BFD（双向转发检测）理论知识详解
一、BFD双向转发检测 ：
（一）BFD：Bidirectional Forwarding Detection
1.BFD目的：双向转发检测机制是一套全网统一的检测机制，用于快速检测，监控网络中链路或者IP路由的转发连通状况。
2.BFD作用： 改善网络性能，是相邻系统之间快速检测到通信故障，更快的建立起备用通道恢复通信。
（二）BFD工作原理
1. 建立会话：
两端建立BFD的检测会话，互相发送类似“hello”包的BFD检测包 ，通过BFD控制报文中的本地标识符合远端标识符来区分不同的BFD会话。 （1）静态会话：
手动配置BFD会话参数（手动指定标识符和远端标识符 1-8191，0保留作为动态BFD协商时使用），手动下发BFD会话建立请求。
- 开启BFD会话
- 创建BFD会话名称
- 指定检测源检测端地址
- 指定本地和远端的BFD会话标识符
- 激活/下发BFD会话
（2）动态会话：
动态BFD联动由各种路由协议（如RIP，OSPF）触发，在建立BFD会话时系统对本地标识符合远端标识符分别采用如下处理
- 动态分配本地标识符；
- 动态学习远端标识符。
1-----开启BFD会话
2-----开启与应用协议的BFD联动（自动创建BFD会话，BFD会话源目的，动态下发本地标识符，动态学习对端标识符）
2. 检验方式：
（1）异步模式：系统之间互相周期性的发送BFD控制包，如果在某个系统检测时间内没有收到对端的BFD控制包，就判断会话down，告知联动应用执行相应策略动作。
（2）查询模式：每个系统都有一个独立的方法用来确认它所连接的系统，一旦一个会话建立后，系统停止发送控制报文，只有在需要显示地验证连接性，发送一个短系列的控制包，再检测时间内没有收到返回的报文就宣布会话为down。
（3）回声模式：本地发送一系列回声报文，远端系统正常情况下会将这些控制报文环回回来。如果联系几个回合或者时间内都没有收到回声报文，判断检测端故障，告知本端联动应用执行相应策略动作。
3.会话状态：
Down，Init；Up；AdminDown
- Down：启动本地BFD会话，初始状态为Down；发送状态为Down的BFD报文
- Init ：收到邻居端状态为Down的BFD报文后对邻居状态为Init；发送状态为Init的BFD报文
- Up ：收到邻居端状态为Init的BFD报文后对邻居状态为Up；本端对邻居的会话建立完毕。
- AdminDown：
1）故障发生被检测到后，最先感知到故障端会发送状态为AdminDown的BFD报文；
2）对端收到这个报文后会发状态为Down的BFD报文，同时关闭自己的的BFD会话，告知联动的上层应用执行动作
3）源端收到对端状态为Down的BFD报文后，关闭本端的BFD会话告知联动的上层应用执行动作 。
（三）BFD特点：
- BFD能够在系统之间的任何类型通道上进行故障检测，这些通道包括（直连物理链路；虚电路；隧道；MPLS LSP ；多跳路由通道）
- BFD通过在双向链路两端同时发送检测报文，检测两个方向上的链路状态，实现毫秒级别的链路故障检测。
- BFD可以实现单跳（直连两路IP连通性）或者多跳（非直连，在IP需要跨多跳）检测。
（四）BFD与应用联动
- 支持所有路由协议的动态BFD联动（RIP；OSPF；IS-IS；BGP；）实现链路故障时路由的快速收敛，
- 支持静态路由；MPLS LDP；组播等协议于BFD的联动
- 支持与VRRP；接口状态的BFD联动。
（五）静态BFD会话的特殊形式----单臂回声BFD
1.单臂回声BFD简介：
单臂回声功能是指通过BFD报文的环回操作来检测转发链路的联通性，主要针对对端系统不支持BFD会话的情景。
2.单臂回声特殊性：
单臂回声功能只适用于BFD单跳检测，且不支持二层设备间的链路检测；即只能做直节连接链路的检测。
3.单臂回声BFD原理：
源端发起的BFD控制报文目的端收到后直接将网络层的报文环回
二、BFD配置
（一）静态BFD单跳检测配置
[AR-1]
[AR-1]bfd
--开启BFD会话
[AR-1-bfd]default-ip-address 224.0.0.184
--指定本BFD报文发往目的的组播地址（默认为224.0.0.184，范围为224.0.0.107--225.0.0.250；BFD会话两端必须一致）
[AR-1-bfd]quit
[AR-1]bfd AAA bind
bind ldp-lsp------针对动态下发LSP的协议的ldp的BFD检测
bind mpls-te------针对MPL转发链路的BFD
bind peer-ip-----指定BFD会话绑定的对端为IP地址
[AR-1]bfd AAA bind
[AR-1]bfd AAA bind peer-ip 12.1.1.2 ?
