之所以称为双向，是因为BFD协议通过三次握手机制， 能提供链路来回两个方向的连通性检测。 BFD可以快速检测到转发路径上的接口和链路故障、节 点的转发引擎故障等，并把故障通知上层协议，使上层 协议能够快速收敛。检测时间是毫秒级。 BFD可用于检测任何形式的路径，包括直接相连的物理 链路、虚电路、隧道、MPLS LSP乃至多跳的路由通道 。甚至对于单向链路（如MPLS TE隧道），只要有回 来的路径，都可以检测。
内容提要
• BFD协议概述 • BFD协议工作原理 • BFD协议应用场景
BFD工作原理

BFD是一个简单的“Hello”协议，在很多方面，它与 那些著名的路由协议的邻居检测部分相似。


一对系统在它们之间的所建立会话的通道上周期性的发 送检测报文，如果某个系统在足够长的时间内没有收到 对端的检测报文，则认为在这条到相邻系统的双向通道 的某个部分发生了故障。 在某些条件下，为了减少负荷，系统之间的发送和接收 速率需要协商。

1、OSPF邻居建立。
2、OSPF在发送HELLO时触发本端的BFD模块初始化BFD会话。
3、通过邻居间的BFD的三次握手建立BFD会话。
OSPF BFD故障检测
4 OSPF neighbors
OSPF 3
BFD BFD neighbors 2 BFD
OSPF 3
1
172.16.10.2 172.18.0.1 Router A

BFD会话初始化

BFD会话建立
BFD会话初始化

在BFD会话建立过程中的初始化阶段，会话两端的系 统可能是主动角色或被动角色（由应用决定，如 OSPF, ISIS等），但至少有一端为主动角色。


当两端都为主动角色时，两端的系统一开始都要向对端 发送Your Discriminator为0的BFD控制报文，直到两端 学到对端的Discriminator，然后开始建立会话。 一端主动、一端被动时，主动方首先发送报文，然后由 应用把对端的Discriminator携带回来给主动方。 直到 两端学到对端的Discriminator，然后开始建立会话。
BFD会话建立
在会话建立过程中一共有3个状态，两个用于建立会话（INIT和UP），另一个用 于检测会话down（DOWN）。会话建立和会话拆除过程都是三次握手的过程， 以确保两端系统都知晓会话状态的改变。
BFD会话建立
A
down
Packet Transmit
B
down
down=>init down=>init init =>up init =>up Point of changing state (in sending packet) Point of changing state (local)


HELLO报文的侦测时间一般都大于1秒，这个时间对于 一些特殊的应用来说太长了，无法侦测和发现在短时间 内发生的链路状态。 当路由协议不在运行状态的时候，HELLO报文机制也 没有被支持。

于是就产生了一种在双向路由引擎之间建立一条路径 的检测方法－BFD
BFD概述

BFD (Bi-directional Forwarding Detection) ，即双向 转发检测，为各种上层控制协议提供一种通用的低开 销快速故障检测服务。
BFD检测模式

异步模式（asynchronous mode）
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Βιβλιοθήκη （demand mode）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，协议继续保持沉默。
BFD协议原理
课程目标
• • • • 了解BFD报文类型 了解BFD会话建立过程 掌握BFD检测原理 了解BFD应用场景
内容提要
• BFD协议概述 • BFD协议工作原理 • BFD协议应用场景
BFD产生背景


当数据速率到吉比特时，故障感应时间长代表着大量 数据的丢失。相邻系统间快速侦测通讯失效的需求日 益增多，而且也显得越来越重要。 在没有硬件信号发送的情况下，以前的路由协议通常 采用发送HELLO报文的侦测机制。
A forwarding platform
MSG9000 XA 1 MSG9000 BJ
1
SY 1 NJ
1
MSG9000
MSG9000
SS10
CD 1 XA 2
SH 1
BJ 2
WH 1
SY 2
GZ 1 NJ 2
SS10
SS10
SS10
MSG9000
CD 2
MSG9000 SH 2 WH 2 GZ 2

辅助功能——回声功能（echo function）
本地发送一系列BFD回声报文，远端系统通过它的转发通道将它们 环回回来。如果本地系统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。
BFD报文格式
Sta：BFD本地状态。 My Discreaminator：BFD会话连接本地标识符。BFD系统生成的、唯一且非0的标识符， 用于唯一的确定远端和本端之间的BFD会话。
Your Discreaminator：BFD会话连接远端标识符。从远端系统收到的BFD会话标识符，和 远端系统的“My Discreaminator”字段对应。初始化时为0。
BFD会话建立过程
BFD检测前，需要在通道两端建立对等会话，会话建 立以后以协商后的速率各自向对端发送BFD的控制报 文来实现故障检测。

会话建立过程是一个三次握手的过程，经过此过程后两端的会话变为Up状态
OSPF BFD会话建立
OSPF
2 BFD
1 OSPF neighbors
BFD neighbors 3
BFD
172.16.10.1 Router B 172.17.0.1
OSPF
2
172.16.10.2 172.18.0.1 Router A
思考题


BFD有哪2种协议报文？ BFD的工作原理是什么？
B forwarding platform

BFD可以为P节点提供快速检测相邻节点或链路故障的能力，在BFD检测到这种故障 时，触发FRR机制，完成切换工作，从而保证用户数据业务损失降低到最小。
应用于媒体网管和核心网的可靠连接

BFD协议完全可以融入媒体网关平台中，这时它用于保持网关与边缘路 由器间的连接。BFD能检测到介入以太网段或独立网段的故障，它在网 关与路由器间交替构建冗余路径，一旦检测到故障并得到确认，BFD便 可以在所有路由、传输及隧道系统中触发相应倒换机制，保证网络的可 靠。
172.16.10.1 Router B 172.17.0.1

1、链路出现故障。
2、BFD检测到故障，BFD邻居撤消。 3、BFD通知其支撑的应用模块连接断链。 4、BFD支撑的应用OSPF通知邻居断链。
内容提要
• BFD协议概述 • BFD协议工作原理 • BFD协议应用场景
应用于快速重路由