BFD检测是什么

BFD检测是提供一种轻负载、快速检测两台邻接设备之间转发路径连通状态的方法。使用UDP工作，与关联协议联动使用，能够迅速检测链路故障，保障业务不间断运行。

发布时间：2022-12-01
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1 背景

随着网络应用的大力发展，网络发生中断可能会影响到业务的正常运行并造成重大的损失。为了减少链路、设备故障业务的影响，提高网络的可靠性，需要快速检测到与相邻设备的通信故障，采取措施，保障业务的正常运行。现有通过硬件检测相邻硬件设备是可以很快感知到设备是否发生异常，但是并不是所有的介质都能过硬件检测，存在通用性问题；还可以使用hello包机制检测相邻的设备是否发生故障，但是这种机制故障所需的时间通常是秒级，对于高速数据传输时代，超过1秒的检测时间还是会导致大量数据丢失，业务延迟。所以BFD（Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测）的产生可以有效的解决以上问题。

2 BFD检测概述

BFD双向转发检测提供一种轻负载、快速检测两台邻接设备之间转发路径连通状态的方法。为各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。以便能够及时采取措施保障业务。最大程度减小故障对业务的影响，提高网络的可用性。它具有以下优点：

●报文很小，链路负担小。

●不受任何介质、协议的影响。

3 BFD检测工作原理

BFD检测就是在两台设备之间建立BFD会话，持续周期性的互相发送BFD检测报文，通过交互报文的规则判断会话是否已经发生故障，并关闭会话，执行删除路由，调整路径优先级等操作，保障业务流量不间断。

3.1 BFD会话建立

BFD本身没有发现邻居的能力，需要上层协议通知与哪个邻居建立会话。如图3-1所示，两台设备通过一台二层设备相连，两台设备同时运行OSPF和BFD。

图3-1 BFD建立会话

BFD会话建立过程包括如下：

(1) OSPF发现邻居后并与邻居建立连接。

(2) OSPF通知BFD与该邻居建立会话。

(3) BFD与该邻居建立起会话。

3.2 BFD检测过程

BFD会话建立后，开始进行链路检测。周期性地发送BFD控制报文，如果在检测时间内未收到对端发过来的BFD报文，则认为会话Down，通告联动应用，加快应用协议收敛。如图3-2所示，两台设备通过一台二层设备相连，两台设备同时运行OSPF和BFD。

图3-2 BFD会话检测

BFD会话检测到故障后的处理过程描述如下：

(2) DeviceA与DeviceC之间的链路通信发生故障。

(3) DeviceA和DeviceB之间的BFD会话检测到故障。

(4) BFD通知本地运行的OSPF到邻居的转发路径发生故障。

(5) OSPF进行邻居Down过程的处理，如果存在备份转发路径那么将进行协议收敛，从而启用备份转发路径。

3.3 BFD检测模式

BFD包含如下几种检测模式：

●异步模式

在异步模式下，系统之间相互周期性地发送BFD控制报文，如果某个系统在检测时间内没有收到对端发来的BFD控制报文，就宣布会话为Down。

●查询模式

在查询模式下，假定每个系统都有一个独立的方法用来确认它连接到其他系统。这样一旦一个BFD会话建立起来以后，系统停止发送BFD控制报文，除非某个系统需要显式地验证连接性，在需要显式验证连接性的情况下，系统发送一个短序列的BFD控制包，如果在检测时间内没有收到返回的报文就宣布会话为Down，如果收到对端的回应报文，表示转发路径正常。

●回声模式

本地系统周期性的发送BFD回声报文，远端系统通过它的转发通道将它们环回回来。如果本地在检测周期内连续几个回声报文都没有接收到，会话就被宣布为Down。回声功能可以和上述两种检测模式一起使用。采用回声报文的检测功能，不需要远端系统的控制面参与，报文通过远端系统的转发面转回，减少了延迟，相对于发送控制报文可以更快的检测到故障。如果在异步模式下启用回声功能，可以大大减少了控制报文的发送，因为检测工作由回声功能完成；如果在查询模式下启用回声功能，在会话建立后可以完全取消发送控制报文。BFD会话两点必须同时启用回声功能，否则回声功能将不生效。

回声模式包括echo模式和单臂echo模式，单臂Echo模式适用于单跳IP链路的场景，一般用于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功能的情况下，而echo模式要求检测双方都需要配置为echo模式。

4 结论

BFD检测是在TCP/IP五层之间都可以应用的协议，与相关应用联动，基于协议建立邻接的基础上，可以迅速的检测链路发生的故障，并通告联动应用，加快应用协议收敛，这个时间基本在毫秒级别，极大的缩短了链路发现故障时间，提升链路检测故障能力，有效保障业务不间断运行。