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10-BFD配置
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· 本文所指的路由器代表运行了路由协议的三层设备。
· BFD功能中所指的“接口”为三层口，包括VLAN接口、三层以太网端口等。三层以太网端口是指被配置为三层模式的以太网端口，有关以太网端口模式切换的操作，请参见“二层技术-以太网交换配置指导”中的“以太网端口配置”。
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：
· 硬件检测：例如通过SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）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。
· 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。
· 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。
· 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。
· 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。
· 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。）
· 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。
· 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。
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会话建立后通信双方均运行在异步模式：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。
当BFD会话工作于echo报文方式时，不受运行模式控制。
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提供了三种认证方式，分别是：
· Simple：简单认证
· MD5：MD5认证
· SHA1：SHA1认证
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
· Vers：协议的版本号，协议版本为1。
· 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） |
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4 |
转发平面重启（Forwarding Plane Reset） |
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5 |
通道失效（Path Down） |
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6 |
连接通道失效（Concatenated Path Down） |
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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） |
· 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。
· 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。
· 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。
· 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。
· 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。
· 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。
· Reserved（R）：在发送时设置为0，在接收时忽略。
· 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。
· Length：BFD控制报文的长度，单位字节。
· 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。
· 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。
· 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。
· 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。
· 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。
· Auth Type：BFD控制报文使用的认证类型。
· Auth Len：认证字段的长度，包括认证类型与认证长度字段。
· 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”。
· 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”。
· 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”。
· 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”。
· 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”。
· 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”。
· 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”。
· PIM与BFD联动：详细情况请参见“IP组播配置指导”中的“PIM”。
· IPv6 PIM与BFD联动：详细情况请参见“IP组播配置指导”中的“IPv6 PIM”。
· Track与BFD联动：详细情况请参见“可靠性配置指导”中的“Track”。
· 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：
· RFC 5880：Bidirectional Forwarding Detection (BFD)
· RFC 5881：Bidirectional Forwarding Detection (BFD) for IPv4 and IPv6 (Single Hop)
· RFC 5882：Generic Application of Bidirectional Forwarding Detection (BFD)
· RFC 5883：Bidirectional Forwarding Detection (BFD) for Multihop Paths
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：
· 配置接口的网络层地址，使相邻节点之间网络层可达
· 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 |
|
配置接口的认证方式 |
bfd authentication-mode { md5 key-id [ cipher ] key | sha1 key-id [ cipher ] key | simple key-id [ cipher ] password } |
可选 缺省情况下，接口为不认证方式 |
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：
· 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。
· 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。
· 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。
· 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。
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1-3 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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