HCIP/HCIE Routing&Switching / Datacom备考宝典系列（十五）BFD知识点全面总结（双向转发检测）

一、技术背景

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

二、故障检测需求及方法

故障检测中的硬件检测特点是能够很快发现故障 但是并不适⽤于所有的传输介质 慢hello机制可以检测到⽹络故障 BFD是快速检测故障机制 能够实现快速故障检测

三、BFD概述

BFD Bidirectional Forwarding Detection 双向转发检测

解决了上述检测机制的不足 通用 标准化 介质无关 协议无关 为上层协议服务 全网统一的检测机制 用于快速检测 监控网络中链路或路由转发连通状况 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是⼀个与协议⽆关、介质⽆关的快速检测协议

四、BFD工作机制

本身没有发现机制 靠上层协议通知 建立BFD会话 周期性发送BFD控制报文进行检测-10次/1s 检测到故障后 再通知上层协议

上层协议通过自己的Hello机制发现邻居并建立连接 上层协议再建立了新的邻居关系时 将邻居的参数及检测参数都通告给BFD BFD根据收到的参数进行计算并建立邻居 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

五、BFD状态机制

BFD状态机的建立和拆除都采用三次握手 以确保两端系统都能知道状态的变化 状态迁移规则：对端状态变化 检测定时器超时

六、BFD会话工作方式

BFD是公有技术 不同的厂商之间也都支持

BFD会话的建⽴有两种⽅式 即静态建⽴BFD会话和动态建⽴BFD会话 静态和动态创建BFD会话的主要区别在于 本地标识符（Local Discriminator）和远端标识符（Remote Discriminator）的 配置⽅式不同 BFD通过控制报⽂中的Local Discriminator和Remote Discriminator区分不同的会话 静态配置BFD会话是指通过命令行、手工配置、BFD 会话参数 包括本地标识符和远端标识符等 静态建⽴BFD会话时 动态分配本地标⽰符 系统通过划分标识符区域的⽅式 来区分静态BFD会话和动态BFD会话

七、BFD报文格式

使用组播地址=224.0.0.184 封装在UDP下

八、BFD运行模式

九、BFD应用场景

检测IP链路 BFD单臂回声功能 与接口状态联动 与静态路由联动 与RIP联动 与OSPF联动 与IS-IS联动 与BGP联动 与MPLS联动 与IPv6联动 与Smart Link联动 -STP优化技术 与VRRP联动

1 BFD检测IP链路

在IP链路上建立BFD会话 利用BFD检测机制快速检测故障 BFD检测IP链路支持单跳检测和多跳检测

2 BFD单臂回声功能

对于有一端不支持BFD的环境 通过BFD报文的环回操作检测转发链路的连通性 注 单臂回声功能只适用于单跳BFD会话中 BFD单臂可以用于直连的两台设备

3 BFD与接口状态联动

关联接口状态 提高了接口感应链路故障的灵敏度 减少了非直连链路故障导致的问题

二层情况下 没有IP地址也可以照样工作 与接口关联

4 BFD与静态路由联动

与动态路由协议不同 静态路由本身没有检测机制 所以当网络发生故障的时候 需要管理员介入 BFD为静态路由绑定会话 检测链路故障（由Up转为Down后） BFD会将故障上报路由管理系统 由路由管理模块将这条路由设置为“非激活”状态 （此条留有不可用 从IP路由表中删除）Inactive 静态路由的缺点：需要管理员介入 没有错误检测机制

5 BFD与OSPF联动

将BFD和OSPF关联起来 通过BFD对链路故障的快速感应进而通知OSPF协议 从而加快OSPF协议对于网络拓扑变化的响应 在不使⽤BFD检测机制的情况下 通过以太⽹链路建⽴邻居关系的OSPF路由器 在链路故障之后最⻓需要40秒才会中断邻居关系 OSPF邻居之间发送hello时间10s ，死亡时间为4倍的hello时间40s

6 BFD与BGP联动

BGP协议通过周期性的向对等体发送Keeplive报文来实现邻居检测机制 但这种机制检测到故障所需时间比较长 超过1s 当数据达到吉比特速率级别时 将会导致大量的数据丢失 利用BFD的快速检测机制 迅速发现BGP对等体间链路的故障 并报告给BGP协议 从而实现BGP路由的快速收敛 Keeplive-60s

7 BGP与VRRP联动

将BFD应用于Backup对Master的检测 VRRP通过监视BFD会话状态实现主备快速切换 切换时间控制在50ms以内

十、BFD配置

BFD快速检测机制，默认检测报⽂发送时间间隔1000ms