IP承載網(wǎng)BFD應(yīng)用研究

張宗明

摘 要：本文以BFD為主要研究對(duì)象，作為通信故障的檢測(cè)方式，它以檢測(cè)速度較快被廣泛應(yīng)用。本文從IP承載網(wǎng)對(duì)BFD for OSPF和BFD for VRRP進(jìn)行應(yīng)用檢測(cè)部署分析。

關(guān)鍵詞：IP承載網(wǎng)；BFD；VRRP；OSPF

隨著網(wǎng)絡(luò)信息化的大量應(yīng)用，快速檢測(cè)IP承載網(wǎng)故障的要求急需被滿足，本文中提到的BFD對(duì)于IP承載網(wǎng)的故障檢測(cè)，能夠達(dá)到所需要的速度，有效彌補(bǔ)實(shí)際運(yùn)行中檢測(cè)方面的不足，而且能夠輔助網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐語音、視頻等多媒體點(diǎn)播業(yè)務(wù)有效傳輸，進(jìn)而為IP承載網(wǎng)客戶提供可靠性、操作性、適用性較高的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。

1 BFD技術(shù)簡(jiǎn)介

⑴技術(shù)概述。BFD技術(shù)是一個(gè)較為簡(jiǎn)單的“HELLO”協(xié)議。在技術(shù)方面，BFD與現(xiàn)有比較著名的，應(yīng)用于路由協(xié)議中的鄰居檢測(cè)技術(shù)部分較為相似。一對(duì)系統(tǒng)周期性的發(fā)送技術(shù)檢測(cè)報(bào)文，利用其建立起的有效會(huì)話通道，一旦其中一個(gè)系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)并沒有受到另外一個(gè)系統(tǒng)傳輸?shù)膱?bào)文，那么就定性為相鄰系統(tǒng)的會(huì)話雙向通道某一部分出現(xiàn)了故障。在一些條件因素影響下，為了適當(dāng)?shù)臏p少負(fù)荷，兩端系統(tǒng)會(huì)話傳輸速率需要輔助協(xié)商。BFD技術(shù)的檢測(cè)時(shí)間是可以根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行調(diào)整的，它的靈活程度可以適用于不同協(xié)議提出的要求。

⑵報(bào)文格式。UDP報(bào)文是BFD發(fā)送的檢測(cè)報(bào)文格式，可以將兩種類型的報(bào)文做定義，分別是回聲報(bào)文、控制報(bào)文。兩者當(dāng)中的控制報(bào)文，是可以定義協(xié)議中的版本號(hào)、最小BFD報(bào)文發(fā)送間隔（本地支持）、最小BFD報(bào)文接收間隔（本地支持）、最小Echo報(bào)文接收間隔（本地支持）、以及認(rèn)證長(zhǎng)度及類型等，同時(shí)還會(huì)在報(bào)文中攜帶標(biāo)識(shí)性的信息。關(guān)于回聲報(bào)文的格式，BFD協(xié)議并沒有具體定義，但是回聲報(bào)文的具體格式是單一與本地信息相關(guān)的，系統(tǒng)遠(yuǎn)端只要將回聲報(bào)文返回在反向通道上，本地系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)報(bào)文中相對(duì)應(yīng)的內(nèi)容將其分離到標(biāo)準(zhǔn)的會(huì)話中。

⑶工作模式。BFD技術(shù)協(xié)議中對(duì)實(shí)現(xiàn)雙向檢測(cè)機(jī)制進(jìn)行了描述，其工作模式細(xì)分為兩種模式：異步模式與查詢模式，以下是針對(duì)兩種工作模式進(jìn)行的實(shí)用性分析。

異步模式工作狀態(tài)中，兩端系統(tǒng)之間發(fā)送BFD控制包具有周期性，在一定時(shí)間內(nèi)，如果一段系統(tǒng)并沒有收到另外一段系統(tǒng)傳輸?shù)腂FD控制報(bào)文，那么就會(huì)宣布會(huì)話“DOWN”。查詢模式工作狀態(tài)中，每一個(gè)系統(tǒng)都會(huì)假定有固定且獨(dú)立的方式進(jìn)行確認(rèn)是否與其他系統(tǒng)相連接。在這樣的情況下建立BFD會(huì)話，會(huì)話正常工作之后系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)停止傳輸BFD控制報(bào)文，除非當(dāng)中某一系統(tǒng)需要顯示地驗(yàn)證連接，在這種需求出現(xiàn)的情況下，系統(tǒng)就會(huì)傳送較短系列的的一個(gè)BFD控制包，在有效的檢測(cè)時(shí)間內(nèi)，并沒有受到報(bào)文返回的話，那么就會(huì)宣布會(huì)話“DOWN”，一旦在有效時(shí)間內(nèi)收到回應(yīng)報(bào)文的話，協(xié)議就會(huì)保持沉默。

