BFD：Bidirectional Forwarding Detection 双向转发检测

定义：

双向转发检测BFD（Bidirectional Forwarding Detection）是一种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。

BFD：原理简介

BFD在两台网络设备上建立会话，用来检测网络设备间的双向转发路径，为上层应用服务。BFD本身并没有邻居发现机制，而是靠被服务的上层应用通知其邻居信息以建立会话。会话建立后会周期性地快速发送BFD报文，如果在检测时间内没有收到BFD报文则认为该双向转发路径发生了故障，通知被服务的上层应用进行相应的处理。下面以OSPF与BFD联动为例，简单介绍会话工作流程。

图1 BFD会话建立流程图：

上图所示是一个简单的网络组网，两台设备上同时配置了OSPF与BFD，BFD会话建立过程如下所示：

OSPF通过自己的Hello机制发现邻居并建立连接。
OSPF在建立了新的邻居关系后，将邻居信息（包括目的地址和源地址等）通告给BFD。
BFD根据收到的邻居信息建立会话。

会话建立以后，BFD开始检测链路故障，并做出快速反应。

图2 BFD故障发现处理流程图：

如上图所示：

被检测链路出现故障。
BFD快速检测到链路故障，BFD会话状态变为Down。
BFD通知本地OSPF进程BFD邻居不可达。
本地OSPF进程中断OSPF邻居关系。

BFD会话建立方式：

BFD会话的建立有两种方式，即静态建立BFD会话和动态建立BFD会话。静态和动态创建BFD会话的主要区别在于本地标识符（Local Discriminator）和远端标识符（Remote Discriminator）的配置方式不同。BFD通过控制报文中的Local Discriminator和Remote Discriminator区分不同的会话。

静态建立BFD会话

静态建立BFD会话是指通过命令行手工配置BFD会话参数，包括配置本地标识符和远端标识符等，然后手工下发BFD会话建立请求。
动态建立BFD会话

动态建立BFD会话时，系统对本地标识符和远端标识符的处理方式如下：
- 动态分配本地标识符
  
  当应用程序触发动态创建BFD会话时，系统分配属于动态会话标识符区域的值作为BFD会话的本地标识符。然后向对端发送Remote Discriminator的值为0的BFD控制报文，进行会话协商。
- 自学习远端标识符
  
  当BFD会话的一端收到Remote Discriminator的值为0的BFD控制报文时，判断该报文是否与本地BFD会话匹配，如果匹配，则学习接收到的BFD报文中Local Discriminator的值，获取远端标识符。

BFD检测机制：

BFD的检测机制是两个系统建立BFD会话，并沿它们之间的路径周期性发送BFD控制报文，如果一方在既定的时间内没有收到BFD控制报文，则认为路径上发生了故障。

BFD提供异步检测模式。在这种模式下，系统之间相互周期性地发送BFD控制报文，如果某个系统连续几个报文都没有接收到，就认为此BFD会话的状态是Down。

BFD会话管理：

BFD会话有四种状态：Down、Init、Up和AdminDown。会话状态变化通过BFD报文的State字段传递，系统根据自己本地的会话状态和接收到的对端BFD报文驱动状态改变。BFD状态机的建立和拆除都采用三次握手机制，以确保两端系统都能知道状态的变化。以BFD会话建立为例，简单介绍状态机的迁移过程。

图3 BFD会话建立流程图：

RouterA和RouterB各自启动BFD状态机，初始状态为Down，发送状态为Down的BFD报文。对于静态配置BFD会话，报文中的Remote Discriminator的值是用户指定的；对于动态创建BFD会话，Remote Discriminator的值是0。
RouterB收到状态为Down的BFD报文后，状态切换至Init，并发送状态为Init的BFD报文。
RouterB本地BFD状态为Init后，不再处理接收到的状态为Down的报文。
RouterA的BFD状态变化同RouterB。
RouterB收到状态为Init的BFD报文后，本地状态切换至Up。
RouterA的BFD状态变化同RouterB。

BFD缺省配置：

表1 BFD参数缺省值
参数	缺省值
全局BFD功能	未使能
发送间隔	1000毫秒
接收间隔	1000毫秒
本地检测倍数	3
等待恢复时间	0秒钟
会话延迟Up时间	0秒钟
BFD报文优先级	7

配置单臂回声功能示例：

组网需求

如图1所示，RouterA和RouterB通过直连链路连通，RouterA支持BFD功能，RouterB不支持BFD功能。用户希望实现对链路故障的快速检测。

图1 配置单臂回声功能组网图：

配置思路

采用如下思路配置链路单跳检测：

在RouterA上配置单臂回声功能BFD会话，检测RouterA到RouterB的直连链路。

操作步骤

配置RouterA和RouterB的直连接口IP地址

# 配置RouterA的接口IP地址。

<Huawei> system-view
[Huawei] sysname RouterA
[RouterA] interface gigabitethernet 1/0/0
[RouterA-GigabitEthernet1/0/0] ip address 10.1.1.1 24
[RouterA-GigabitEthernet1/0/0] quit

# 配置RouterB的接口IP地址。

<Huawei> system-view
[Huawei] sysname RouterB
[RouterB] interface gigabitethernet 1/0/0
[RouterB-GigabitEthernet1/0/0] ip address 10.1.1.2 24
[RouterB-GigabitEthernet1/0/0] quit

