收到这个值就返回0。
l Desired Min Tx Interval：发送方发送BFD控制报文时想要采用的最小间隔，单位毫秒。
l Required Min Rx Interval：发送方能够支持的接收两个BFD控制报文之间的间隔，单位毫秒。
l Required Min Echo Rx Interval：发送方能够支持的接收两个BFD回声报文之间的间隔，单位毫秒。如果这个值设置为0，则发送不支持接收BFD回声报文。
l Auth Type：BFD控制报文使用的认证类型。
l Auth Len：认证字段的长度，包括认证类型与认证长度字段。
l OSPF与BFD联动：详细情况请参见“三层技术-IP路由配置指导”中的“OSPF”。
l OSPFv3与BFD联动：详细情况请参见“三层技术-IP路由配置指导”中的“OSPFv3”。
l IS-IS与BFD联动：详细情况请参见“三层技术-IP路由配置指导”中的“IS-IS”。
l IPv6 IS-IS与BFD联动：详细情况请参见“三层技术-IP路由配置指导”中的“IPv6 IS-IS”。
l RIP与BFD联动：详细情况请参见“三层技术-IP路由配置指导”中的“RIP”。
l 静态路由与BFD联动：详细情况请参见“三层技术-IP路由配置指导”中的“静态路由”。
l BGP与BFD联动：详细情况请参见“三层技术-IP路由配置指导”中的“BGP”。
l IPv6 BGP与BFD联动：详细情况请参见“三层技术-IP路由配置指导”中的“IPv6 BGP”。
l PIM与BFD联动：详细情况请参见“IP组播配置指导”中的“PIM”。
l IPv6 PIM与BFD联动：详细情况请参见“IP组播配置指导”中的“IPv6 PIM”。
l MPLS与BFD联动：详细情况请参见“MPLS配置指导”中的“MPLS基本配置”。
l Track与BFD联动：详细情况请参见“可靠性配置指导”中的“Track”。
l IP快速重路由：目前支持快速重路由的有OSPF、RIP、IS-IS和静态路由。详细情况请参见“三层技术-IP路由配置指导”中的“OSPF”、“IS-IS”、“RIP”和“静态路由”。
与BFD相关的协议规范有：
l draft-ietf-bfd-base-09：Protocol Independent Bidirectional Forwarding Detection
l draft-ietf-bfd-v4v6-1hop-10：BFD for IPv4 and IPv6（Single Hop）
l draft-ietf-bfd-multihop-08：BFD for Multihop Paths
l draft-ietf-bfd-generic-05：Generic Application of BFD
BFD基本功能配置，是配置其他协议和BFD联动应用的基础。
在配置BFD基本功能之前，需完成以下任务：
l 配置接口的网络层地址，使相邻节点之间网络层可达
l 配置可支持BFD的路由协议
表1-2 配置BFD基本功能
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
配置BFD会话建立前的会话模式 |
bfd session init-mode { active | passive } |
可选 缺省情况下，BFD会话建立前的会话模式为active |
|
配置多跳BFD控制报文的目的端口号 |
bfd multi-hop destination-port port-number |
可选 缺省情况下，多跳BFD控制报文的目的端口号为4784 |
|
配置echo报文源IP地址 |
bfd echo-source-ip ip-address |
可选 需要注意的是，为了避免对端发送大量的ICMP重定向报文造成网络拥塞，建议不要将BFD echo报文的源IP地址配置为属于该设备任何一个接口所在网段 |
|
进入接口视图 |
interface interface-type interface-number |
- |
|
配置接收echo报文的最小时间间隔 |
bfd min-echo-receive-interval value |
可选 请参见1.1.2 BFD报文格式中的参数Required Min Echo Rx Interval 缺省情况下，接收echo报文的最小时间间隔为400毫秒 |
|
配置发送BFD控制报文的最小时间间隔 |
bfd min-transmit-interval value |
可选 请参见1.1.2 BFD报文格式中的参数Desired Min Tx Interval 缺省情况下，发送BFD控制报文的最小时间间隔为400毫秒 |
|
配置接收BFD控制报文的最小时间间隔 |
bfd min-receive-interval value |
可选 请参见1.1.2 BFD报文格式中的参数Required Min Rx Interval 缺省情况下，接收BFD控制报文的最小时间间隔为400毫秒 |
|
配置检测时间倍数 |
bfd detect-multiplier value |
可选 请参见1.1.2 BFD报文格式中的参数Detect Mult 缺省情况下，检测时间倍数为5 |
如图1-1所示，假如Router A的Desired Min Tx Interval为100毫秒，Required Min Rx Interval为300毫秒，Detect Mult为5；Router B的Desired Min Tx Interval为150毫秒，Required Min Rx Interval为400毫秒，Detect Mult为10。那么会有以下结果：
l Router A的实际发送时间为Router A发送控制报文的最小时间间隔和Router B接收控制报文的最小时间间隔之间的较大值＝Max（100，400）＝400毫秒。
l Router B的实际发送时间为Router B发送控制报文的最小时间间隔和Router A接收控制报文的最小时间间隔之间的较大值＝Max（150，300）＝300毫秒。
l Router A的实际检测时间为Router B的检测时间倍数和Router B的实际发送时间的乘积＝10×300＝3000毫秒。
l Router B的实际检测时间为Router A的检测时间倍数和Router A的实际发送时间的乘积＝5×400＝2000毫秒。
开启BFD模块的Trap功能后，模块会生成级别为notifications的Trap报文，用于报告该模块的重要事件。生成的Trap报文将被发送到设备的信息中心，通过设置信息中心的参数，最终决定Trap报文的输出规则（即是否允许输出以及输出方向）。
表1-3 配置BFD的Trap功能
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
使能BFD的Trap功能 |
snmp-agent trap enable bfd |
可选 缺省情况下，Trap开关打开，BFD发送Trap报文 |
l snmp-agent trap enable bfd命令的详细介绍请参见“网络管理和监控命令参考/SNMP命令”中的snmp-agent trap enable命令。
l 有关信息中心参数的配置请参见“网络管理和监控配置指导”中的“信息中心”。
在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后BFD的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。
在用户视图下执行reset命令可以清除BFD会话的统计信息。
表1-4 BFD显示和维护
|
操作 |
命令 |
|
显示使能的BFD接口信息 |
display bfd interface [ verbose ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] |
|
显示使能的BFD调试信息开关 |
display bfd debugging-switches [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] |
|
显示BFD会话信息 |
display bfd session [ slot slot-number [ all | verbose ] | verbose ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] |
|
清除BFD会话统计信息 |
reset bfd session statistics [ slot slot-number ] |
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