BFD原理

Length: BFD控制包的长度，单位字节；
My Discriminator: 发送系统产生的一个唯一的、非0鉴别值，用来对两个系统之间的 多个BFD会话进行分离； Your Discriminator: 从远端系统接收到的鉴别值，这个域直接返回接收到的“My Discriminator”，如果不知道这个值就返回0；
Desired Min Tx Interval: 本地系统发送BFD控制包时想要采用的最小间隔，单位毫 秒；
Required Min Rx Interval: 本地系统能够支持的接收两个BFD控制包之间的间隔，单 位毫秒；
Required Min Echo Rx Interval: 本地系统能够支持的接收两个BFD回声包之间的间 隔，单位毫秒。如果这个值设置为0，则发送系统不支持接收BFD回声包；
BFD回声包格式
BFD回声包的净荷只与本地相关，因为只有发送系统会处理回声包的内容。仅有的 需求是：在回声包中包含足够的信息，在回声包环回到发送端之后，发送端能够根 据这些信息将回声包分离到正确的BFD会话上。
过程元素
为了达到互通的目的，本节讨论了协议的标准需求。对于实现者来说，仅仅只需要 执行本节所规定的需求。
简单密码认证字段格式
0 1 2 3 01234567890123456789012345678901 Auth Type Auth Len … Auth Type: 1,表示简单密码认证； Auth Len: 密码长度＋3； Auth Key ID: 当前处理包的认证Key ID，这允许同时有多个Keys激活； Password: 当前会话使用的简单密码，密码必须为1～16字节； Auth Key ID Password…
Keyed MD5与Meticulos Keyed MD5认证字段格式
0 1 2 3 01234567890123456789012345678901 Auth Type Auth Len Auth Key ID Reserved Sequence Number Auth Key/Checksum… … Auth Type: 2或者3； Auth Len: 24； Auth Key ID: 当前包所使用的Key ID，这允许可以同时使用多个Keys； Reserved: 发送时为0，接收时忽略； Sequence Number: 当前包的序列号。对于Keyed MD5，这个值是周期性增加的； 对于Meticulous Keyed MD5，当前会话每连续发送一个包，这个值加一次。它提 供了对重复攻击的保护； Auth Key/Checksum: 这个域携带当前包的16字节MD5校验和；
BFD原理
介绍
网络设备一个越来越重要的特征是，要求对相邻系统之间通信故障进行快速检测， 这样可以更快的建立起替代通道。当前，在特定的环境下，当数据链路硬件上出现 故障可以相当快的检测到。而在某些媒介却不能检测通道上的一些特定故障，例如， 接口或者转发引擎部件的故障。
在路由协议网络中，当故障不能通过硬件信号检测出来时，网络采用相对较慢 “Hello”机制。在目前的协议中，采用“Hello”机制检测到故障的时间要超过1秒钟， 这对某些应用来说时间太长了，当数据速率到吉比特时，这么长时间代表了大量的 数据丢失。而且，在没有使用路由协议的地方，“Hello”机制是没有用处的，并且， 对两个路由协议引擎之间通道故障的检测的语义也是稍微有点差别的。
BFD的目标是对相邻转发引擎之间通道故障提供轻负荷、持续时间短的检测。这些 故障包括接口，数据链路，甚至可能是转发引擎本身。 BFD另外一个目标是提供一个单一的机制，它能够用来对任何媒介、任何协议层进 行实时地检测，并且检测的时间与开销范围比较宽，这样防止产生一些其他的方法。 这篇文档给出了基本协议的详细情况，对一些机制的使用是与应用相关的，将在单 独的应用系列文档中描述。
Auth Type: BFD控制包使用的认证类型；
Auth Len: 认证字段的长度，包括认证类型与认证长度字段。单位字节； Auth Type 0 1 2 3 4~255 Authentication Type Reserved Simple Password Keyed MD5 Meticulous Keyed MD5 Reserved for future use
Control Plane Indepentent(C): 设置为1，表示发送系统的BFD实现不依赖于它的控 制平面（换句话说，BFD在转发平面实施，即时控制平面失效了，BFD仍然能够起 作用）；设置为0，表示BFD在控制平面实施；
Authentication Present(A): 如果设置为1，则表示控制包包含认证字段，并且会话是 被认证的； Reserved(Rs): 在发送时设置为0，在接收时忽略； Detect Mult: 检测时间倍数。在异步模式下，发送系统的检测时间为协商的发送间隔 乘以这个倍数；
Demand(D): 设置为1，表示发送系统希望操作在查询模式；设置为0，表示发送系统 不希望操作在查询模式，或者表示发送系统不能操作在查询模式；
