DC232009 快速檢測(cè)技術(shù) ISSUE100

Page0修訂記錄課程編碼適用產(chǎn)品產(chǎn)品版本課程版本ISSUEDC232009ALLALL1.00開發(fā)/優(yōu)化者時(shí)間審核人開發(fā)類型（新開發(fā)/優(yōu)化）高書穎2010-3-18劉志根新開發(fā)本頁不打印快速檢測(cè)技術(shù)Page2前言

為了減小設(shè)備故障對(duì)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(cè)到與相鄰設(shè)備間的通信故障，以便及時(shí)采取措施，保證業(yè)務(wù)繼續(xù)進(jìn)行。Page3培訓(xùn)目標(biāo)學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能：快速檢測(cè)技術(shù)的基本概念快速檢測(cè)技術(shù)的基本原理和應(yīng)用Page4目錄故障檢測(cè)的主要方法故障檢測(cè)的分類BFD技術(shù)Page5故障檢測(cè)的主要方法現(xiàn)有的故障檢測(cè)方法主要包括：硬件檢測(cè)：例如通過SDH告警檢測(cè)鏈路故障。硬件檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)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(cè)。慢Hello機(jī)制：通常是指路由協(xié)議的Hello機(jī)制。這種機(jī)制檢測(cè)到故障所需時(shí)間為秒級(jí)。對(duì)于高速數(shù)據(jù)傳輸，例如吉比特速率級(jí)，超過1秒的檢測(cè)時(shí)間將導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)丟失；對(duì)于時(shí)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(jī)制依賴于路由協(xié)議。其他檢測(cè)機(jī)制：不同的協(xié)議或設(shè)備制造商有時(shí)會(huì)提供專用的檢測(cè)機(jī)制，但在系統(tǒng)間互聯(lián)互通時(shí)，這樣的專用檢測(cè)機(jī)制通常難以部署。Page6目錄故障檢測(cè)的主要方法故障檢測(cè)的分類BFD技術(shù)Page7故障檢測(cè)的分類故障檢測(cè)技術(shù)按使用限制分專用檢測(cè)技術(shù)和通用檢測(cè)技術(shù)：專用的故障檢測(cè)技術(shù)有：APS（傳輸層）RPROAM、Eth-OAM（鏈路層）MPLSOAM（MPLS）通用故障檢測(cè)技術(shù)包括：BFD，可檢測(cè)各個(gè)層面的故障。Page8故障檢測(cè)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(gè)層面都有故障檢測(cè)機(jī)制：傳輸層/物理層：APS鏈路層：RPROAM、MPLSOAM、Eth-OAM、STP/RSTP/MSTP/RRPP網(wǎng)絡(luò)層：各協(xié)議的HELLO機(jī)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(jī)制Page9故障檢測(cè)的分類（續(xù)）以網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)的模式劃分，有以下3中模式：異步模式：周期性發(fā)送探測(cè)報(bào)文查詢模式：發(fā)一系列報(bào)文請(qǐng)求確認(rèn)回聲模式：將對(duì)端發(fā)送過來的報(bào)文不作任何改動(dòng)反射回去Page10目錄故障檢測(cè)的主要方法故障檢測(cè)的分類BFD技術(shù)Page11BFD技術(shù)概述雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測(cè)BFD（BidirectionalForwardingDetection）是一套全網(wǎng)統(tǒng)一的檢測(cè)機(jī)制，用于快速檢測(cè)、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(cè)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：對(duì)相鄰轉(zhuǎn)發(fā)引擎之間的通道故障提供輕負(fù)荷、短持續(xù)時(shí)間的檢測(cè)；用單一的機(jī)制對(duì)任何介質(zhì)、任何協(xié)議層進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并支持不同的檢測(cè)時(shí)間與開銷。