DC232009 快速檢測技術(shù) ISSUE1.00

1、Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page0修訂記錄課程編碼課程編碼適用產(chǎn)品適用產(chǎn)品產(chǎn)品版本產(chǎn)品版本課程版本課程版本ISSUEDC232009ALLALL1.00開發(fā)開發(fā)/優(yōu)化優(yōu)化者者時間時間審核人審核人開發(fā)類型（新開發(fā)開發(fā)類型（新開發(fā)/優(yōu)優(yōu)化）化）高書穎2010-3-18劉志根新開發(fā)本頁不打印Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 快速檢測技術(shù)Copyright 2009 Huawei Technolog

2、ies Co., Ltd. All rights reserved. Page2前 言 為了減小設(shè)備故障對業(yè)務(wù)的影響，提高網(wǎng)絡(luò)的可用性，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要能夠盡快檢測到與相鄰設(shè)備間的通信故障，以便及時采取措施，保證業(yè)務(wù)繼續(xù)進行。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page3培訓目標學完本課程后，您應(yīng)該能：l快速檢測技術(shù)的基本概念l快速檢測技術(shù)的基本原理和應(yīng)用Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page4目 錄故

3、障檢測的主要方法故障檢測的主要方法故障檢測的分類BFD技術(shù)Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page5故障檢測的主要方法現(xiàn)有的故障檢測方法主要包括：硬件檢測：例如通過SDH告警檢測鏈路故障。硬件檢測的優(yōu)點是可以很快發(fā)現(xiàn)故障，但并不是所有介質(zhì)都能提供硬件檢測。慢Hello機制：通常是指路由協(xié)議的Hello機制。這種機制檢測到故障所需時間為秒級。對于高速數(shù)據(jù)傳輸，例如吉比特速率級，超過1秒的檢測時間將導致大量數(shù)據(jù)丟失；對于時延敏感的業(yè)務(wù)，例如語音業(yè)務(wù)，超過1秒的延遲也是不能接受的。并且，這種機制依賴于

4、路由協(xié)議。其他檢測機制：不同的協(xié)議或設(shè)備制造商有時會提供專用的檢測機制，但在系統(tǒng)間互聯(lián)互通時，這樣的專用檢測機制通常難以部署。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page6目 錄故障檢測的主要方法故障檢測的分類故障檢測的分類BFD技術(shù)Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page7故障檢測的分類故障檢測技術(shù)按使用限制分專用檢測技術(shù)和通用檢測技術(shù)：專用的故障檢測技術(shù)有： lAPS（傳輸層）lRPR OAM、E

5、th-OAM（鏈路層） lMPLS OAM（MPLS）通用故障檢測技術(shù)包括：BFD，可檢測各個層面的故障。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page8故障檢測的分類（續(xù)）以TCP/IP網(wǎng)絡(luò)參考模型作為層次性劃分，每個層面都有故障檢測機制：傳輸層/物理層：APS鏈路層：RPR OAM、MPLS OAM、Eth-OAM、STP/RSTP/MSTP/RRPP網(wǎng)絡(luò)層：各協(xié)議的HELLO機制、BFD、VRRP、GR應(yīng)用層：各種應(yīng)用層協(xié)議本身的心跳、重傳機制Copyright 2009 Huawei Tech

6、nologies Co., Ltd. All rights reserved. Page9故障檢測的分類（續(xù)）以網(wǎng)絡(luò)故障檢測的模式劃分，有以下3中模式：異步模式：周期性發(fā)送探測報文查詢模式：發(fā)一系列報文請求確認回聲模式：將對端發(fā)送過來的報文不作任何改動反射回去Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page10目 錄故障檢測的主要方法故障檢測的分類BFD技術(shù)技術(shù)Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page11

