BFD配置实验

前面我们大致学习了BFD基本原理，包括会话建立的过程、检测模式、检测时间以及检测流程。BFD检测本身不难，但是要看实际应用场景。

## 一、BFD应用概述
BFD可以实现的功能：
- BFD检测IP链路
- BFD单臂回声功能
- BFD与接口状态联动
- BFD与静态路由联动
- BFD与OSPF联动
- BFD与IS-IS联动
- BFD与BGP联动
- BFD与MPLS LSP联动 
- BFD与MPLS TE联动 
- BFD与VRRP联动 
- BFD与PIM联动

配置步骤：
1. 使能全局BFD功能
2. 建立BFD会话（指定对端地址、出接口、源ip、自协商标识符等）
3. 配置BFD检测时间、检测间隔、认证、描述信息（可选）
4. commit提交

## 二、BFD单跳检测
BFD可以基于二层接口或者三层接口进行检测链路状态。

### 2.1 基于二层接口的BFD检测
其实我一开始也有疑惑如果是二层接口up/down就直接变化了，那BFD检测是什么意义呢？因为如果只是单纯的接口变化不能关联到相关的上层应用，如路由切换，VRRP切换等，如果有了BFD则会有一个标志开关，BFD状态up标识链路正常，BFD状态down标识链路状态关闭需要进行路由切换操作。

![二层接口BFD检测](/media/202408/2024-08-19_164912_5715200.9078389010752581.png)

由于二层接口没有IP地址，因为在BFD检测中需要通过模拟生成一个源IP地址发送到组播IP地址中进行BFD状态检测，缺省组播IP地址为：**224.0.0.184** 。

配置：
```ssh
# SW1
# 首先全局使能BFD功能，进入BFD视图
bfd

# 退出BFD视图
quit

# 创建BFD会话，1为会话标识名称，指定对端ip为缺省ip，绑定连接的接口，可选配置源ip
bfd 1 bind peer-ip default-ip interface GigabitEthernet0/0/1
 discriminator local 1      # 指定本地标识符
 discriminator remote 2     # 指定对端标识符，必须双方标识符匹配才能建立BFD会话
 commit                     # 必须通过commit提交配置才会生效

# SW2
# 首先全局使能BFD功能，进入BFD视图
bfd

# 退出BFD视图
quit

# 创建BFD会话，2为会话标识名称，指定对端ip为缺省ip，绑定连接的接口，可选配置源ip
bfd 2 bind peer-ip default-ip interface GigabitEthernet0/0/1
 discriminator local 2      # 指定本地标识符，和SW2相反
 discriminator remote 1     # 指定对端标识符，必须双方标识符匹配才能建立BFD会话
 commit                     # 必须通过commit提交配置才会生效
```

验证BFD会话：`[SW1]display bfd session all verbose `

![查看BFD信息](/media/202408/2024-08-19_164932_5895610.869985015999929.png)

在SW1的G0/0/1使用shutdown模拟接口故障，缺省在3秒内状态进行切换。

![接口故障](/media/202408/2024-08-19_164947_4377990.7611534682803431.png)

## 2.2 基于三层接口IP直连检测
通过指定双方的IP地址进行检测。

![三层接口检测](/media/202408/2024-08-19_165002_2514500.5371409784226973.png)

```ssh
# AR1
# 首先全局使能BFD功能，进入BFD视图
bfd

# 退出BFD视图
quit

# 创建BFD会话，指定对端地址以及本端出接口，这里可以配置本地源ip或者本地端口都可以
bfd 1 bind peer-ip 10.0.1.2 interface GigabitEthernet0/0/0
 discriminator local 2024     # 配置本地标识符
 discriminator remote 2024    # 配置对端标识符
 commit                       # 提交
 
 
# AR2
# 首先全局使能BFD功能，进入BFD视图
bfd

# 退出BFD视图
quit

# 创建BFD会话，指定对端地址以及本端出接口，这里可以配置本地源ip或者本地端口都可以
bfd 1 bind peer-ip 10.0.1.1 interface GigabitEthernet0/0/0
 discriminator local 2024     # 配置本地标识符
 discriminator remote 2024    # 配置对端标识符
 min-rx-interval 2000         # 配置接收间隔，检测次数、发送间隔都是在创建会话时配置
 commit                       # 提交
```

![验证](/media/202408/2024-08-19_165023_0332950.9381686060757037.png)

与二层检测不同的就是通过指定对端ip加上本端ip或者本端接口实现检测，配置协商参数也在创建会话时态进行配置。

## 三、BFD多跳检测
在某些场景在多台非直连设备间进行链路状态检测可以配置BFD多跳检测来实现。

在AR1上与AR3建立BFD多跳会话检测，当AR1到AR3间设备或者链路出现故障则通知BFD，前提是保证IP配置正常，需要在AR1与AR3上配置静态路由到达对方。