Page12BFDforIP技術(shù)在IP鏈路上建立BFD會(huì)話，利用BFD檢測(cè)機(jī)制快速檢測(cè)故障。BFDforIP支持單跳檢測(cè)和多跳檢測(cè)：BFD單跳檢測(cè)是指對(duì)兩個(gè)直連系統(tǒng)進(jìn)行IP連通性檢測(cè)，這里所說的“單跳”是IP的一跳。在進(jìn)行BFD單跳檢測(cè)的兩個(gè)系統(tǒng)中，對(duì)于一種給定的數(shù)據(jù)協(xié)議，在指定接口上只存在一個(gè)BFD會(huì)話。BFD多跳檢測(cè)是指BFD可以檢測(cè)兩個(gè)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。Page13BFDforIP技術(shù)（續(xù)）如下圖所示，BFD單跳檢測(cè)是指對(duì)兩個(gè)直連系統(tǒng)進(jìn)行IP連通性檢測(cè)，這里所說的“單跳”是IP的一跳。在進(jìn)行BFD單跳檢測(cè)的兩個(gè)系統(tǒng)中，對(duì)于一種給定的數(shù)據(jù)協(xié)議，在指定接口上只存在一個(gè)BFD會(huì)話。因此，BFD會(huì)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。Page14BFDforIP技術(shù)（續(xù)）如下圖所示，BFD可以檢測(cè)兩個(gè)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(huì)話綁定對(duì)端IP但不綁定出接口。Page15BFDforUSR技術(shù)BFDforUSR（UnicastStaticRoute）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(dòng)態(tài)路由協(xié)議不同，單播靜態(tài)路由自身沒有檢測(cè)機(jī)制，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障的時(shí)候，需要管理員介入。BFDforUSR特性可為公網(wǎng)IPv4單播靜態(tài)路由綁定BFD會(huì)話，利用BFD會(huì)話來檢測(cè)單播靜態(tài)路由所在鏈路的狀態(tài)。BFDforUSR可為每條IPv4單播靜態(tài)路由綁定一個(gè)BFD會(huì)話，當(dāng)這條USR上綁定的BFD會(huì)話檢測(cè)到鏈路故障（由Up轉(zhuǎn)為Down）后，BFD會(huì)將故障上報(bào)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(dāng)這條USR上綁定的BFD會(huì)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(huì)上報(bào)路由管理模塊重新激活。Page16BFDforIGP技術(shù)通常情況下，IGP設(shè)定發(fā)送Hello報(bào)文的時(shí)間間隔為十幾秒鐘，宣告鄰居Down的時(shí)間即相鄰設(shè)備失效的時(shí)間一般配置為Hello報(bào)文間隔的3-4倍。通過調(diào)整Hello報(bào)文間隔設(shè)備能感知到鄰居故障的時(shí)間最小也是秒級(jí)。在高速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，這將導(dǎo)致報(bào)文大量丟失。BFDforIGP是指BFD會(huì)話由IGP協(xié)議動(dòng)態(tài)創(chuàng)建，不再依靠手工配置，當(dāng)BFD檢測(cè)到故障時(shí)，通過路由管理通知IGP協(xié)議，由協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)鄰居Down處理，快速更新路由信息和進(jìn)行增量路由計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)路由的快速收斂。Page17BFDforIGP技術(shù)（續(xù)）如圖所示，當(dāng)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(jìn)行路由計(jì)算，新的路由出接口為POS2/0/0，經(jīng)過D到達(dá)B。Page18BFDforBGP技術(shù)BGP協(xié)議通過周期性的向?qū)Φ润w發(fā)送Keepalive報(bào)文來實(shí)現(xiàn)鄰居檢測(cè)機(jī)制。