BFD和NQA技术原理.doc

BFD 和 NQA 技术原理 BFD（Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测）是一种网络协议，用于检测网络设备间的双向转发路径的连通性和故障检测。NQA（Network Quality Analysis，网络质量分析）是一种网络性能分析技术，用于评估网络的服务质量和性能。 BFD 基本概念 BFD 在两台网络设备上建立会话，用来检测网络设备间的双向转发路径，为上层应用服务。BFD 本身并没有邻居发现机制，而是靠被服务的上层应用通知其邻居信息以建立会话。会话建立后会周期性地快速发送 BFD 报文，如果在检测时间内没有收到 BFD 报文则认为该双向转发路径发生了故障，通知被服务的上层应用进行相应的处理。 BFD 控制报文采用 UDP 封装，目的端口号为 3784，源端口号在 49152 到 65535 的范围内。 BFD 会话管理 BFD 会话管理包括会话状态、会话迁移过程和会话建立方式。 会话状态： * Down：会话处于 Down 状态或刚刚创建。 * Init：已经能够与对端系统通信，本端希望使会话进入 Up 状态。 * Up：会话已经建立成功。 * AdminDown：会话处于管理性 Down 状态。 会话迁移过程： 1. R1 和 R2 各自启动 BFD 状态机，初始状态为 Down，发送状态为 Down 的 BFD 报文。 2. R2 收到状态为 Down 的 BFD 报文后，状态切换至 Init，并发送状态为 Init 的 BFD 报文。 3. R2 本地 BFD 状态为 Init 后，不再处理接收到的状态为 Down 的报文。 4. R1 的 BFD 状态变化同 R2。 5. R2 收到状态为 Init 的 BFD 报文后，本地状态切换至 Up。 6. R1 的 BFD 状态变化同 R2。 会话建立方式： BFD 会话的建立有两种方式，即静态建立 BFD 会话和动态建立 BFD 会话。静态和动态创建 BFD 会话的主要区别在于本地标识符（Local Discriminator）和远端标识符（Remote Discriminator）的产生方式不同，静态的需要手动指定，而动态则自己产生。 静态建立 BFD 会话： 1. 启用 BFD。 2. 建立 BFD 会话的名称及源目 IP。 3. 创建本地标识符和远端标识符。 动态建立 BFD 会话： 1. 动态分配本地标识符：当应用程序触发动态创建 BFD 会话时，系统分配属于动态会话标识符区域的值作为 BFD 会话的本地标识符。 2. 自学习远端标识符：值为 0 的 BFD 控制报文时，判断该报文是否与本地 BFD 会话匹配，如果匹配，则学习接收到的 BFD 报文中 Local Discriminator 获取远端标识符。 3. 配置思路：启用 BFD，建立 BFD 会话的名称及源目 IP 即可，不用创建标识符。 BFD 单臂回声功能 BFD 单臂回声功能在两台直接相连的设备中，其中一台设备支持 BFD 功能，另一台设备不支持 BFD 功能，只支持基本的网络层转发。为了能够快速的检测这两台设备之间的故障，可以在支持 BFD 功能的设备上创建单臂回声功能的 BFD 会话。 BFD 故障检查方式 BFD 故障检查方式有异步模式和查询模式两种。 异步模式： 在异步模式下，系统之间会按照协商好的周期发送 BFD 控制报文，如果其某个系统在检测时间内没有收到对端发来的 BFD 控制报文，就宣告 BFD 会话的状态为 DOWN。 查询模式： 在查询模式下，一旦 BFD 会话建立，系统就不再周期性发送 BFD 控制报文，而是通过其他与 BFD 无关的机制检测连通性（比如路由协议的 Hello 机制、硬件检测机制等），从而减少 BFD 会话带来的开销。在查询模式下，系统存在一个查询定时器，当查询定时器到期后，系统会发送一个短序列的查询报文检查链路，如果没有收到返回的报文就宣布会话的状态为 DOWN。 BFD 联动应用场景 BFD 联动应用场景由检测模块、Track 和应用模块三部分组成。检测模块负责对链路状态、网络性能等进行监测，并将探测结果通知给 Track 模块。Track 模块将收到监测模块的探测结果后，及时改变 Track 项的状态，并通知应用模块。应用模块根据 Track 项的状态，进行相应的处理，从而实现联动。 以 OSPF 为例： 1. 被检测链路出现故障。 2. BFD 快速检测到链路故障，BFD 会话状态变为 Down。 3. BFD 通知绑定的如 OSPF 进程 BFD 邻居不可达。 4. 本地协议，例如 OSPF 进程中断 OSPF 邻居关系。 NQA 概述 NQA 通过发送测试报文，对网络性能或服务质量进行分析，帮助网络管理员快速地检测和解决网络问题。NQA 的主要功能包括： * 网络性能分析：NQA 通过发送测试报文，对网络的延迟、带宽、 packet loss 等性能指标进行分析。 * 故障检测：NQA 可以快速检测网络中的故障，并对故障进行分类和定位。 * 服务质量分析：NQA 可以对网络中不同的业务应用进行服务质量分析，帮助网络管理员快速地检测和解决服务质量问题。 NQA 的优点包括： * 高精度的检测结果：NQA 通过发送测试报文，可以获取高精度的检测结果。 * 快速检测故障：NQA 可以快速检测网络中的故障，并对故障进行分类和定位。 * 广泛的应用场景：NQA 可以应用于各种网络环境和业务场景，帮助网络管理员快速地检测和解决网络问题。 BFD 和 NQA 是两种不同的网络协议和技术，BFD 用于检测网络设备间的双向转发路径的连通性和故障检测，而 NQA 用于评估网络的服务质量和性能。它们都是非常重要的网络技术，能够帮助网络管理员快速地检测和解决网络问题。