CN100563251C

CN100563251C - 一种双向转发检测会话建立方法

Info

Publication number: CN100563251C
Application number: CNB2006100582775A
Authority: CN
Inventors: 杨平安
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: CN101030966A

Abstract

本发明公开了一种双向转发检测BFD会话建立方法，应用于直接连接的两个实体之间和BFD关联的链路/接口没有配置IP地址的情况下建立BFD会话的过程。包括：分别在所述两个实体上指定BFD会话接口；并配置BFD会话接口在没有IP地址的情况下收发IP报文；将设置的BFD报文内容通过UDP报文承载，将BFD报文三层头信息中源IP地址设置为任意的IP地址，将目的IP地址设置为会话对端实体的任意IP地址；设置报文发送端/报文接收端对应的二层封装地址，通过指定的BFD会话接口发送BFD报文到会话对端实体，建立起BFD会话。采用本发明方法使得在两个直接连接的实体之间建立BFD会话时可以不依赖于IP层的可达性。

Description

一种双向转发检测会话建立方法

技术领域

本发明涉及失效检测方法，尤其涉及一种双向转发检测(BidirectionalForwarding Detection，BFD)会话建立方法。

背景技术

BFD是一种用来检测一对转发引擎之间的转发路径是否可用的机制，其在两个相邻系统之间提供一种低开销、短检测周期的失败检测机制，包括接口、数据链路以及转发引擎自身的检测。

BFD类似于“Hello”协议，当需要检测的两个系统之间的BFD会话建立之后，双方周期性地向对方发送BFD报文，同时也在使能了BFD的链路上，周期性检测对方报文的到达情况，如果在一定间隔时间内没有收到来自对端的BFD报文，则认为该链路出现故障，以此达到链路故障快速发现的目的。

BFD可以抽象成一个简单的服务，它提供的服务原语，包括在给定目的地址以及其他参数前提下，创建、删除、修改一个BFD会话。BFD最终提供一个信号给操作者，表示BFD会话开始或者结束(包括BFD会话协商结果、修改结果)；同时BFD为应用层提供检测链路的状态信息。

BFD应用示意图如图1所示：

系统A和系统C之间有链路AC(系统A和系统C可以直接相邻，也可以是通过其它传输设备或者系统连接起来)，系统B和系统C之间有链路BC，在AC和BC链路上，应用BFD进行链路检测。

在BFD会话生命周期中，主要包括BFD会话建立阶段和BFD缺陷检测阶段。

在进行BFD会话建立时，由于BFD没有自动发现邻居(BFD会话的另一端，如图1中的系统A和系统C即互为BFD会话邻居)的机制，需要静态配置或者依赖于其它应用协议告诉邻居的IP地址以及对方分配给该BFD会话的鉴别符(Discriminator)，才能建立起两个系统之间的BFD会话。

BFD会话一端在获得对端的IP地址和分配给该BFD会话的鉴别符后，开始定时发送会话协商报文直到会话建立，其发送间隔一般大于1s。这个过程叫做慢速会话协商阶段。

BFD会话建立后，BFD会话的邻居间就按照协商好的间隔向对端发送BFD控制报文，这跟路由协议“Hello”报文的功能和操作方式一样，只是发送频率往往更快，一般小于1s，这个过程为快速缺陷检测阶段。

一端系统在发送BFD检测报文的同时，也定时检测BFD邻居发送过来的BFD报文，如果连续丢失邻居的BFD报文达到指定的个数，则宣布链路故障(DOWN)，并将这个消息通告给其它应用模块，如路由模块、转发模块等。

现有技术中采用用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)来封装BFD报文，用UDP的目的端口号(3784)来识别BFD报文，BFD报文格式如下表一所示：

表一：

表一中和本发明相关的几个字段的含义如下表二所示：

表二：

域名称	含义
域名称	含义	Poll(P)	设置为1表明需要验证连接性或者需要参数变化，如果为0表明不需要验证。
Final(F)	1：对接收到的BFD报文如果Poll被设置，则进行响应；0：不响应Poll。	Poll(P)	设置为1表明需要验证连接性或者需要参数变化，如果为0表明不需要验证。
Final(F)	1：对接收到的BFD报文如果Poll被设置，则进行响应；0：不响应Poll。	AuthenticationPresent(A)	1：会话(Session)需要认证。