Poll(P): 设置为1，表示发送系统请求进行连接确认，或者发送请求参数改变的确认； 设置为0，表示发送系统不请求确认；
Final(F): 设置为1，表示发送系统响应一个接收到P比特为1的BFD包；设置为0，表 示发送系统不响应一个P比特为1的包；
协议概述
BFD是一个简单的“Hello”协议，在很多方面，它与这个著名的路由协议的检测部分 相似。一对系统在它们之间的每条通道上周期性的发送BFD包，如果某个系统在足够 长的时间内没有接收到BFD包，则认为在这条到相邻系统的双向通道的某个部分出了 故障。在某些条件下，为了减少负荷，系统之间需要协商，停止发送周期性的BFD报 文。 一条通道，只有当系统之间的两个方向通信已经建立之后，才能宣布为可操作的。这 并不排除单向连接使用的情况。 系统之间，每条通信通道以及它们使用的数据协议都创建一个单独的BFD会话。
设计
BFD设计用来检测相邻两个转发引擎之间的通信故障。在转发引擎与控制引擎分离的 情况下，BFD是打算在实施在系统转发引擎的某些部件上。这不但将协议更多的绑定 到转发平面，而且将协议从路由协议引擎中分离出来。BFD也可以实施在控制平面， 尽管这样做可能会导致一些故障检测不到。
BFD运行在任何数据协议的顶层，这个数据协议用于两个系统之间进行数据转发。 BFD总是运行在单播、P2P模式。BFD净荷可以作为任何媒介或者网络的封装协议净 荷在网络中传输。BFD可以运行在一个系统的多个协议层上。任何特定BFD会话的操 作上下文都是与它的封装相关的。
控制包格式
普通BFD控制包格式
BFD控制包包含一个强制部分与一个可选认证部分。认证部分格式与认证类型有关。 0 1 2 3 01234567890123456789012345678901 Vers Diag H D P F C A Rs Detect Mult My Discreaminator Your Discreaminator Desired Min TX Interval Required Min RX Interval Required Min Echo RX Interval Auth Type Auth Len Authentication Data… 强制部分 Length
两种模式的一个辅助功能是回声功能。当回声功能激活时，一个BFD回声包流按照如 下方式发送：本地发送一个BFD回声包流，远端系统通过它的转发通道将它们环回回 来。如果连续几个回声包都没有接收到，会话就被宣布为“Down”。回声功能可以与 异步模式或者查询模式一起使用。由于回声功能处理检测的任务，因此BFD控制包周 期性发送的速率可以降低（异步模式下）或者完全取消发送BFD控制包（查询模式 下）。
可选部分
Vers: 协议的版本号，本篇文档协议版本为0； Diag: 给出本地系统最后一次从“Up”状态转换到其他状态的原因； Diag 0 1 Reason No Diagnostic Control Detection Time Expired
2
3 4 5 6 7 8~31
Echo Function Failed
பைடு நூலகம்
每个系统需要对自身能够收发BFD报文的频率进行估计，这样就可以与相邻就故障检 测的频率达成一致。为了适应异常的情况，这些估计可以实时地修改。假设快速系统 之间与慢速系统之间共享了一段公共地媒介，这样设计就可以使得快速系统之间能够 更快地检测故障，而慢速系统也可以根据自身地能力，达到最好的检测效果。
寻址与会话建立
Neighbor Signaled Session Down Forwarding Pane Reset Path Down Concatenated Path Down Adiministratively Down Reserved for future use
I Hear You(H): 如果发送系统没有接收到远端系统的BFD包，或者由于某种原因在拆 除BFD会话过程中，H比特设置为0；如果发送系统相信它正在与远端系统通信，则 将H比特设置为1；
为了取得一个特定的检测时间，纯异步模式只需要回声功能一半的包（注1）。在由 于某种原因不能支持回声功能的情况下，也采用纯异步模式。
回声功能具有这样的优势：它真正地只是验证远端系统的转发通道。这样可以减少 回来行程的抖动，因此允许更精确的检测时间，也可以潜在地检测其它方法所不能 检测到的一些故障。 回声功能可以单独地在每个方向使能。在一个特定方向上回声功能使能必须符合两 个条件：1、将回声包环回的系统发出通知，说明它允许将回声包环回；2、发送回 声包的系统决定它希望发送回声包。 查询模式在某些情况下是比较有用的。例如，如果系统建立了大量的BFD会话，则 周期性的发送BFD负担的很重。另外，当回声功能对称使用哦时候，查询模式也比 较有用。查询模式的缺点在于：检测时间本质上是由系统实现的直观推测驱动的， 它对BFD协议不可见。当通道来回行程时间比期望的检测时间长，则查询模式也是 不可用的。