BFD理論基礎

BFD理論基礎

定義：
雙向轉發檢測BFD（Bidirectional Forwarding Detection）是一種全網統一的檢測機制，用於快速檢測、監控網絡中鏈路或者IP路由的轉發連通情況。 （注：能夠實現快速檢測並監控網絡中鏈路或IP路由的轉發連通狀態，改善網絡性能。相鄰系統之間經過快速檢測發現通訊故障，能夠更快地幫助用戶創建起備份通道以便恢復通訊，保證網絡可靠性。）

---

BFD會話創建方式：
一、靜態創建BFD會話：
靜態創建BFD會話是指經過命令行手工配置BFD會話參數，包括配置本地標識符和遠端標識符等，而後手工下發BFD會話創建請求。
二、動態創建BFD會話：
1）、動態分配本地標識符：
當應用程序觸發動態建立BFD會話時，系統分配屬於動態會話標識符區域的值做爲BFD會話的本地標識符。而後向對端發送Remote Discriminator的值爲0的BFD控制報文，進行會話協商。
2）、自學習遠端標識符：
當BFD會話的一端收到Remote Discriminator的值爲0的BFD控制報文時，判斷該報文是否與本地BFD會話匹配，若是匹配，則學習接收到的BFD報文中Local Discriminator的值，獲取遠端標識符。

---

BFD會話管理：
一、 BFD會話有四種狀態：Down、Init、Up和AdminDown。
二、 BFD狀態機的創建和拆除都採用三次握手機制，以確保兩端系統都能知道狀態的變化。以BFD會話創建爲例：

1）、SwitchA和SwitchB各自啓動BFD狀態機，初始狀態爲Down，發送狀態爲Down的BFD報文。對於靜態配置BFD會話，報文中的Remote Discriminator的值是用戶指定的；對於動態建立BFD會話，Remote Discriminator的值是0；
2）、SwitchB收到狀態爲Down的BFD報文後，狀態切換至Init，併發送狀態爲Init的BFD報文；
3）、SwitchB本地BFD狀態爲Init後，再也不處理接收到的狀態爲Down的報文；
4）、SwitchA的BFD狀態變化同SwitchB；
5）、SwitchB收到狀態爲Init的BFD報文後，本地狀態切換至Up；
6）、SwitchA的BFD狀態變化同SwitchB。

---

BFD特殊應用場景：
一、BFD for Perlink：（ETH-TRUNK透傳二層VLAN場景）
背景：兩臺設備經過Eth-Trunk鏈路直連，Eth-Trunk加入VLAN，若是使用BFD for IP單跳會話綁定VLANIF口檢測鏈路故障，BFD會選擇Eth-Trunk的一條成員鏈路做爲檢測路徑，若是這條成員鏈路故障，而別的成員鏈路正常，BFD會話會檢測Down，因此BFD for IP單跳會話檢測Eth-Trunk鏈路可能會出現BFD誤報的狀況。
原理：BFD for Perlink會話綁定VLANIF口後，BFD會建立一條管理會話，同時還會基於Eth-Trunk的每一個成員口建立一條單播動態BFD子會話。管理會話不進行協商和檢測，只負責處理子會話上報的狀態，並上報上層應用。BFD子會話獨立地進行協商和檢測，並將檢測狀態上報到管理會話。只有當全部子會話的狀態是Down的時候，管理會話的狀態纔會Down。 （注：目前設備支持以單臂回聲模式實現BFD子會話的鏈路檢測； 單臂回聲報文：以本端的VLANIF口的IP地址爲目的地址，以對端vlanif所在設備的MAC爲目的MAC地址，會話的本地標識符和遠端標識符均動態建立。）

二、BFD for Link-bundle：（ETH-TRUNK爲三層口場景）
背景及原理與BFD for Perlink同樣；
BFD for Link-bundle會話由一個主會話以及多個子會話組成，•主會話負責爲Eth-Trunk下每個成員接口建立一個BFD子會話，以及彙總子會話的檢測結果並對Eth-Trunk鏈路的狀態作出最終判斷；只要有一個子會話的狀態爲Up，主會話狀態就爲Up，若是BFD for Link-bundle沒有子會話，則主會話狀態爲Down，通告給上層應用的狀態爲Unknown。