配置单臂ECHO功能的BFD会话

# 配置RouerA。

[RouterA] bfd
[RouterA-bfd] quit
[RouterA] bfd atob bind peer-ip 10.1.1.2 interface gigabitEthernet1/0/0 one-arm-echo
[RouterA-bfd-session-atob] discriminator local 1
[RouterA-bfd-session-atob] min-echo-rx-interval 100
[RouterA-bfd-session-atob] commit
[RouterA-bfd-session-atob] quit

验证配置结果

# 配置完成后，在RouterA上执行display bfd session all verbose命令，可以看到建立了一个单跳（one hop）的BFD会话，且状态为Up。

<RouterA> display bfd session all verbose

--------------------------------------------------------------------------------
Session MIndex : 256       (One Hop) State : Up        Name : atob
--------------------------------------------------------------------------------Local Discriminator    : 1                Remote Discriminator   : -Session Detect Mode    : Asynchronous One-arm-echo ModeBFD Bind Type          : Interface(GigabitEthernet1/0/0)Bind Session Type      : StaticBind Peer IP Address   : 10.1.1.2NextHop Ip Address     : 10.1.1.2Bind Interface         : GigabitEthernet1/0/0FSM Board Id           : 0                TOS-EXP                : 7Echo Rx Interval (ms)  : 100Actual Tx Interval (ms): 1000             Actual Rx Interval (ms): 1000Local Detect Multi     : 3                Detect Interval (ms)   : 3000Echo Passive           : Disable          Acl Number             : -Destination Port       : 3784             TTL                    : 255Proc Interface Status  : Disable          Process PST            : DisableWTR Interval (ms)      : -                Active Multi           : 3                Echo Rx Interval(ms)   : 10Last Local Diagnostic  : No DiagnosticBind Application       : No Application BindSession TX TmrID       : 87               Session Detect TmrID   : 88Session Init TmrID     : -                Session WTR TmrID      : -Session Echo Tx TmrID  : -PDT Index              : FSM-0 | RCV-0 | IF-0 | TOKEN-0Session Description    : -
--------------------------------------------------------------------------------Total UP/DOWN Session Number : 1/0

常见配置错误举例：

BFD会话无法UP：

常见原因

本故障的常见原因主要包括：

BFD会话检测的链路存在故障，导致BFD报文无法进行交互。
BFD会话频繁震荡。

操作步骤

执行display current-configuration configuration bfd命令查看BFD会话两端的本地标识符和远端标识符是否匹配。
- 如果会话两端的discriminator local字段和discriminator remote字段匹配，则转到步骤2。
- 如果会话两端的discriminator local字段和discriminator remote字段不匹配，则使用discriminator命令配置BFD会话的本地标识符和远端标识符，然后使用display bfd session all命令查看BFD会话是否Up。
  - 如果State字段的值为Up，则表明BFD会话已经建立。
  - 如果State字段的值为非Up，则请转到步骤2。
使用display current-configuration configuration bfd命令，查看BFD会话的min-tx-interval和min-rx-interval信息，检查BFD会话的检测时间是否大于链路的延迟时间。
检测时间 = 接收到的远端Detect Multi × max（本地的RMRI，接收到的DMTI），其中，Detect Mult（Detect time multiplier）是检测倍数，通过detect-multiplier命令配置；RMRI（Required Min Rx Interval）是本端能够支持的最短BFD报文接收间隔，通过min-rx-interval命令配置；DMTI（Desired Min Tx Interval）是本端想要采用的最短BFD报文的发送间隔，通过min-tx-interval命令配置。

链路的延迟时间是指链路的时延，可通过ping或者tracert的方式获取链路的时延。

如果BFD会话的检测时间小于链路的延迟时间，则在BFD会话视图下执行detect-multiplier命令、min-rx-interval命令和min-tx-interval命令调整BFD会话的检测时间，使之大于链路的延迟时间。

BFD会话检测Down影响接口转发：

常见原因

本故障常见的原因主要为配置了BFD会话与接口联动功能。

操作步骤

执行display interface interface-type interface-number命令查看BFD会话绑定的接口的状态。
- 如果Line protocol current state字段的值为UP，表明当前接口的状态受BFD会话的影响，BFD会话检测到链路故障后，会将此接口的状态置为BFD status down，则转到步骤2。
- 如果Line protocol current state字段的值为UP，但是接口不可转发，排除转发模块的故障。
执行display bfd session all命令，查看BFD会话的状态。
如果BFD会话的状态为Down，则转到步骤3。
执行display current-configuration configuration bfd-session查看BFD会话的配置信息，检查是否配置了process-interface-status命令。
如果配置了process-interface-status命令，表明此接口的状态是因为BFD会话检测Down，接口被置为DOWN(BFD status down)状态，导致接口不可转发。

修改BFD检测参数不生效：

常见原因

本类故障原因主要为修改BFD会话后，没有提交会话的配置信息。

说明：

请保存以下步骤的执行结果，以便在故障无法解决时快速收集和反馈信息。

操作步骤

执行display current-configuration configuration bfd-session查看BFD会话的配置信息，检查是否配置了commit命令。
- 如果配置了commit命令，表明修改BFD会话的检测参数后已经提交。
- 如果没有配置commit命令，表明修改BFD会话的检测参数后未提交，用户需要执行commit命令提交配置。