BFD技术白皮书..doc

BFD技术白皮书 BFD 关键词：BFD 摘??? 要：BFD是用来实现快速故障检测的标准协议。本文对BFD技术实现和典型组网应用进行介绍。 缩略语： 字段 英文全名 中文解释 BFD Bidirectional Forwarding Detection 双向转发检测 UDP User Datagram Protocol 用户数据报协议 ? 目? 录 1 概述... 3 1.1 产生背景... 3 1.2 技术优点... 3 2 BFD技术实现... 3 2.1 BFD实现简介... 3 2.2 BFD报文... 5 2.2.1 BFD控制报文... 5 2.2.2 BFD Echo报文... 6 2.3 BFD会话连接建立... 7 2.4 定时器协商... 8 2.5 故障检测... 9 3 典型组网应用... 10 3.1 路由协议与BFD联动典型组网应用... 10 3.2 快速重路由与BFD联动典型组网应用... 10 3.3 VRRP与BFD联动典型组网应用... 10 4 参考文献... 10 ? 1? 概述 1.1? 产生背景 为了保护关键应用，网络中会设计有一定的冗余备份链路，网络发生故障时就要求网络设备能够快速检测出故障并将流量切换至备份链路以加快网络收敛速度。目前有些链路（如POS）通过硬件检测机制来实现快速故障检测。但是某些链路（如以太网链路）不具备这样的检测机制。此时，应用就要依靠上层协议自身的机制来进行故障检测，上层协议的检测时间都在1秒以上，这样的故障检测时间对某些应用来说是不能容忍的。某些路由协议如OSPF、IS-IS虽然有Fast Hello功能来加快检测速度，但是检测时间也只能达到1秒的精度，而且Fast Hello功能只是针对本协议的，无法为其它协议提供快速故障检测。 1.2? 技术优点 BFD协议就是在这种背景下产生的，提供了一个通用的标准化的介质无关和协议无关的快速故障检测机制。具有以下优点： ?????????????? 对网络设备间任意类型的双向转发路径进行故障检测，包括直连物理链路、虚电路、隧道、MPLS LSP、多跳路由路径以及单向链路等。 ?????????????? 可以为不同的上层应用服务，提供一致的快速故障检测时间。 ?????????????? 提供小于1秒的检测时间，从而加快网络收敛速度，减少应用中断时间，提高网络的可靠性。 2? BFD技术实现 2.1? BFD实现简介 BFD在两台网络设备上建立会话，用来检测网络设备间的双向转发路径，为上层应用服务。BFD本身并没有邻居发现机制，而是靠被服务的上层应用通知其邻居信息以建立会话。会话建立后会周期性地快速发送BFD报文，如果在检测时间内没有收到BFD报文则认为该双向转发路径发生了故障，通知被服务的上层应用进行相应的处理。下面以OSPF与BFD联动为例，简单介绍会话工作流程。 1. BFD会话建立流程 图1 BFD (1)??????? OSPF通过自己的Hello机制发现邻居并建立连接； (2)??????? OSPF在建立了新的邻居关系后，将邻居信息（包括目的地址和源地址等）通告给BFD； (3)??????? BFD根据收到的邻居信息建立会话。 2. BFD故障发现处理流程 图2 BFD (1)??????? 被检测链路出现故障； (2)??????? BFD检测到链路故障，拆除BFD邻居会话； (3)??????? BFD通知本地OSPF进程BFD邻居不可达； (4)??????? 本地OSPF进程中断OSPF邻居关系 BFD有两种操作模式：异步模式和查询模式。目前Comware只支持异步模式。在此模式下，会话两端周期性地发送BFD控制报文，根据是否能收到对端的BFD控制报文来检测会话状态。 另外，Comware还支持回声功能。回声功能启动后，会话的一端周期性地发送BFD Echo报文，对端不对此报文进行处理，而只将此报文转发回发送端。根据发送端是否能收到BFD Echo报文来检测会话状态。 BFD会话的两端可能是在直连网段（即IP报文的一跳），也可能是在不同网段。回声功能只可以检测直连网段故障，即BFD Echo报文是单跳发送；而BFD控制报文可以检测直连网段和非直连网段的故障，即BFD控制报文可以是单跳或多跳发送。 2.2? BFD报文 2.2.1? BFD控制报文 BFD控制报文包括强制部分和可选认证部分。 强制部分格式如图3： 图3 BFD 可选认证部分格式如图4： 图4 BFD BFD控制报文各字段含义如表1： 表1 BFD 字段 含义 Vers BFD协议版本号，目前版本号为1 Diag 诊断码，表明发送方最近一次会话Down的原因 Sta 发送方BFD会话当前状态，