通过OSPF+BFD实现加速路由收敛

概述

BFD（Bidirectional Forwarding Detection）检测机制是一种快速故障检测方法，用于检测网络设备和系统故障，确保服务的快速切换和恢复。它具有实时性、可靠性和可扩展性等特点，广泛应用于企业服务领域。

原理与应用场景

原理：BFD检测机制基于网络协议（如ICMP、TCP）进行故障检测，通过发送探测报文并实时监测响应时间，判断设备或系统是否正常工作。一旦检测到故障，会立即触发故障切换，确保服务的高可用性。
应用场景：在企业服务领域，BFD检测机制广泛应用于负载均衡器、网络交换机、数据库等关键设备。当这些设备发生故障时，能够快速切换到备用设备，保证业务连续性。

优势与劣势

优势：
- 快速故障检测：BFD检测机制通过实时监测响应时间，能够快速发现故障并做出相应，大大提高了系统的稳定性和可用性。
- 可靠性强：基于网络协议进行故障检测，不受网络环境的影响，可靠性更高。
- 可扩展性强：适应于各种规模的企业和服务，可按需扩展。
劣势：
- 实施成本：实施BFD检测机制需要一定的网络设备和人员投入，初期成本较高。
- 技术要求：对网络管理人员的技术要求较高，需要具备一定的网络知识和故障排查能力。

实例演示

三台路由器使用OSPF组网，拓扑图如下：

R1 配置

[R1]dis current-configuration 
[V200R003C00]
#
 sysname R1
#
 snmp-agent local-engineid 800007DB03000000000000
 snmp-agent 
#
 clock timezone China-Standard-Time minus 08:00:00
#
portal local-server load portalpage.zip
#
 drop illegal-mac alarm
#
 lldp enable 
#
 set cpu-usage threshold 80 restore 75
#
bfd
#
aaa 
 authentication-scheme default
 authorization-scheme default
 accounting-scheme default
 domain default 
 domain default_admin 
 local-user admin password cipher %$%$K8m.Nt84DZ}e#<0`8bmE3Uw}%$%$
 local-user admin service-type http
#
firewall zone Local
 priority 15
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 172.16.10.11 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
#
interface GigabitEthernet0/0/2
#
interface NULL0
#
ospf 1 router-id 1.1.1.1 
 bfd all-interfaces enable
 area 0.0.0.0 
  network 0.0.0.0 255.255.255.255 
#
user-interface con 0
 authentication-mode password
user-interface vty 0 4
user-interface vty 16 20
#
wlan ac
#
return

R2配置

[R2]dis current-configuration 
[V200R003C00]
#
 sysname R2
#
 snmp-agent local-engineid 800007DB03000000000000
 snmp-agent 
#
 clock timezone China-Standard-Time minus 08:00:00
#
portal local-server load flash:/portalpage.zip
#
 drop illegal-mac alarm
#
 lldp enable 
#
 wlan ac-global carrier id other ac id 0
#
 set cpu-usage threshold 80 restore 75
#
bfd
#
aaa 
 authentication-scheme default
 authorization-scheme default
 accounting-scheme default
 domain default 
 domain default_admin 
 local-user admin password cipher %$%$K8m.Nt84DZ}e#<0`8bmE3Uw}%$%$
 local-user admin service-type http
#
firewall zone Local
 priority 15
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 172.16.10.12 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 172.16.20.11 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/2
#
interface NULL0
#
ospf 1 router-id 2.2.2.2 
 bfd all-interfaces enable
 area 0.0.0.0 
  network 0.0.0.0 255.255.255.255 
#
user-interface con 0
 authentication-mode password
user-interface vty 0 4
user-interface vty 16 20
#
wlan ac
#
return

R3配置

[R3]dis current-configuration 
[V200R003C00]
#
 sysname R3
#
 snmp-agent local-engineid 800007DB03000000000000
 snmp-agent 
#
 clock timezone China-Standard-Time minus 08:00:00
#
portal local-server load portalpage.zip
#
 drop illegal-mac alarm
#
 lldp enable 
#
 set cpu-usage threshold 80 restore 75
#
bfd
#
aaa 
 authentication-scheme default
 authorization-scheme default
 accounting-scheme default
 domain default 
 domain default_admin 
 local-user admin password cipher %$%$K8m.Nt84DZ}e#<0`8bmE3Uw}%$%$
 local-user admin service-type http
#
firewall zone Local
 priority 15
#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 172.16.20.12 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
#
interface GigabitEthernet0/0/2
#
interface NULL0
#
ospf 1 router-id 3.3.3.3 
 bfd all-interfaces enable
 area 0.0.0.0 
  network 0.0.0.0 255.255.255.255 
#
user-interface con 0
 authentication-mode password
user-interface vty 0 4
user-interface vty 16 20
#
wlan ac
#
return

所有路由器状态正常

现在将R2进行关机测试

R1和R3 OSPF状态dead time不再是40秒，而是只有3秒钟（默认）

总结

BFD协议可以加快OSPF的收敛速度，提高网络的稳定性和可靠性。通过BFD协议的实时监测和通知功能，可以迅速检测到链路故障，并通知OSPF协议进行相应的路由更新。

在实际应用中，可以根据网络的需求和情况，合理配置和使用BFD和OSPF协议，以提高网络的性能和可靠性。