![多跳BFD检测](/media/202408/2024-08-19_165036_5850360.6852243264990925.png)

配置：
```ssh
# AR1
# 全局使能BFD
bfd
# 配置接口地址
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.1.1 255.255.255.0

# 创建会话，多跳BFD只需要指定对端IP即可，其它配置与单跳检测一致
bfd 1to3 bind peer-ip 10.0.2.3
 discriminator local 1000
 discriminator remote 3000
 commit
# 需要保证路由可达
ip route-static 10.0.2.0 255.255.255.0 10.0.1.2

# AR2
# AR2只需要配置接口地址即可
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.1.2 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.2.2 255.255.255.0 
 
# AR3
# 全局使能BFD
bfd
#  配置接口地址
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.2.3 255.255.255.0

# 创建会话，指定对端地址
bfd 3to1 bind peer-ip 10.0.1.1
 discriminator local 3000
 discriminator remote 1000
 commit
# 保证到达AR1的路由可达
ip route-static 10.0.1.0 255.255.255.0 10.0.2.2
```

![验证BFD](/media/202408/2024-08-19_165056_1120830.2524312116340196.png)

可以在AR2的G0/0/1接口shudown模拟中间设备故障。
```ssh
# AR2
interface GigabitEthernet0/0/1
 shutdown
 ip address 10.0.2.2 255.255.255.0

```

![BFD状态变化](/media/202408/2024-08-19_165115_0588380.7276498082207744.png)

多跳检测相比于单跳检测区别在于不知道本端信息，只需要知道对端地址即可，依赖于路由协议。

## 四、BFD单臂回声检测
在某些场景下老旧设备可能不支持BFD，这时候可以采用单臂回声方式进行检测。

![单臂回声BFD](/media/202408/2024-08-19_165131_1341970.574650767452601.png)

AR1与AR2保证可达即可，在AR1上创建BFD会话，单臂回声只支持指定本端出接口,而且只需要指定本地标识符。

配置：
```ssh
# AR1
# 全局使能BFD
bfd
# 配置接口地址
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.1.1 255.255.255.0 
# 指定对端ip和本端出接口，后面加上one-arm-echo参数
bfd one-arm bind peer-ip 10.0.1.2 interface GigabitEthernet0/0/0 one-arm-echo
 discriminator local 1111       # 只需要指定本地标识符
 min-echo-rx-interval 2000      # 可以配置发送报文的间隔 
 commit                         # 提交

# AR2
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.1.2 255.255.255.0
```

![单臂回声检测](/media/202408/2024-08-19_165149_1982110.2505422741253339.png)

单臂回声检测用于一方不支持或者没有配置的情况下，双方网络层能够互通，只需要指定对端ip和本地出接口，添加one-arm-echo参数。

## 五、BFD联动功能
上面我们讲了怎样建立BFD会话，但是实际意义不大，因为即使BFD会话状态up/down也不会有什么影响，只有将BFD与应用进行绑定联动才能真正发挥作用。

### 5.1 静态路由绑定BFD

![[静态路由绑定BFD](/media/202408/2024-08-19_165208_9444320.2728259469637333.png)

在AR1访问AR4上的4.4.4.4，通过配置默认路由分别走AR2和AR3，正常情况下优先走AR2，设置AR3的路由优先级为100。AR2和AR3分别配置去往4.4.4.4/32的路由，AR4分别配置缺省路由指向AR2、AR3。

配置BFD之前：
```ssh
# AR1
# 配置接口地址
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.1.1 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.2.1 255.255.255.0

# 配置缺省路由，优先走AR2，当AR2失效时走AR3
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.1.2
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.2.3 preference 100

# AR2
# 配置接口地址
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.1.2 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.3.2 255.255.255.0 
# 配置去往4.4.4.4/32的路由指向AR4
ip route-static 4.4.4.4 255.255.255.255 10.0.3.4

# AR3
# 接口配置
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.4.3 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.2.3 255.255.255.0 
# 路由配置
ip route-static 4.4.4.4 255.255.255.255 10.0.4.4

# AR4
# 接口配置
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.4.4 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.3.4 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/2
#
interface LoopBack0
 ip address 4.4.4.4 255.255.255.255 
# 路由配置
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.3.2
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.4.3
```

缺省情况下浮动路由也会进行切换但是时间比较长，现在在AR2的G0/0/0口shutdown模拟AR1与AR2故障，查看路由切换现象。

![缺省情况下路由切换](/media/202408/2024-08-19_165232_5698080.6176853246895013.png)