查詢模式的工作優(yōu)勢(shì)是能夠使系統(tǒng)的負(fù)載減輕，使通路帶寬得到有效節(jié)省，查詢模式的工作劣勢(shì)是系統(tǒng)發(fā)端決定檢測(cè)時(shí)間，缺乏周期性，如果通路的環(huán)回時(shí)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(cè)試

此次測(cè)試試驗(yàn)研究采用的是IP承載網(wǎng)口字型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、匯聚層路由器兩臺(tái)、接入層路由器兩臺(tái)，使之在OSPF協(xié)議上進(jìn)行業(yè)務(wù)承載，網(wǎng)絡(luò)工作中兩種路由器設(shè)備同期運(yùn)行OPSF協(xié)議進(jìn)程。對(duì)于是否部署B(yǎng)FD協(xié)議進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，通過測(cè)試發(fā)現(xiàn)，BFD是否部署對(duì)路由器更新是沒有任何影響的，進(jìn)過分析得出，這種現(xiàn)象產(chǎn)生是因?yàn)榇舜蜝FD for OSPF測(cè)試中使用的設(shè)備之間經(jīng)過的傳輸設(shè)備，開啟了ALS激光器自動(dòng)關(guān)斷，其導(dǎo)致的結(jié)果是系統(tǒng)設(shè)備一段不發(fā)光的狀態(tài)下，另一端設(shè)備能夠立即感知，隨之將端口設(shè)置成“DOWN”，解除路由器更新，最后總結(jié)出此次試驗(yàn)中 BFD for OSPF部署對(duì)前后網(wǎng)絡(luò)倒換的檢測(cè)時(shí)間幾乎相同，不存在明顯的變化。

3 BFD for VRRP測(cè)試

此次實(shí)驗(yàn)使用兩臺(tái)接入層路由器，在系統(tǒng)兩端部署B(yǎng)FD檢測(cè)，規(guī)定檢測(cè)時(shí)間的間隔是50ms，接入層路由器斷連以及出發(fā)VRRP倒換過程用BFD協(xié)議進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)中主用接入層路由器宕機(jī)時(shí)，備用的接入層路由器能夠迅速以BFD協(xié)議檢測(cè)鏈路出現(xiàn)中斷，從而激發(fā)VRRP協(xié)議進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備倒換，用最短的時(shí)間恢復(fù)承載業(yè)務(wù)。實(shí)驗(yàn)中選擇出一端作為源路由，連接其他路由接口業(yè)務(wù)并進(jìn)行“ping”測(cè)試，重啟支線預(yù)選路由檢測(cè)BFD for VRRP時(shí)間以及VRRP倒換時(shí)間。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，VRRP協(xié)議方案部署標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)下，協(xié)議仍然需要較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行檢查心跳中斷，致使整體業(yè)務(wù)倒換的時(shí)間花費(fèi)3.4s；但是實(shí)驗(yàn)中部署B(yǎng)FD for VRRP協(xié)議之后，VRRP整體業(yè)務(wù)倒換的時(shí)間僅僅需要400ms，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比來看，BFD for VRRP協(xié)議對(duì)IP承載網(wǎng)的性能做到了有效提升。

4 結(jié)論

當(dāng)前是網(wǎng)絡(luò)信息化的時(shí)代，IP網(wǎng)絡(luò)的承載業(yè)務(wù)種類非常豐富，社會(huì)大眾對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)的需求隨之提高，承載網(wǎng)絡(luò)的特征中，可靠性是最受大眾關(guān)注的，同時(shí)也是IP承載網(wǎng)需要加固的特性課題。文章在介紹BFD技術(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果中，可以明顯看出在沒有其他硬件輔助的情況下，BFD對(duì)VRRP整體業(yè)務(wù)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(wǎng)絡(luò)的可靠性。電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)部署中，如果能夠根據(jù)實(shí)際需求部署B(yǎng)FD協(xié)議技術(shù)的話，能夠最大程度的實(shí)現(xiàn)提升IP承載網(wǎng)可靠性的工作目標(biāo)。

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