BFD、Track联动

BFD简介：

BFD（Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测）是一个通用的、标准化的、介质无关和协议无关的快速故障检测机制，用于检测IP网络中链路的连通状况，保证设备之间能够快速检测到通信故障，以便能够及时采取措施，保证业务持续运行。

BFD可以为各种上层协议（如路由协议、MPLS等）快速检测两台设备间双向转发路径的故障。上层协议通常采用Hello报文机制检测故障，所需时间为秒级，而BFD可以提供毫秒级检测。

实际应用中，BFD可以用来进行单跳和多跳检测：

· 单跳检测：是指对两个直连设备进行IP连通性检测，这里所说的“单跳”是IP的一跳。

· 多跳检测：BFD可以检测两个设备间任意路径的链路情况，这些路径可能跨越很多跳。

1.1.1  BFD会话的建立与拆除

BFD本身并没有发现机制，而是靠被服务的上层协议通知来建立会话，具体过程如下：

(1)      上层协议通过自己的Hello机制发现邻居并建立连接；

(2)      上层协议在建立新的邻居关系后，将邻居的参数及检测参数（包括目的地址和源地址等）通告给BFD；

(3)      BFD根据收到的参数建立BFD会话。

当网络出现故障时：

(1)      BFD检测到链路故障后，拆除BFD会话，通知上层协议邻居不可达；

(2)      上层协议中止邻居关系；

(3)      如果网络中存在备用路径，设备将选择备用路径进行通信。

1.1.2  BFD会话的工作方式和检测模式

BFD会话通过下面两种报文来实现：

· echo报文：封装在UDP报文中传送，其UDP目的端口号为3785。

· 控制报文：封装在UDP报文中传送，对于单跳检测其UDP目的端口号为3784，对于多跳检测其UDP目的端口号为4784。

1. echo报文方式

本端发送echo报文建立BFD会话，对链路进行检测。对端不建立BFD会话，只需把收到的echo报文转发回本端。

当BFD会话工作于echo报文方式时，仅支持单跳检测，并且不受检测模式的控制。

2. 控制报文方式

链路两端通过周期性发送控制报文建立BFD会话，对链路进行检测。

BFD会话建立前有两种模式：主动模式和被动模式。

· 主动模式：在建立会话前不管是否收到对端发来的BFD控制报文，都会主动发送BFD控制报文；

· 被动模式：在建立会话前不会主动发送BFD控制报文，直到收到对端发送来的控制报文。

通信双方至少要有一方运行在主动模式才能成功建立起BFD会话。

BFD会话建立后有两种模式：异步模式和查询模式。

· 异步模式：设备周期性发送BFD控制报文，如果在检测时间内没有收到对端发送的BFD控制报文，则认为会话down。

· 查询模式：设备周期性发送BFD控制报文，但是对端（缺省为异步模式）会停止周期性发送BFD控制报文。如果通信双方都是查询模式，则双方都停止周期性发送BFD控制报文。当需要验证连接性的时候，设备会以协商的周期连续发送几个P比特位置1的BFD控制报文。如果在检测时间内没有收到返回的报文，就认为会话down；如果收到对方回应的F比特位置1的报文，就认为连通，停止发送报文，等待下一次触发查询。

另外，也可以链路两端通过发送控制报文建立和保持BFD会话，任意一端通过发送echo报文检测链路状态。

静态路由、Track与BFD联动配置举例

1. 功能需求

Router A、Router B和Router C连接了20.1.1.0/24和30.1.1.0/24两个网段，在路由器上配置静态路由以实现两个网段的互通，并配置路由备份以提高网络的可靠性。

Router A作为20.1.1.0/24网段内主机的缺省网关，在Route A上存在两条到达30.1.1.0/24网段的静态路由，下一跳分别为Router B和Router C。这两条静态路由形成备份，其中：

· 下一跳为Router B的静态路由优先级高，作为主路由。该路由可达时，Router A通过Router B将报文转发到30.1.1.0/24网段。

· 下一跳为Router C的静态路作为备份路由。

· 在Router A上通过静态路由、Track与BFD联动，实时判断主路由是否可达。当主路由不可达时，BFD能够快速地检测到路由故障，使得备份路由生效，Router A通过Router C和Router B将报文转发到30.1.1.0/24网段。

同样地，Router B作为30.1.1.0/24网段内主机的缺省网关，在Route B上存在两条到达20.1.1.0/24网段的静态路由，下一跳分别为Router A和Router C。这两条静态路由形成备份，其中：

· 下一跳为Router A的静态路由优先级高，作为主路由。该路由可达时，Router B通过Router A将报文转发到20.1.1.0/24网段。

· 下一跳为Router C的静态路作为备份路由。

· 在Router B上通过静态路由、Track与BFD联动，实时判断主路由是否可达。当主路由不可达时，BFD能够快速地检测到路由故障，使得备份路由生效，Router B通过Router C和Router A将报文转发到20.1.1.0/24网段。

2. 拓扑图

静态路由、Track与BFD联动配置组网图

3. 配置步骤

(1)      按照拓扑图配置各接口的IP地址，具体配置过程略。

(2)      配置Router A

# 配置到达30.1.1.0/24网段的静态路由：下一跳地址为10.2.1.2，优先级为缺省值60，该路由与Track项1关联。

system-view

[RouterA] ip route-static 30.1.1.0 24 10.2.1.2 track 1

# 配置到达30.1.1.0/24网段的静态路由：下一跳地址为10.3.1.3，优先级为80。

[RouterA] ip route-static 30.1.1.0 24 10.3.1.3 preference 80

# 配置BFD echo报文的源地址为10.10.10.10。

[RouterA] bfd echo-source-ip 10.10.10.10

# 创建和BFD会话关联的Track项1，检测Router A是否可以与静态路由的下一跳Router B互通。

[RouterA] track 1 bfd echo interface gigabitethernet 2/0/1 remote ip 10.2.1.2 local ip 10.2.1.1

(3)      配置Router B

# 配置到达20.1.1.0/24网段的静态路由：下一跳地址为10.2.1.1，优先级为缺省值60，该路由与Track项1关联。

system-view

[RouterB] ip route-static 20.1.1.0 24 10.2.1.1 track 1

# 配置到达20.1.1.0/24网段的静态路由：下一跳地址为10.4.1.3，优先级为80。

[RouterB] ip route-static 20.1.1.0 24 10.4.1.3 preference 80

# 配置BFD echo报文的源地址为1.1.1.1。

[RouterB] bfd echo-source-ip 1.1.1.1

# 创建和BFD会话关联的Track项1，检测Router B是否可以与静态路由的下一跳Router A互通。

[RouterB] track 1 bfd echo interface gigabitethernet 2/0/1 remote ip 10.2.1.1 local ip 10.2.1.2

(4)      配置Router C

# 配置到达30.1.1.0/24网段的静态路由：下一跳地址为10.4.1.2。

system-view

[RouterC] ip route-static 30.1.1.0 24 10.4.1.2

# 配置到达20.1.1.0/24网段的静态路由：下一跳地址为10.3.1.1。

[RouterB] ip route-static 20.1.1.0 24 10.3.1.1