RG-N18000系列交換機BFD技術解析
雙向轉發檢測協議(BFD)提供了一種快速故障檢測機制。使得網絡出現故障的時候可以快速的檢測到,并且迅速的通過切換到備用的路徑,以保證網絡系統的可靠性。大大提升了網絡設備的可用性,方便了用戶的使用。銳捷網絡云架構網絡核心交換機RG-N18000系列支持BFD功能,滿足企業網和運營商客戶對核心高穩定性的需求。
雙向轉發檢測協議BFD(Bidirectional Forwarding Detection,雙向轉發檢測)協議提供一種輕負載、快速檢測網絡設備之間轉發路徑連通狀態的方法。協議鄰居通過該方式可以快速檢測到轉發路徑的連通故障,加快啟用備份轉發路徑,提升現有網絡的穩定性。
BFD 提供的檢測機制與所應用的接口介質類型、封裝格式、以及關聯的上層協議如OSPF①、BGP②、RIP③等無關。BFD在兩臺路由器之間建立會話,通過快速發送檢測故障消息給正在運行的路由協議,以觸發路由協議重新計算路由表,大大減少整個網絡的收斂時間。BFD本身沒有發現鄰居的能力,需要上層協議通知與哪個鄰居建立會話。
圖1 BFD建立流程圖
如上圖所示,假設兩臺路由器通過一臺二層交換機相連,兩臺路由器同時運行OSPF和BFD。BFD會話的建立過程如下:
第1步:OSPF發現鄰居后并與鄰居建立連接
第2步:OSPF通知BFD與該鄰居建立會話
第3步:BFD與該鄰居建立起會話
BFD使用三次握手的機制來建立會話,發送方在發送BFD控制報文時會在Sta字段填入本地當前的會話狀態,接收方根據收到的BFD控制報文的Sta字段以及本地當前會話狀態來進行狀態機的遷移,建立會話。如下圖:
圖2 BFD建立會話連接建立
路由器1和路由器2的BFD與上層應用聯動之后,分別發送狀態為DOWN的BFD控制報文。
路由器2收到對端狀態為DOWN的BFD控制報文后,本地會話狀態由DOWN遷移到INIT,隨后發送的BFD控制報文中將Sta字段填為2表明會話狀態為INIT。路由器1的BFD狀態變化同路由器2。
路由器1收到對端狀態為INIT的BFD控制報文后,本地會話狀態由INIT遷移到UP,隨后發送的BFD控制報文中將Sta字段填為3表明會話狀態為UP。路由器2的BFD狀態變化同路由器1。
之后BFD雙方狀態都為UP,會話成功建立并開始檢測鏈路狀態。
圖3網絡故障處理流程圖
圖3顯示BFD會話檢測到故障后的處理過程:
第1步: 路由器1與交換機之間的鏈路通信發生故障
第2步: 路由器1和路由器2之間的BFD會話檢測到故障
第3步:BFD通知本地運行的OSPF到鄰居的轉發路徑發生故障
第4步:OSPF進行鄰居Down過程的處理,如果存在備份轉發路徑那么將進行協議收斂,從而啟用備份轉發路徑。
結束語:雙向轉發檢測協議(BFD)提供了一種快速故障檢測機制。使得網絡出現故障的時候可以快速的檢測到,并且迅速的通過切換到備用的路徑,以保證網絡系統的可靠性。大大提升了網絡設備的可用性,方便了用戶的使用。銳捷網絡云架構網絡核心交換機RG-N18000系列支持BFD功能,滿足企業網和運營商客戶對核心高穩定性的需求。
① OSPF:Open Shortest Path First,開放式最短路徑優先
② BGP:Border Gateway Protocol,邊界網關協議
③ RIP:Routing Information Protocol,路由信息協議
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