但這種機(jī)制檢測(cè)到故障所需時(shí)間比較長(zhǎng)，超過1秒鐘。當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到吉比特速率級(jí)別時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致大量的數(shù)據(jù)丟失，從而無法滿足電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)高可靠性的需求。因此，BGP協(xié)議通過引入BFDforBGP特性，利用BFD的快速檢測(cè)機(jī)制，迅速發(fā)現(xiàn)BGP對(duì)等體間鏈路的故障，并報(bào)告給BGP協(xié)議，從而實(shí)現(xiàn)BGP路由的快速收斂。Page19BFDforVRRP技術(shù)VRRP設(shè)定發(fā)送心跳報(bào)文的時(shí)間間隔為1秒鐘，宣告鄰居Down的時(shí)間心跳報(bào)文間隔的3倍。設(shè)備能感知到鄰居故障的時(shí)間最小也是秒級(jí)。VRRP通過監(jiān)視BFD會(huì)話狀態(tài)實(shí)現(xiàn)主備快速切換，切換時(shí)間控制在50毫秒以內(nèi)。Page20BFDforLSP技術(shù)BFD可以用來檢測(cè)MPLSLSP轉(zhuǎn)發(fā)路徑上數(shù)據(jù)平面的故障。檢測(cè)MPLSLSP的連通性時(shí)，BFD會(huì)話協(xié)商有兩種方式：靜態(tài)配置BFD：通過手工配置BFD的本地標(biāo)識(shí)符和遠(yuǎn)端標(biāo)識(shí)符，由BFD本身的協(xié)商機(jī)制建立會(huì)話。動(dòng)態(tài)創(chuàng)建BFD會(huì)話：通過在LSPPing報(bào)文中攜帶BFDDiscriminatorTLV進(jìn)行會(huì)話協(xié)商。BFD使用異步模式檢測(cè)LSP的連通性，即Ingress和Egress之間相互周期性地發(fā)送BFD報(bào)文。如果任何一端在檢測(cè)時(shí)間內(nèi)沒有收到對(duì)端發(fā)來的BFD報(bào)文，就認(rèn)為L(zhǎng)SP狀態(tài)為Down，并向LSPM上報(bào)LSPDown消息。Page21BFDforLSP技術(shù)（續(xù)）BFD支持檢測(cè)的LSP類型有：靜態(tài)BFDfor靜態(tài)LSP靜態(tài)BFDforLDPLSP動(dòng)態(tài)BFDforLDPLSPPage22BFDforPST技術(shù)當(dāng)BFD檢測(cè)到故障時(shí)，修改端口狀態(tài)表PST（PortStateTable）中的接口狀態(tài)，從而觸發(fā)快速重路由。BFD會(huì)話修改端口狀態(tài)表功能只能用于綁定接口的BFD單跳會(huì)話。BFDforPST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(huì)話中使用BFDforPST，會(huì)將該BFD會(huì)話與這個(gè)接口的PST表聯(lián)動(dòng)。在BFD會(huì)話檢測(cè)鏈路Down后，將該接口的PST表對(duì)應(yīng)比特位置Down，從而立即進(jìn)行FRR切換。Page23BFDforPIS技術(shù)BFDforPIS（Processinterfacestatus）提供一種簡(jiǎn)單的機(jī)制，使得BFD檢測(cè)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(dǎo)致的問題。BFD的PIS機(jī)制，對(duì)檢測(cè)到鏈路故障的BFD會(huì)話，會(huì)立即上報(bào)Down消息到相應(yīng)接口，使得接口進(jìn)入一種特殊的Down狀態(tài)：BFDDown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(bào)文可以正常處理，從而使接口也可以快速感知鏈路故障。對(duì)于每個(gè)要配置接口聯(lián)動(dòng)的BFD會(huì)話，配置為組播檢測(cè)并指定接口方式，從而避開對(duì)接口IP屬性的依賴性。Page24組播BFD技術(shù)組播BFD用于檢測(cè)無IP地址等三層屬性的接口之間的鏈路連通性，達(dá)到鏈路故障快速檢測(cè)。通過將檢測(cè)報(bào)文通過IP層發(fā)送組播檢測(cè)報(bào)文，在所需檢測(cè)鏈路之間的設(shè)備配上配置組播檢測(cè)。本端發(fā)送組播報(bào)文，如果鏈路連通，則對(duì)端接口也可