7、BFD技術(shù)概述雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測BFD（Bidirectional Forwarding Detection）是一套全網(wǎng)統(tǒng)一的檢測機制，用于快速檢測、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中鏈路或者IP路由的轉(zhuǎn)發(fā)連通狀況。為改善網(wǎng)絡(luò)性能，相鄰系統(tǒng)之間應(yīng)能快速檢測到通信故障，更快地建立起備用通道恢復(fù)通信。BFD提供如下功能：l對相鄰轉(zhuǎn)發(fā)引擎之間的通道故障提供輕負荷、短持續(xù)時間的檢測；l用單一的機制對任何介質(zhì)、任何協(xié)議層進行實時檢測，并支持不同的檢測時間與開銷。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page12BFD for IP技術(shù)在IP

8、鏈路上建立BFD會話，利用BFD檢測機制快速檢測故障。BFD for IP支持單跳檢測和多跳檢測：BFD單跳檢測是指對兩個直連系統(tǒng)進行IP連通性檢測，這里所說的“單跳”是IP的一跳。在進行BFD單跳檢測的兩個系統(tǒng)中，對于一種給定的數(shù)據(jù)協(xié)議，在指定接口上只存在一個BFD會話。BFD多跳檢測是指BFD可以檢測兩個系統(tǒng)間的任意路徑，這些路徑可能跨越很多跳，也可能在某些部分發(fā)生重疊。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page13BFD for IP技術(shù)（續(xù)）如下圖所示， BFD單跳檢測是指對兩個直連系統(tǒng)進

9、行IP連通性檢測，這里所說的“單跳”是IP的一跳。在進行BFD單跳檢測的兩個系統(tǒng)中，對于一種給定的數(shù)據(jù)協(xié)議，在指定接口上只存在一個BFD會話。因此，BFD會話是與接口綁定的，接口類型包括物理接口、虛電路以及隧道。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page14BFD for IP技術(shù)（續(xù)）如下圖所示， BFD可以檢測兩個系統(tǒng)間的任意路徑，這些路徑可能跨越很多跳，也可能在某些部分發(fā)生重疊。 多跳BFD會話綁定對端IP但不綁定出接口。 Copyright 2009 Huawei Technologies

10、 Co., Ltd. All rights reserved. Page15BFD for USR技術(shù)BFD for USR（Unicast Static Route）用于支持IPv4單播靜態(tài)路由，支持IPv4單播靜態(tài)路由綁定后快速感知鏈路狀態(tài)。與動態(tài)路由協(xié)議不同，單播靜態(tài)路由自身沒有檢測機制，當網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障的時候，需要管理員介入。BFD for USR特性可為公網(wǎng)IPv4單播靜態(tài)路由綁定BFD會話，利用BFD會話來檢測單播靜態(tài)路由所在鏈路的狀態(tài)。BFD for USR可為每條IPv4單播靜態(tài)路由綁定一個BFD會話，當這條USR上綁定的BFD會話檢測到鏈路故障（由Up轉(zhuǎn)為Down）后，BFD會

11、將故障上報路由管理系統(tǒng)，由路由管理模塊將這條路由設(shè)置為“非激活”狀態(tài)（此條路由不可用，從IP路由表中刪除）。當這條USR上綁定的BFD會話成功建立或者從故障狀態(tài)恢復(fù)后（由Down轉(zhuǎn)為Up），BFD會上報路由管理模塊重新激活。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page16BFD for IGP技術(shù)通常情況下，IGP設(shè)定發(fā)送Hello報文的時間間隔為十幾秒鐘，宣告鄰居Down的時間即相鄰設(shè)備失效的時間一般配置為Hello報文間隔的3-4倍。通過調(diào)整Hello報文間隔設(shè)備能感知到鄰居故障的時間最小也是秒

12、級。在高速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，這將導致報文大量丟失。BFD for IGP是指BFD會話由IGP協(xié)議動態(tài)創(chuàng)建，不再依靠手工配置，當BFD檢測到故障時，通過路由管理通知IGP協(xié)議，由協(xié)議進行相應(yīng)鄰居Down處理，快速更新路由信息和進行增量路由計算，從而實現(xiàn)路由的快速收斂。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page17BFD for IGP技術(shù)（續(xù)）如圖所示，當A和C之間鏈路出現(xiàn)故障，BFD首先感知到并通知A。A處理鄰居Down事件，重新進行路由計算，新的路由出接口為POS2/0/0，經(jīng)過D到達B。 Cop