12.1.1.2 interface-----检测对端地址12.1.1.2时使用指定本端源接口
12.1.1.2 source-ip-----检测对端地址1 2.1.1.2是指定本端的源IP地址
12.1.1.2 vpn-instance-----检测对端地址12.1.1.2时指定BFD绑定的VPN实例
[AR-1]
[AR-1]bfd AAA bind peer-ip 12.1.1.2 interface G0/0/0
--创建名称为AAA的BFD检测会话，检测对端地址为12.1.1.2，使用本地接口G0/0/0作为BFD报文的源第和源地址
[AR-1-bfd-session-aaa]discriminator local 12
--指定本BFD会话本端标识符为12（取值范围1--8191）
[AR-1-bfd-session-aaa]discriminator remote 21----指定本BFD会话对端BFD的标识符为21（取值范围1--8191）
[AR-1-bfd-session-aaa]min-rx-interval 300
--设定本BFD会话接收BFD报文的间隔时间为300毫秒（默认1000毫秒，取值范围10---2000毫秒）
[AR-1-bfd-session-aaa]min-tx-interval 300
--设定本BFD会话发送BFD的间隔时间为300毫秒（默认1000毫秒，取值范围10---2000毫秒）
[AR-1-bfd-session-aaa]detect-multiplier 3
--设定本BFD会话超时次数为3次（默认3次，取值范围3--50次）
[AR-1-bfd-session-aaa]commit
--下发/激活本BFD会话（二）静态BFD多跳检测配置
[AR-1]bfd CCC bind peer-ip 3.3.3.3
[AR-1-bfd-session-ccc]discriminator local 30
[AR-1-bfd-session-ccc]discriminator remote 10
[AR-1-bfd-session-ccc]min-rx-interval 300
[AR-1-bfd-session-ccc]min-tx-interval 300
[AR-1-bfd-session-ccc]detect-multiplier 3
[AR-1-bfd-session-ccc]commit
[AR-1-bfd-session-ccc]quit
[AR-1]
（三）静态BFD-----单臂回声BFD
[AR-1]
[AR-1]bfd ZZZ bind peer-ip 12.1.1.2 interface G0/0/0 one-arm-echo
[AR-1-bfd-session-zzz]discriminator local 100
[AR-1-bfd-session-zzz]min-echo-rx-interval 300
[AR-1-bfd-session-zzz]detect-multiplier 3
[AR-1-bfd-session-zzz]commit
[AR-1-bfd-session-zzz]quit
[AR-1]
[AR-1]bfd VVV bind peer-ip 12.1.1.2 interface G0/0/1 source-ip 12.1.1.1 auto
--配置静态标识符自协商BFD
BFD的检测时间=接收到远端的Detect Multi * MAX
=接收端的倍数 X 本端最短BFD报文的接收时间
[AR-1]dis bfd session all
--查看本设备的所有BFD会话的状态
[AR-1]dis bfd interface G0/0/0
--查看配置了BFD会话下的接口信息
[AR-1]dis bfd statistics session
--查看所有的BFD会话统计信息