在AR1和AR2创建BFD会话，绑定BFD。
```ssh
# AR1
# 使能BFD
bfd
# 创建一个单跳BFD
bfd 1 bind peer-ip 10.0.1.2 interface GigabitEthernet0/0/0
 discriminator local 1
 discriminator remote 2
 min-tx-interval 100        # 最小发送间隔
 min-rx-interval 100        # 最小接收间隔
 commit                     # 提交

# 使用track将BFD和静态路由进行关联
undo ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.1.2
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.1.2 track bfd-session 1

# AR2
# 使能BFD
bfd
# 创建BFD会话
bfd 1 bind peer-ip 10.0.1.1 interface GigabitEthernet0/0/0
 discriminator local 2
 discriminator remote 1
 min-tx-interval 100
 min-rx-interval 100
 commit
```

![使能BFD关联静态路由](/media/202408/2024-08-19_165255_3811820.8625239458999742.png)

![联动功能](/media/202408/2024-08-19_165310_5957280.6881575767375027.png)

大致的过程如下，当AR2的G0/0/0接口故障后，在300ms后BFD会话状态变为down，然后通过track模块关联到静态路由，静态路由进行切换到备份路由实现快速切换。

### 5.2 OSPF绑定BFD检测
这里BFD用于OSPF主要用于故障的快速收敛，也就是接口donw了尽快把邻居状态变更，把路由进行切换。缺省情况下OSPF通过周期发送hello包(10秒)进行邻居间状态检测，然后dead时间是(40秒)，会将路由删除。这就可能导致在接口发生故障时在秒级故障无法进行切换。

![OSPF联动BFD](/media/202408/2024-08-19_165326_8991320.14875326898483665.png)

配置：
```ssh
# AR1
# 全局使能BFD
bfd
# 接口配置
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 10.0.1.1 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.2.1 255.255.255.0 
# 创建OSPF进程
ospf 1 
 bfd all-interfaces enable           #所有ospf接口使能bfd
 bfd all-interfaces min-tx-interval 100 min-rx-interval 100 # 配置最小发送和接收间隔为100毫秒
 area 0.0.0.0 
  network 10.0.1.0 0.0.0.255 
  network 10.0.2.0 0.0.0.255

# 其它路由器配置一致，这里不重复了。
```
通过`dis ospf bfd session all`命令查看。

![查看OSPF的BFD](/media/202408/2024-08-19_165347_8888790.3286050556327972.png)

通过`dis bfd session all verbose`查看BFD详细信息。

![查看BFD状态](/media/202408/2024-08-19_165407_6314300.04629445212735683.png)

实现的效果其实看不太出来，就是正常情况下如果接口故障需要等待hello超时然后邻居才会断开，然后删除相关路由表项。关联BFD后如果BFD状态变更则直接进行切换，保持在毫秒级。但是对于重新建立OSPF邻居还是按照原有流程经过**init-2-way-exstart-exchange-full**状态。

## 六、常用配置命令
```ssh
# 全局启用BFD
bfd

# 创建BFD会话绑定信息，并进入BFD会话视图
[Huawei] bfd session-name bind peer-ip ip-address [ vpn-instance vpn-name ] interface interface-type interface-number [ source-ip ip-address ]

# 二层BFD检测，使用组播地址进行创建BFD会话
[Huawei] bfd session-name bind peer-ip default-ip interface interface-type interface-number [ source-ip ip-address ]

# 创建单臂Echo功能的BFD会话，添加参数one-arm-echo
[Huawei] bfd session-name bind peer-ip ip-address [ vpn-instance vpn-name ] interface interface-type interface-number [ source-ip ip-address ] one-arm-echo

# 配置BFD会话的本地标识符，进入BFD会话视图后配置
[Huawei-bfd-session-test] discriminator local discr-value

# 配置BFD会话的远端标识符
[Huawei-bfd-session-test] discriminator remote discr-value

# 配置最小发送间隔
min-tx-interval [10-2000]ms

# 配置最小接收间隔
min-rx-interval [10-2000]ms

# 配置检测间隔次数
detect-multiplier [3-50]

# 提交确认配置,只有commit之后配置才会生效
commit

# 手动关闭BFD会话
shutdown

# 查看bfd会话简要信息
display bfd session all

# 查看详细信息
display bfd session all verbose
```

总结：学习了静态创建BFD以及通过OSPF动态创建BFD会话，可以创建BFD实现单跳或者多跳检测以及使用单臂回声功能在一些不支持BFD的设备间进行检测，最后可以通过track模块关联静态路由和动态路由协议，实现毫秒级别的故障切换。