BFD技术白皮书 (6)

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1.4.6 BFD与IS-IS联动

通常情况下，ISIS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ISIS联动是指BFD会话由ISIS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ISIS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ISIS路由的快速收敛。使用BFD并不是代替ISIS协议本身的Hello机制，而是配合ISIS协议更快的发现邻居方面出现的故障，并及时通知ISIS重新计算相关路由以便正确指导报文的转发。表1-6显示了IS-IS协议是否绑定BFD时收敛速度的数据。 表1-6 IS-IS协议收敛速度数据 是否绑定BFD 链路故障检测机制 未绑定BFD 绑定BFD hello报文机制 BFD会话Down 收敛速度 秒级 毫秒级 如图1-11所示，在各设备上使能了ISIS功能，在SwitchA和SwitchB上配置了BFD与ISIS联动。当SwitchA和SwitchB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。 图1-11 BFD与IS-IS联动

SwitchASwitchDSwitchBSwitchC

1.4.7 BFD与BGP联动

BGP协议通过周期性的向对等体发送Keepalive报文来实现邻居检测机制，但这种机制检测到故障所需时间比较长，超过1秒钟。当数据达到吉比特速率级别时，将会导致大量的数据丢失。因此，BGP协议通过引入BFD与BGP联动功能，利用BFD的快速检测机制，迅速发现BGP对等体间链路的故障，并报告给BGP协议，从而实现BGP路由的快速收敛。表1-7显示了BGP协议是否绑定BFD时收敛速度的数据。

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表1-7 BGP协议收敛速度的数据 是否绑定BFD 链路故障检测机制 未绑定BFD 绑定BFD keepalive报文机制 BFD会话Down 收敛速度 秒级 毫秒级 如图1-12所示，SwitchA和SwitchB分别属于AS100和AS200，两台路由器直接相连并建立EBGP连接。使用BFD检测SwitchA和SwitchB之间的BGP邻居关系，当SwitchA和SwitchB之间的链路发生故障时，BFD能够快速检测到故障并通告给BGP协议。

图1-12 BFD与BGP联动

BFD sessionAS 100Interface 1 SwitchA200.1.1.1/24EBGPInterface 2200.1.1.2/24AS 200SwitchBBFD session

1.4.8 BFD与MPLS LSP联动

在LSP链路上建立BFD会话，利用BFD检测机制快速检测LSP链路的故障，可以提供端到端的保护。使用BFD检测单向LSP路径时，反向链路可以是IP链路、LSP或TE隧道。检测MPLS LSP的连通性时，BFD会话协商有静态配置BFD和动态创建BFD两种方式，其中，动态创建BFD方式只支持动态LSP，静态配置BFD方式则支持静态和动态LSP。

BFD检测LSP的连通性，即Ingress和Egress之间相互周期性地发送BFD报文。如果任何一端在检测时间内没有收到对端发来的BFD报文，就认为LSP状态为Down，并向LSPM上报LSP Down消息。

如图1-13所示，为简化起见，只考虑从PE1到CE2的流量。当PE1到P1之间的链路发生故障时，PE1可以通过和P1相连的接口感知到故障。但是如果P1到PE2之间的链路发生故障，则PE1无法通过接口感知，这时需要结合BFD与动态LSP联动来进行快速故障检测。

在PE1上有到PE2的动态LSP，配置BFD与动态LSP联动为这条动态LSP建立BFD会话并进行检测，同时在PE1上配置VPN FRR的相关策略，指定保护路径为PE1到PE3。当PE1到P1或者P1到PE2之间的链路发生故障时，PE1上能迅速感知到LSP故障，并触发VPN FRR切换，使流量切换到PE1到PE3、PE3到CE2，实现保护。

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图1-13 BFD与MPLS LSP联动

PE2BFD sessionP1BFD sessionPE1CE2PE3

1.4.9 BFD与MPLS TE联动

BFD和MPLS TE联动是MPLS TE中的一种端到端的快速检测机制，用于快速检测隧道所经过的链路中所发生的故障。传统的检测机制依靠RSVP Hello或者RSVP刷新超时等进行检测，都有检测速度慢的缺点。BFD检测机制采用快速收发报文的机制，完成这些隧道链路故障的快速检测，从而引导承载业务的快速切换，达到保护业务的目的。 BFD支持的MPLS TE类型有：

