「OSPF」- 与 BFD 联动（BFD Association）

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问题描述

当网络的链路故障或拓扑变化时，都会导致设备重新进行路由计算，所以缩短路由协议的收敛时间对于提高网络的性能是非常重要的；

随着科技的发展，语音、视频及其它点播业务应用广泛，而这些业务对于丢包和延时非常敏感，当数据达到吉比特速率级时，较长的检测时间会导致大量数据丢失，无法满足电信级网络高可靠性的需求；

在默认情况下，OSPF 链路故障检测时间由协议 Hello 机制决定，默认秒级，40s，所以检测到故障所需时间比较长；

解决方案

为了解决上述问题，配置 OSPF 的指定进程（或指定接口）的 OSPF 与 BFD 联动功能，能够快速检测链路的状态，故障检测时间可以达到毫秒级，提高链路状态变化时 OSPF 的收敛速度；

OSPF 与 BFD 联动就是将 BFD 和 OSPF 关联起来，一旦与邻居之间的链路出现故障，BFD 对链路故障的快速感应能够加快 OSPF 对于网络拓扑变化的响应；

原理简述

当开启 OSPF 并与 BFD 联动后：
1）三台设备（R1、R2、R3）间建立 OSPF 邻居关系，当邻居状态到达 Full 时，通知 BFD 以建立 BFD 会话（自动建立，无需手动配置信息）；
2）当链路 R1 到 S1 出现故障时，BFD 首先感知到，并通知 R1，当 R1 处理 BFD 会话 Down 事件，重新进行路由计算，新的路径为：R1-R3-R2；

详细说明

BFD 与 OSPF 联动就是将 BFD 和 OSPF 协议关联起来， BFD 将链路故障的快速检测结果告知 OSPF 协议：

1）OSPF 通过自己的 Hello 机制发现邻居并建立连接；
2）OSPF 在建立新的邻居关系后，将邻居信息（包括目的地址和源地址等）通告给 BFD；
3）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；
4）正常情况下，R1 根据 OSPF 路径开销大小选择经过 R2 到达 R4；

5）当 R1 和 R2 之间链路出现故障，BFD 首先快速检测到链路故障，BFD 会话状态变为 Down 并通知 R1；
6）R1 处理邻居 Down 事件，通知本地 OSPF 进程邻居不可达，重新进行路由计算，选择通过 R3 到达 R4；

补充说明：在 BFD 通知 OSPF 后，OSPF 将进行快速 Hello 检测，以防止 BFD 误报。所以，单纯的 ACL 屏蔽 BFD 并不能结束 OSPF 邻居关系；

配置案例

常用命令

配置前提：
如果需要使用 BFD 功能快速检测链路故障，则必须在系统视图下执行 bfd 命令，开启全局 BFD 功能。

接口配置的 BFD 特性优先级高于进程配置的 BFD 特性优先级。如果打开了接口的 BFD 开关，则按照接口上 BFD 参数建立 BFD 会话。

配置 OSPF IP FRR 与 BFD 联动：
配置 OSPF IP FRR 特性时，需要底层能够快速响应链路变化，以便迅速将流量切换到备份链路。
将 OSPF IP FRR 与 BFD 会话绑定可以达到快速感知故障的目的，确保故障后流量切换的及时性。

// ----------------------------------------------------------------------------- // 配置 OSPF 的 BFD 特性

// 在 OSPF 进程下使能 BFD 特性
[Huawei-ospf-1] bfd all-interfaces enable

// 配置 BFD 会话的参数值
// min-rx-interval receive-interval：指定期望从对端接收 BFD 报文的最小接收间隔。整数形式，取值范围是 10～2000ms（缺省 1000ms）
// min-tx-interval transmit-interval：指定向对端发送 BFD 报文的最小发送间隔。整数形式，取值范围是 10～2000ms（缺省 1000ms）
// detect-multiplier multiplier-value：指定本地检测倍数。整数形式，取值范围是 3～50，缺省值是 3。
// frr-binding：将 BFD 会话状态与接口的链路状态进行绑定。当 BFD 会话状态变为 Down 时，接口的物理层链路状态也会变为 Down，从而触发流量切换到备份路径。
[Huawei-ospf-1] bfd all-interfaces { min-rx-interval receive-interval | min-tx-interval transmit-interval | detect-multiplier multiplier-value | frr-binding } 

// ----------------------------------------------------------------------------- // 配置 OSPF 指定接口的 BFD 特性

// 在使能 OSPF 的特定接口下使能 BFD 特性：
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] ospf bfd enable

// 在使能 OSPF 的特定接口下配置 BFD 会话的参数值：
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1] ospf bfd { min-rx-interval receive-interval | min-tx-interval transmit-interval | detect-multiplier multiplier-value | frr-binding }

配置示例

针对如上拓扑： 

// 配置 BFD 关联

[Huawei] bfd                                                                    # 使能全局 BFD 功能
[OSPF] bfd all-interface enable
[OSPF] bfd all-interface min-tx-interval 100 min-rx-interval 100 detect-multiplier 3

// 当我们 shutdown AR1.GE0/0/2 接口后，在 AR2 上，其 BFD 探测到链路故障，理解结束 OSPF 邻居关系

Feb 20 2022 22:35:08-08:00 AR2 %%01BFD/4/STACHG_TODWN(l)[13]:BFD session changed
 to Down. (SlotNumber=0, Discriminator=18874368, Diagnostic=DetectDown, Applicat
ions=OSPF, ProcessPST=False, BindInterfaceName=GigabitEthernet0/0/1, InterfacePh
ysicalState=Up, InterfaceProtocolState=Up) 
[AR2]
Feb 20 2022 22:35:08-08:00 AR2 %%01OSPF/3/NBR_CHG_DOWN(l)[14]:Neighbor event:nei
ghbor state changed to Down. (ProcessId=256, NeighborAddress=1.1.1.1, NeighborEv
ent=KillNbr, NeighborPreviousState=Full, NeighborCurrentState=Down) 
[AR2]
Feb 20 2022 22:35:08-08:00 AR2 %%01OSPF/3/NBR_DOWN_REASON(l)[15]:Neighbor state 
leaves full or changed to Down. (ProcessId=256, NeighborRouterId=1.1.1.1, Neighb
orAreaId=0, NeighborInterface=GigabitEthernet0/0/1,NeighborDownImmediate reason=
Neighbor Down Due to Kill Neighbor, NeighborDownPrimeReason=BFD Session Down, Ne
ighborChangeTime=2022-02-20 22:35:08-08:00)

通过 BFD 探测，在链路故障时，OSPF 能够完成快速收敛；