BFD檢測是什么

BFD檢測是提供一種輕負載、快速檢測兩臺鄰接設備之間轉發路徑連通狀態的方法。使用UDP工作，與關聯協議聯動使用，能夠迅速檢測鏈路故障，保障業務不間斷運行。

發布時間：2022-12-01
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1 背景

隨著網絡應用的大力發展，網絡發生中斷可能會影響到業務的正常運行并造成重大的損失。為了減少鏈路、設備故障業務的影響，提高網絡的可靠性，需要快速檢測到與相鄰設備的通信故障，采取措施，保障業務的正常運行。現有通過硬件檢測相鄰硬件設備是可以很快感知到設備是否發生異常，但是并不是所有的介質都能過硬件檢測，存在通用性問題；還可以使用hello包機制檢測相鄰的設備是否發生故障，但是這種機制故障所需的時間通常是秒級，對于高速數據傳輸時代，超過1秒的檢測時間還是會導致大量數據丟失，業務延遲。所以BFD（Bidirectional Forwarding Detection，雙向轉發檢測）的產生可以有效的解決以上問題。

2 BFD檢測概述

BFD雙向轉發檢測提供一種輕負載、快速檢測兩臺鄰接設備之間轉發路徑連通狀態的方法。為各上層協議如路由協議、MPLS等快速檢測兩臺設備間雙向轉發路徑的故障。以便能夠及時采取措施保障業務。最大程度減小故障對業務的影響，提高網絡的可用性。它具有以下優點：

●報文很小，鏈路負擔小。

●不受任何介質、協議的影響。

3 BFD檢測工作原理

BFD檢測就是在兩臺設備之間建立BFD會話，持續周期性的互相發送BFD檢測報文，通過交互報文的規則判斷會話是否已經發生故障，并關閉會話，執行刪除路由，調整路徑優先級等操作，保障業務流量不間斷。

3.1 BFD會話建立

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。如圖3-1所示，兩臺設備通過一臺二層設備相連，兩臺設備同時運行OSPF和BFD。

圖3-1 BFD建立會話

BFD會話建立過程包括如下：

(1) OSPF發現鄰居后并與鄰居建立連接。

(2) OSPF通知BFD與該鄰居建立會話。

(3) BFD與該鄰居建立起會話。

3.2 BFD檢測過程

BFD會話建立后，開始進行鏈路檢測。周期性地發送BFD控制報文，如果在檢測時間內未收到對端發過來的BFD報文，則認為會話Down，通告聯動應用，加快應用協議收斂。如圖3-2所示，兩臺設備通過一臺二層設備相連，兩臺設備同時運行OSPF和BFD。

圖3-2 BFD會話檢測

BFD會話檢測到故障后的處理過程描述如下：

(2) DeviceA與DeviceC之間的鏈路通信發生故障。

(3) DeviceA和DeviceB之間的BFD會話檢測到故障。

(4) BFD通知本地運行的OSPF到鄰居的轉發路徑發生故障。

(5) 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。

3.3 BFD檢測模式

BFD包含如下幾種檢測模式：

●異步模式

在異步模式下，系統之間相互周期性地發送BFD控制報文，如果某個系統在檢測時間內沒有收到對端發來的BFD控制報文，就宣布會話為Down。

●查詢模式

在查詢模式下，假定每個系統都有一個獨立的方法用來確認它連接到其他系統。這樣一旦一個BFD會話建立起來以后，系統停止發送BFD控制報文，除非某個系統需要顯式地驗證連接性，在需要顯式驗證連接性的情況下，系統發送一個短序列的BFD控制包，如果在檢測時間內沒有收到返回的報文就宣布會話為Down，如果收到對端的回應報文，表示轉發路徑正常。

●回聲模式

本地系統周期性的發送BFD回聲報文，遠端系統通過它的轉發通道將它們環回回來。如果本地在檢測周期內連續幾個回聲報文都沒有接收到，會話就被宣布為Down。回聲功能可以和上述兩種檢測模式一起使用。采用回聲報文的檢測功能，不需要遠端系統的控制面參與，報文通過遠端系統的轉發面轉回，減少了延遲，相對于發送控制報文可以更快的檢測到故障。如果在異步模式下啟用回聲功能，可以大大減少了控制報文的發送，因為檢測工作由回聲功能完成；如果在查詢模式下啟用回聲功能，在會話建立后可以完全取消發送控制報文。BFD會話兩點必須同時啟用回聲功能，否則回聲功能將不生效。

回聲模式包括echo模式和單臂echo模式，單臂Echo模式適用于單跳IP鏈路的場景，一般用于兩臺直接相連的設備中，其中一臺設備支持BFD功能，另一臺設備不支持BFD功能的情況下，而echo模式要求檢測雙方都需要配置為echo模式。

4 結論

BFD檢測是在TCP/IP五層之間都可以應用的協議，與相關應用聯動，基于協議建立鄰接的基礎上，可以迅速的檢測鏈路發生的故障，并通告聯動應用，加快應用協議收斂，這個時間基本在毫秒級別，極大的縮短了鏈路發現故障時間，提升鏈路檢測故障能力，有效保障業務不間斷運行。

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