简单学习BFD协议

　　BFD（Bidirection Forwarding Detection，双向转发检测）协议提供一种轻负载、快速检测两台邻接路由器/交换机之间转发路径连通状态的方法，它是一个简单的“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协议邻居通过该方式可以快速检测到转发路径的连通故障，加快启用备份转发路径，提升现有网络性能。

　　BFD 提供的检测机制与所应用的接口介质类型、封装格式、以及关联的上层协议如 OSPF、BGP、RIP 等无关。BFD 在两台路由器之间建立会话，通过快速发送检测故障消息给正在运行的路由协议，以触发路由协议重新计算路由表，大大减少整个网络的收敛时间。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。
　　BFD是从基础传输技术中经过逐步发展而来的，因此它可以检测网络各层的故障。它可以用于检测以太网、多协议标记交换（MPLS）路径、普通路由封装以及IPSec隧道在内的多种类型的传输正确性。
　　1. 工作流程

　　 BFD会话建立流程图（以OSPF为例）

　　BFD会话建立过程：
　　(1)上层协议通过自己的Hello机制发现邻居并建立连接；
　　(2)上层协议在建立了新的邻居关系时，将邻居的参数及检测参数都（包括目的地址和源地址等）通告给BFD；
　　(3) BFD根据收到的参数进行计算并建立邻居。

　 BFD处理网络故障流程图（以OSPF为例）

　　当网络出现故障时：
　　(1) BFD检测到链路/网络故障；
　　(2)拆除BFD邻居会话；
　　(3) BFD通知本地上层协议进程BFD邻居不可达；
　　(4)本地上层协议中止上层协议邻居关系；
　　(5)如果网络中存在备用路径，路由器将选择备用路径。
　　2. 检测方式
　　单跳检测：BFD单跳检测是指对两个直连系统进行IP连通性检测，这里所说的“单跳”是IP的一跳。
　　多跳检测：BFD可以检测两个系统间的任意路径，这些路径可能跨越很多跳，也可能在某些部分发生重叠。
　　双向检测：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，实现毫秒级的链路故障检测。（BFD检测LSP是一种特殊情况，只需在一个方向发送BFD控制报文，对端通过其他路径报告链路状况。）
　　3. BFD会话工作方式
　　BFD会话工作方式：
　　控制报文方式：链路两端会话通过控制报文交互监测链路状态。
　　Echo报文方式：链路某一端通过发送Echo报文由另一端转发回来，实现对链路的双向监测。
　　4. 运行模式
　　BFD会话建立前模式：主动模式和被动模式。
　　主动模式：在建立对话前不管是否收到对端发来的BFD控制报文，都会主动发送BFD控制报文；
　　被动模式：在建立对话前不会主动发送BFD控制报文，直到收到对端发送来的控制报文；
　　在会话初始化过程中，通信双方至少要有一个运行在主动模式才能成功建立起会话。
　　BFD会话建立后模式：异步模式和查询模式。
　　异步模式：以异步模式运行的路由器周期性地发送BFD控制报文，如果在检测时间内没有收到BFD控制报文则将会话down。
　　查询模式：假定每个系统都有一个独立的方法，确认自己连接到其他系统。这样，只要有一个BFD会话建立，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。
　　BFD的简单性使得能够将它用在一些转发故障检测解决方案中。例如，VoIP媒体网关通过交换以太网连接在IP核心上的应用。
　　这类应用提出了两个挑战：1. 目前，媒体网关不在IP层上维持对等关系，因此，缺少一种检测媒体网关与IP边缘路由器之间故障的可见手段。 2. 以太网无法通知主机或路由器，告诉它们交换网络的一个远距离部分发生了故障。迅速的故障检测对于VoIP网络的高可用性十分重要，但是，当主机与路由器之间存在一台中间路由器时，迅速检测链路故障并不容易。
　　BFD简单得足以包含在媒体网关平台中。在媒体网关的例子中，BFD可被用于维持网关与边缘路由器之间的连接性。
　　中间以太网网段上的故障将被BFD检测到，BFD让网关和路由器切换到预备的冗余路径上。一旦故障被检测和证实，BFD可以触发所有路由、传输和隧道系统中的问题解决机制。
　　由于BFD的使命简单而抽象，因此它可以将重点放在尽快发现转发故障上，由此让语音、视频和其他苛求的服务得到取得成功所需要的转发服务。BFD这样的协议将使服务提供商以客户要求的可靠性和可用性水平，在IP上提供VoIP和其他实时服务。
　　BFD的使用会日益广泛，伴随着VoIP的普及逐渐走入千家万户，学好和用好它对于网络从业者来说非常重要。