openvswitch BFD 简介

为了保护关键应用，网络中会设计有一定的冗余备份链路，网络发生故障时就要求网络设备能够快速检测出故障并将流量切换至备份链路以加快网络收敛速度。目前有些链路（如POS）通过硬件检测机制来实现快速故障检测。但是某些链路（如以太网链路）不具备这样的检测机制。此时，应用就要依靠上层协议自身的机制来进行故障检测，上层协议的检测时间都在1秒以上，这样的故障检测时间对某些应用来说是不能容忍的。某些路由协议如OSPF、IS-IS虽然有Fast Hello功能来加快检测速度，但是检测时间也只能达到1秒的精度，而且Fast Hello功能只是针对本协议的，无法为其它协议提供快速故障检测。

BFD：(Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测)协议提供一种轻负载、快速检测两台邻接路由器/交换机之间转发路径连通状态的方法，它是一个简单的“Hello”协议，在很多方面，它与那些著名的路由协议的邻居检测部分相似。一对系统在它们之间的所建立会话的通道上周期性的发送检测报文，如果某个系统在足够长的时间内没有收到对端的检测报文，则认为在这条到相邻系统的双向通道的某个部分发生了故障协议邻居通过该方式可以快速检测到转发路径的连通故障，加快启用备份转发路径，提升现有网络性能。

BFD 提供的检测机制与所应用的接口介质类型、封装格式、以及关联的上层协议如 OSPF、BGP、RIP 等无关。BFD 在两台路由器之间建立会话，通过快速发送检测故障消息给正在运行的路由协议，以触发路由协议重新计算路由表，大大减少整个网络的收敛时间。BFD 本身没有发现邻居的能力，需要上层协议通知与哪个邻居建立会话。

BFD报文格式
BFD发送的检测报文是UDP报文，定义两种类型的报文
建立BFD会话时缺省采用版本1，如果收到对端系统发送的是版本0的报文，将自动切换到版本0。可以通过show bfd neighbors命令查看采用的版本。

1）控制报文
其格式如下：

以BFD会话连接建立过程为例，简要介绍状态机迁移过程：

- A、B两站启动BFD，各自初始状态为“down”，发送BFD报文携带状态为“down”
- B站收到状态为“down”的BFD报文，本地状态切换至“init”，发送BFD报文携带状态为“init”
- B站本地BFD状态为“init”后，再接收到状态为“down”的报文不做处理
- A站BFD状态变化过程同上
- B站收到状态为“init”的BFD报文，本地状态切换至“up”
- A站BFD状态变化过程同上
- A、B两站在发生“down => init”变化后，会启动一个超时定时器，该定时器的作用是防止本地状态阻塞在“init”（有可能AB连接此时断连，会话不能正常建立），如果在规定的时间内仍未收到状态为“init/up”的BFD报文，则状态自动切换回“down”
- 本地状态UP标志会话建立成功