BFD(双向转发检测)理论知识详解(二)
首页 > >   作者:浙江思唯网络  2015年12月20日 12:00 星期日  字号:   评论:0 条
时间:2015-12-20 12:00   评论:0 条 

三、应用场景

1BFD检测IP链路

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

BFD单跳检测:

是指对两个直连系统进行IP连通性检测,“单跳”是IP链路的一跳。

BFD多跳检测:

是指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。

 典型应用一:

        BFD检测单跳链路.png

1 BFD检测单跳链路

如图1所示,BFD检测两台设备之间的IP单跳路径,BFD会话绑定出接口。

 

典型应用二:
       BFD检测多跳链路.png
                                             图2 BFD检测多跳链路

如图2所示,BFD检测SwtichASwtichC之间的IP多跳路径,BFD会话绑定对端IP但不绑定出接口。

 

2BFD单臂回声功能

单臂回声功能是指通过BFD报文的环回操作检测转发链路的连通性。

在两台直接相连的设备中,其中一台设备支持BFD功能,另一台设备不支持BFD功能,只支持基本的网络层转发。为了能够快速的检测这两台设备之间的故障,可以在支持BFD功能的设备上创建单臂回声功能的BFD会话。

支持BFD功能的设备主动发起回声请求功能,不支持BFD功能的设备接收到该报文后直接将其环回,从而实现转发链路的连通性检测功能。

单臂回声功能只适用于单跳BFD会话中。

BFD单臂回声功能.png

1 BFD单臂回声功能

如上图1所示,SwitchA支持BFD功能,SwitchB不支持BFD功能。在SwitchA上配置单臂回声功能的BFD会话,检测SwitchASwitchB之间的单跳路径。

SwitchB接收到SwitchA发送的BFD报文后,直接在网络层将该报文环回,从而快速检测SwitchASwitchB之间的直连链路的连通性。

 

 3、BFD与接口状态联动

BFD与接口状态联动提供一种简单的机制,使得BFD检测行为可以关联接口状态,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。

BFD检测到链路故障会立即上报Down消息到相应接口,使得接口进入一种特殊的Down状态:BFD Down状态。该状态等效于链路协议Down状态,在该状态下只有BFD的报文可以正常处理,从而使接口也可以快速感知链路故障。

BFD与接口状态联动.png

1 BFD与接口状态联动

如上图1所示,链路中间存在其他设备,虽然三层仍是直连,但由于实际物理线路分段,一旦链路故障,两端设备需要比较长的时间才能检测到,导致直连路由收敛慢,网络中断时间长。

SwitchASwitchB上配置BFD会话,配置接口联动后,当BFD检测到链路出现故障,立即上报Down消息到相应接口,使接口进入BFD Down状态。

 

4BFD与静态路由联动

与动态路由协议不同,静态路由自身没有检测机制,当网络发生故障的时候,需要管理员介入。BFD与静态路由联动特性可为公网静态路由绑定BFD会话,利用BFD会话来检测静态路由所在链路的状态。

BFD与静态路由联动可为每条静态路由绑定一个BFD会话,当这条静态路由上绑定的BFD会话检测到链路故障(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(此条路由不可用,从IP路由表中删除)。

当这条静态路由上绑定的BFD会话成功建立或者从故障状态恢复后(由Down转为Up),BFD会上报路由管理模块,由路由管理模块将这条路由设置为“激活”状态(此路由可用,加入IP路由表)。



5BFDOSPF联动

    网络上的链路故障或拓扑变化都会导致路由的重新计算,要提高网络的可用性,缩短路由协议的收敛时间非常重要。由于链路故障无法完全避免,因此,加快故障感知速度并将故障快速通告给路由协议是一种可行的方案。

    BFD与OSPF联动就是将BFDOSPF协议关联起来,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。

    下表1显示了OSPF协议是否绑定BFD时收敛速度的数据。

OSPF协议收敛速度的数据

是否绑定BFD

链路故障检测机制

收敛速度

未绑定BFD

OSPF HELLO keepalive定时器超时

秒级

绑定BFD

BFD会话Down

毫秒级



     BFD与OSPF联动.png 

                                     图1 BFDOSPF联动 

    如上图1所示,SwitchA分别与SwitchCSwitchD建立OSPF邻居关系,SwitchASwitchB的路由出接口为Interface 1,经过SwitchC到达SwitchB。邻居状态到达FULL状态时通知BFD建立BFD会话。

    当SwitchASwitchC之间链路出现故障,BFD首先感知到并通知SwitchASwitchA处理邻居Down事件,重新进行路由计算,新的路由出接口为Interface 2,经过SwitchD到达SwitchB

 

6BFDIS-IS联动

    通常情况下,IS-IS设定发送Hello报文的时间间隔为10秒钟,相邻设备失效的时间一般配置为Hello报文间隔的3倍。若在相邻设备失效时间内没有收到邻居发来的Hello报文,将会删除邻居。设备能感知到邻居故障的时间最小也是秒级。在高速的网络环境中,这将导致报文大量丢失。

    BFD与IS-IS联动是指BFD会话由IS-IS协议动态创建,不再依靠手工配置,当BFD检测到故障时,通过路由管理通知IS-IS协议,由协议进行相应邻居Down处理,快速更新LSP信息和进行增量路由计算,从而实现IS-IS路由的快速收敛。

    使用BFD并不是代替IS-IS协议本身的Hello机制,而是配合IS-IS协议更快的发现邻居方面出现的故障,并及时通知IS-IS重新计算相关路由以便正确指导报文的转发。

    下表1显示了IS-IS协议是否绑定BFD时收敛速度的数据。

IS-IS协议收敛速度的数据

是否绑定BFD

链路故障检测机制

收敛速度

未绑定BFD

hello报文机制

秒级

绑定BFD

BFD会话Down

毫秒级

        BFD与IS-IS联动.png

                                图1 BFDIS-IS联动

    如上图1所示,在各设备上使能了IS-IS功能,在SwitchASwitchB上配置了BFDIS-IS联动。当SwitchASwitchB之间的链路故障时,BFD能够快速检测到故障并通告给IS-IS协议,IS-IS Down掉此接口的邻居,从而触发拓扑计算,同时更新LSP使得其他邻居(如SwitchB的邻居SwitchC)及时收到SwitchB的更新LSP,实现了网络拓扑的快速收敛。



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