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静态BFD与TE CR-LSP联动

静态BFD与TE CR-LSP联动使用BFD检测CR-LSP，做到快速发现LSP故障。

BFD会话需要手动配置。

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静态BFD与TE Tunnel联动

静态BFD与TE Tunnel联动使用BFD检测整条TE隧道，触发VPN FRR等应用进行流量切换。

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动态BFD与TE CR-LSP联动

动态BFD与TE CR-LSP联动的作用和静态BFD与TE CR-LSP联动相同。所不同的是建立BFD会话的方式，动态BFD与TE CR-LSP联动的BFD会话动态触发。

其中，BFD与TE Tunnel联动与BFD与CR-LSP联动的区别是故障通告的对象不同。BFD与TE Tunnel联动是向VPN等应用通告故障，触发业务流在不同隧道接口上的切换；BFD与CR-LSP联动是向TE隧道通告故障，触发业务流在同一TE隧道内的不同CR-LSP上的切换。

通过和LSP绑定，在Ingress和Egress之间建立BFD会话。BFD报文从源端开始经过LSP到达宿端，宿端再对该BFD报文进行回应，通过此方式在源端可以快速检测出LSP所经过链路的故障状态。当检测出链路故障以后，BFD将此信息上报给承载在该LSP上面的应用模块，应用再将流量切换到备份路径上。

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BFD与TE CR-LSP联动

如图1-14所示，在设备S1和设备S2之间建立一条主Tunnel，同时配置热备份LSP。在设备S1上建立一个到设备S2的BFD会话，用于检测该Tunnel中的主LSP。当主LSP链路出现故障时，BFD会快速通知设备S1。收到故障信息以后，设备S1会立即将流量切换到热备份LSP上，从而保证流量的不中断性。

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1 BFD

BFD与TE Tunnel联动

如图1-14所示，在设备S1到P2、P2到设备S2之间建立一条主Tunnel，同时在设备S1到P3、P3到设备S2之间建立一条备份Tunnel。在路径设备S1到P2、P2到设备S2上建立一个BFD会话，用于检测主Tunnel的路径。当主链路出现故障时，BFD会快速通知设备S1。收到故障信息以后，S1会立即将流量切换到备份Tunnel上，从而保证了流量的不中断。

图1-14 BFD与MPLS TE联动

S1P2Primary tunnelBackup tunnelP3Primary LspBackup LspS2

1.4.10 BFD与VRRP联动

VRRP的协议关键点是当Master出现故障时，Backup能够快速接替Master的转发工作，保证用户数据流的中断时间尽量短。

当Master出现故障时，VRRP依靠Backup设置的超时时间来判断是否应该抢占，切换速度在1秒以上。将BFD应用于Backup对Master的检测，可以实现对Master故障的快速检测，缩短用户流量中断时间。BFD对Backup和Master之间的实际地址通信情况进行检测，如果通信不正常，Backup就认为Master已经不可用，升级成Master。VRRP通过监视BFD会话状态实现主备快速切换，切换时间控制在50毫秒以内。 如图1-15所示，SwitchA和SwitchB之间配置VRRP备份组建立主备关系，SwitchA为主用设备，SwitchB为备用设备，用户过来的流量从SwitchA出去。在SwitchA和SwitchB之间建立BFD会话，VRRP备份组监视该BFD会话，当BFD会话状态变化时，通过修改备份组优先级实现主备快速切换。

当BFD检测到故障时，上报给VRRP一个BFD检测Down事件，SwitchB上VRRP备份组的优先级增加，增加后的优先级大于SwitchA上的VRRP备份组的优先级，于是SwitchB立刻升为Master，后继的用户流量就会通过SwitchB转发，从而实现VRRP的主备快速切换。

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1.4.11

图1-15 BFD与VRRP联动

InternetMasterBackup上层设备上层设备SwitchASwitchBMSTPSwitchCSwitchD区域A区域BVRRP报文区域A用户BFD探测报文数据流心跳线区域B用户端口阻塞数据流

与PIM联动

正常情况下，如果共享网段上的当前DR（Designate Router）出现故障，其他PIM邻

居会等到邻居关系超时才触发新一轮的DR竞选过程，组播数据传输中断的时间将会不小于邻居关系的超时时间，通常是秒级。

BFD与PIM联动的特点是可以进行快速故障检测，能够在毫秒级别内通知PIM模块触发新一轮的DR竞选，而不是等到邻居关系超时。

BFD与PIM联动同时也适用于共享网段上Assert竞选的过程，可以快速响应Assert Winner接口故障。表1-8显示了PIM协议是否绑定BFD时收敛速度的数据。 表1-8 PIM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 邻居关系超时 秒级 绑定BFD BFD会话Down 毫秒级 BFD

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