IP承載網BFD應用研究

張宗明

摘 要：本文以BFD為主要研究對象，作為通信故障的檢測方式，它以檢測速度較快被廣泛應用。本文從IP承載網對BFD for OSPF和BFD for VRRP進行應用檢測部署分析。

關鍵詞：IP承載網；BFD；VRRP；OSPF

隨著網絡信息化的大量應用，快速檢測IP承載網故障的要求急需被滿足，本文中提到的BFD對于IP承載網的故障檢測，能夠達到所需要的速度，有效彌補實際運行中檢測方面的不足，而且能夠輔助網絡實踐語音、視頻等多媒體點播業務有效傳輸，進而為IP承載網客戶提供可靠性、操作性、適用性較高的實時業務。

1 BFD技術簡介

⑴技術概述。BFD技術是一個較為簡單的“HELLO”協議。在技術方面，BFD與現有比較著名的，應用于路由協議中的鄰居檢測技術部分較為相似。一對系統周期性的發送技術檢測報文，利用其建立起的有效會話通道，一旦其中一個系統在一定時間內并沒有受到另外一個系統傳輸的報文，那么就定性為相鄰系統的會話雙向通道某一部分出現了故障。在一些條件因素影響下，為了適當的減少負荷，兩端系統會話傳輸速率需要輔助協商。BFD技術的檢測時間是可以根據實際的情況進行調整的，它的靈活程度可以適用于不同協議提出的要求。

⑵報文格式。UDP報文是BFD發送的檢測報文格式，可以將兩種類型的報文做定義，分別是回聲報文、控制報文。兩者當中的控制報文，是可以定義協議中的版本號、最小BFD報文發送間隔（本地支持）、最小BFD報文接收間隔（本地支持）、最小Echo報文接收間隔（本地支持）、以及認證長度及類型等，同時還會在報文中攜帶標識性的信息。關于回聲報文的格式，BFD協議并沒有具體定義，但是回聲報文的具體格式是單一與本地信息相關的，系統遠端只要將回聲報文返回在反向通道上，本地系統就會根據報文中相對應的內容將其分離到標準的會話中。

⑶工作模式。BFD技術協議中對實現雙向檢測機制進行了描述，其工作模式細分為兩種模式：異步模式與查詢模式，以下是針對兩種工作模式進行的實用性分析。

異步模式工作狀態中，兩端系統之間發送BFD控制包具有周期性，在一定時間內，如果一段系統并沒有收到另外一段系統傳輸的BFD控制報文，那么就會宣布會話“DOWN”。查詢模式工作狀態中，每一個系統都會假定有固定且獨立的方式進行確認是否與其他系統相連接。在這樣的情況下建立BFD會話，會話正常工作之后系統就會自動停止傳輸BFD控制報文，除非當中某一系統需要顯示地驗證連接，在這種需求出現的情況下，系統就會傳送較短系列的的一個BFD控制包，在有效的檢測時間內，并沒有受到報文返回的話，那么就會宣布會話“DOWN”，一旦在有效時間內收到回應報文的話，協議就會保持沉默。

查詢模式的工作優勢是能夠使系統的負載減輕，使通路帶寬得到有效節省，查詢模式的工作劣勢是系統發端決定檢測時間，缺乏周期性，如果通路的環回時間過程的話，那么極易容易引起故障誤判，所以查詢模式在工作中存在一定的局限。

2 BFD for OSPF測試

此次測試試驗研究采用的是IP承載網口字型拓撲結構、匯聚層路由器兩臺、接入層路由器兩臺，使之在OSPF協議上進行業務承載，網絡工作中兩種路由器設備同期運行OPSF協議進程。對于是否部署BFD協議進行兩次實驗，通過測試發現，BFD是否部署對路由器更新是沒有任何影響的，進過分析得出，這種現象產生是因為此次BFD for OSPF測試中使用的設備之間經過的傳輸設備，開啟了ALS激光器自動關斷，其導致的結果是系統設備一段不發光的狀態下，另一端設備能夠立即感知，隨之將端口設置成“DOWN”，解除路由器更新，最后總結出此次試驗中 BFD for OSPF部署對前后網絡倒換的檢測時間幾乎相同，不存在明顯的變化。

3 BFD for VRRP測試

此次實驗使用兩臺接入層路由器，在系統兩端部署BFD檢測，規定檢測時間的間隔是50ms，接入層路由器斷連以及出發VRRP倒換過程用BFD協議進行檢測，實驗中主用接入層路由器宕機時，備用的接入層路由器能夠迅速以BFD協議檢測鏈路出現中斷，從而激發VRRP協議進行系統設備倒換，用最短的時間恢復承載業務。實驗中選擇出一端作為源路由，連接其他路由接口業務并進行“ping”測試，重啟支線預選路由檢測BFD for VRRP時間以及VRRP倒換時間。

經過實驗結果分析，VRRP協議方案部署標準的狀態下，協議仍然需要較長的時間進行檢查心跳中斷，致使整體業務倒換的時間花費3.4s；但是實驗中部署BFD for VRRP協議之后，VRRP整體業務倒換的時間僅僅需要400ms，兩個實驗結果相對比來看，BFD for VRRP協議對IP承載網的性能做到了有效提升。

4 結論

當前是網絡信息化的時代，IP網絡的承載業務種類非常豐富，社會大眾對IP網絡的需求隨之提高，承載網絡的特征中，可靠性是最受大眾關注的，同時也是IP承載網需要加固的特性課題。文章在介紹BFD技術實驗測試結果中，可以明顯看出在沒有其他硬件輔助的情況下，BFD對VRRP整體業務的倒換是具有明顯幫助作用的，這也說明了BFD能夠有效的提高IP承載網絡的可靠性。電信級網絡部署中，如果能夠根據實際需求部署BFD協議技術的話，能夠最大程度的實現提升IP承載網可靠性的工作目標。

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