注：
一、V200R002C50及以後版本，配置BFD與傳輸設備對接時，建議配置port-status fast-detect enable命令使能芯片快速感知接口物理狀態變化功能，同時BFD檢測間隔建議配置爲500ms四、1000ms3或者更大值。
二、缺省狀況下，BFD使用組播IP地址224.0.0.184。

---

BFD聯動功能：
一、 配置BFD與接口狀態聯動：（該功能針對綁定出接口且使用缺省組播地址進行檢測的單跳BFD會話）
背景：當直連鏈路中間存在傳輸設備時，與接口自己的鏈路協議故障檢測機制相比，BFD可以更快地檢測到鏈路故障。 爲了將BFD檢測結果更快地通告到應用程序，在設備接口管理模塊中，爲每一個接口增長了一個屬性，即BFD狀態，指的是與該接口綁定的BFD會話的狀態，系統根據接口的鏈路狀態、協議狀態和BFD狀態決定接口的狀態，並將結果通告給應用程序。

1）、system-view，進入系統視圖；
2）、bfd，使能全局BFD功能並進入BFD視圖（默認未使能）；
3）、（可選）default-ip-address ip-address，配置BFD缺省組播IP地址（缺省爲224.0.0.184）；
4）、quit，返回系統視圖
5）、bfd** session-name bind peer-ip default-ip interface interface-type interface-number [ source-ip ip-address ]，創建BFD會話‘
6）、discriminator local discr-value，配置BFD會話的本地標識符；
7）、discriminator remote discr-value，配置BFD會話的遠端標識符；
8）、process-interface-status，配置當前BFD會話與其綁定接口狀態聯動（缺省狀況下，BFD會話不與綁定的接口狀態聯動，即BFD會話狀態的變化不修改接口狀態）；
9）、commit，提交配置。
注：當配置文件中存在process-interface-status命令時，在整機重啓後，考慮到接口的初始狀態必定是Down，因此配置了process-interface-status**命令的BFD會上報一個Down狀態給接口。

二、 配置BFD與接口聯動（觸發與BFD聯動的接口物理狀態變爲Down）：
1）、system-view，進入系統視圖；
2）、oam-mgr，進入OAM管理視圖；
3）、oam-bind ingress bfd-session session-name session-name trigger if-down egress interface interface-type interface-number，配置BFD會話向接口單向傳遞故障消息功能（當BFD會話檢測到故障後，與BFD會話綁定的接口物理狀態變爲Down）；
4）、commit，提交配置。

---

調整BFD參數：
一、 調整bfd檢測時間：
1）、bfd session-name，進入BFD會話視圖；
2）、min-tx-interval interval，配置BFD報文的發送間隔；（默認1000ms）
3）、min-rx-interval interval，配置BFD報文的接收間隔；（默認1000ms）
4）、detect-multiplier multiplier，配置本地檢測倍數；（默認爲3）
注：配置BFD與傳輸設備對接時，建議配置port-status fast-detect enable命令使能芯片快速感知接口物理狀態變化功能。

二、 bfd等待恢復時間：
1）、bfd session-name，進入BFD會話視圖；
2）、wtr wtr-value，配置BFD會話的等待恢復時間；（即BFD會話從狀態Down變爲狀態Up時，BFD等待WTR超時後纔將這個變化通知給上層應用；默認wtr爲0）
3）、commit，提交配置。

三、 bfd會話延遲up時間：
1）、bfd，對本節點使能全局BFD功能並進入BFD視圖；
2）、delay-up time，使能延遲BFD會話Up的功能；（默認爲0）
3）、commit，提交配置。
注：該時間是爲了彌補路由協議Up晚於接口Up的時間差，避免流量回切時查不到路由。

四、 bfd會話震盪抑制：
1）、bfd，進入BFD會話視圖；
2）、dampening timer-interval maximum maximum-milliseconds initial** initial-milliseconds secondary secondary-milliseconds，配置BFD會話的震盪抑制時間（缺省已開啓，時間：第一次6000ms、第二次10000ms，最大缺省值爲20000ms）；
3）、（可選，針對BFD for Link-bundle會話）dampening timer-interval bundle-member maximum bundle-maximum-milliseconds initial bundle-initial-milliseconds secondary bundle-secondary-milliseconds ，配置BFD for Link-bundle的震盪抑制時間（缺省開啓，時間：第一次16000ms、第二次20000ms，最大缺省值爲60000ms**）