13、yright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page18BFD for BGP技術(shù)BGP協(xié)議通過周期性的向?qū)Φ润w發(fā)送Keepalive報文來實現(xiàn)鄰居檢測機制。但這種機制檢測到故障所需時間比較長，超過1秒鐘。當數(shù)據(jù)達到吉比特速率級別時，將會導致大量的數(shù)據(jù)丟失，從而無法滿足電信級網(wǎng)絡(luò)高可靠性的需求。因此，BGP協(xié)議通過引入BFD for BGP特性，利用BFD的快速檢測機制，迅速發(fā)現(xiàn)BGP對等體間鏈路的故障，并報告給BGP協(xié)議，從而實現(xiàn)BGP路由的快速收斂。Copyright 2009 Huawei Technolo

14、gies Co., Ltd. All rights reserved. Page19BFD for VRRP技術(shù)VRRP設(shè)定發(fā)送心跳報文的時間間隔為1秒鐘，宣告鄰居Down的時間心跳報文間隔的3倍。設(shè)備能感知到鄰居故障的時間最小也是秒級。VRRP通過監(jiān)視BFD會話狀態(tài)實現(xiàn)主備快速切換，切換時間控制在50毫秒以內(nèi)。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page20BFD for LSP技術(shù)BFD可以用來檢測MPLS LSP轉(zhuǎn)發(fā)路徑上數(shù)據(jù)平面的故障。檢測MPLS LSP的連通性時，BFD會話協(xié)商有兩種方

15、式：l靜態(tài)配置BFD：通過手工配置BFD的本地標識符和遠端標識符，由BFD本身的協(xié)商機制建立會話。l動態(tài)創(chuàng)建BFD會話：通過在LSP Ping報文中攜帶BFD Discriminator TLV進行會話協(xié)商。BFD使用異步模式檢測LSP的連通性，即Ingress和Egress之間相互周期性地發(fā)送BFD報文。如果任何一端在檢測時間內(nèi)沒有收到對端發(fā)來的BFD報文，就認為LSP狀態(tài)為Down，并向LSPM上報LSP Down消息。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page21BFD for LSP技術(shù)（

16、續(xù)）BFD支持檢測的LSP類型有：靜態(tài)BFD for靜態(tài)LSP靜態(tài)BFD for LDP LSP動態(tài)BFD for LDP LSPCopyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page22BFD for PST技術(shù)當BFD檢測到故障時，修改端口狀態(tài)表PST（Port State Table）中的接口狀態(tài)，從而觸發(fā)快速重路由。BFD會話修改端口狀態(tài)表功能只能用于綁定接口的BFD單跳會話。BFD for PST在很多類型的FRR（快速重路由）中使用廣泛。在綁定接口的BFD會話中使用BFD for PST，會將該B

17、FD會話與這個接口的PST表聯(lián)動。在BFD會話檢測鏈路Down后，將該接口的PST表對應(yīng)比特位置Down，從而立即進行FRR切換。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page23BFD for PIS技術(shù)BFD for PIS（Process interface status）提供一種簡單的機制，使得BFD檢測行為可以關(guān)聯(lián)接口狀態(tài)，提高了接口感應(yīng)鏈路故障的靈敏度，減少了非直連鏈路故障導致的問題。BFD的PIS機制，對檢測到鏈路故障的BFD會話，會立即上報Down消息到相應(yīng)接口，使得接口進入一種特殊的Down狀態(tài)：BFD Down狀態(tài)，該狀態(tài)等效于鏈路協(xié)議Down狀態(tài)，在該狀態(tài)下只有BFD的報文可以正常處理，從而使接口也可以快速感知鏈路故障。對于每個要配置接口聯(lián)動的BFD會話，配置為組播檢測并指定接口方式，從而避開對接口IP屬性的依賴性。Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page24組播BFD技術(shù)組播BFD用于檢測無IP地址等三層屬性的接口之間的鏈路連通性，達到鏈路故障快速檢測。通過將檢測報文通過IP層發(fā)送組播檢測報文，在所需檢測鏈路之間的設(shè)備配上配置組播檢測。本