Demand(D)	设置为1则表明该系统希望工作在要求模式，否则可能不希望或者不能工作在该模式。
Demand(D)	设置为1则表明该系统希望工作在要求模式，否则可能不希望或者不能工作在该模式。	Reserved(R)	必须为全零，接收方忽视这些位。
Detect Mult	Detect time multiplier，检测时间乘法器。协商传输间隔，需要乘以这个值。用于异步模式。Detect_Mult在异步模式下是要求对方的检测周期。Demand模式时是通告对方自己的检测周期。	Reserved(R)	必须为全零，接收方忽视这些位。
Detect Mult		Length	BFD控制包长度，以字节为单位。
MyDiscriminator	由发送系统产生的，两个系统之间的一个非零的唯一的鉴别值(鉴别符)，用于多个BFD连接的多路分解(识别)。	Length	BFD控制包长度，以字节为单位。
MyDiscriminator	由发送系统产生的，两个系统之间的一个非零的唯一的鉴别值(鉴别符)，用于多个BFD连接的多路分解(识别)。	YourDiscriminator	收到的对应的远端系统的鉴别值(鉴别符)，这个域从收到的My Discriminatot中反向发送回去。如果不知道对端的情况就填写全零。
Desired Min TXInterval	本地系统希望使用的最小的BFD控制报文发送间隔，以微秒为单位。	YourDiscriminator
Desired Min TXInterval	本地系统希望使用的最小的BFD控制报文发送间隔，以微秒为单位。	Required Min RXInterval	系统能支持的最小BFD发送间隔，以微秒为单位。
Required MinEcho RXInterval	系统能支持的收到的BFD回声包的最小间隔，以微秒为单位。如果设置为0，则传送系统不支持BFD回声包。	Required Min RXInterval	系统能支持的最小BFD发送间隔，以微秒为单位。
Required MinEcho RXInterval	系统能支持的收到的BFD回声包的最小间隔，以微秒为单位。如果设置为0，则传送系统不支持BFD回声包。	Auth Type	如果A被设置时，本域代表认证的类型，含义如下：0-Reserved(保留)1-Simple Password(简单口令)2-Keyed MD5(MD5密钥)3-Meticulous Keyed MD54-255-Reserved for future use(为未来使用保留)
Auth Len	以字节为单位的认证部分的长度，包括认证类型(Auth Type)和认证字节长度(Auth Len)	Auth Type

BFD报文承载在UDP报文中，完整的报文格式如下表三所示：

表三：

二层报文头(主要包含源、目的二层地址及三层报文类型等)
二层报文头(主要包含源、目的二层地址及三层报文类型等)	三层报文头(IP，主要包括源IP、目的IP地址及四层报文类型等)
四层报文头(UDP，主要包含源、目的端口等)	三层报文头(IP，主要包括源IP、目的IP地址及四层报文类型等)
四层报文头(UDP，主要包含源、目的端口等)	BFD报文内容

系统在转发BFD报文的时候，根据报文的目的IP地址查找转发表，获得对应转发端口，并从对应转发端口将BFD报文转发出去；在接收到BFD报文时，根据报文的目的端口号把报文分发到对应BFD模块进行处理。因此，现有技术中，BFD会话的建立依赖于IP层的可达性(即BFD报文的收发需要根据目的IP地址查询转发表，决定转发的下一跳信息及出接口等)。

在一些应用场景中，需要检测的链路没有配置IP地址(因为不需要或者不能配，比如检测捆绑接口的成员接口)，或者BFD会话的建立不能依赖于IP层的可达性，例如BFD会话故障后，修改转发链路状态为故障状态，这时链路可能不能正常转发报文，这样就没法使用BFD进行缺陷检测了。

发明内容

本发明提供一种双向转发检测(BFD)会话建立方法，用以解决现有技术中存在的BFD会话建立需要确定对应链路或接口的IP地址的问题。

本发明方法应用于直接连接的两个实体之间和BFD关联的链路/接口没有配置IP地址的情况下建立BFD会话的过程，包括：分别在所述两个实体上指定BFD会话接口；并配置所述BFD会话接口在没有IP地址的情况下收发IP报文；BFD会话建立流程包括：

A、BFD会话发起实体设置BFD报文内容，通过UDP报文承载，将BFD报文三层头信息中源IP地址设置为任意的IP地址，将目的IP地址设置为会话对端实体的任意IP地址；根据两个实体之间的不同接口类型，在BFD报文的二层头信息中，将源/目的地址设置为与报文发送端/报文接收端对应的二层封装地址；通过指定的BFD会话接口发送BFD报文到会话对端实体；

B、所述会话对端实体接收到BFD报文后，将报文分发到对应功能模块处理；并采用与会话发起实体相同的BFD报文生成和发送方式向会话发起实体发送BFD报文；

C、所述会话发起实体接收到BFD报文后，将报文分发到对应功能模块处理；

D、重复上述步骤A-C，建立起两个实体之间的BFD会话。

如果所述两个实体之间通过以太网接口相连接，则在BFD报文的二层头信息中，将源/目的地址设置为与报文发送端/报文接收端对应的媒体接入控制MAC地址。

在BFD会话建立前，所述BFD会话发起实体发送BFD协商报文；在BFD会话建立后，两个实体之间传送BFD检测报文。

根据本发明的上述方法，还包括分别在两个实体上静态配置本端和对端分配给BFD会话的鉴别符；在设置BFD报文内容时，获取通过静态配置方式配置的本端和对端的BFD会话鉴别符填入到BFD报文的对应域中。

根据本发明的上述方法，在BFD会话建立前，通过发送BFD协商报文获取对端分配给BFD会话的鉴别符；在设置BFD报文内容时，将本端分配给BFD会话的鉴别符和获取的对端的BFD会话鉴别符填入到BFD报文的对应域中。

本发明有益效果如下：

本发明方法通过指定BFD会话和具体的接口绑定，通过该绑定接口发送BFD报文，不依赖于BFD会话关联链路或接口分配的对应IP地址，从而达到通过以太网(Ethernet)链路，或通过其他链路等实现BFD会话。

附图说明

图1为多个系统之间建立BFD链路示意图；

图2为本发明实施例BFD会话建立示意图；

图3为本发明方法流程图。

具体实施方式

本发明方法应用于直接连接的两个实体(如系统、设备等)之间和BFD关联的链路/接口没有配置IP地址的情况下建立BFD会话的过程。

本发明建立BFD会话的方法如下：

首先，分别在需要建立BFD会话的两个实体上指定本次BFD会话接口(即指定本次BFD会话与对应接口绑定)，并配置BFD会话接口在没有IP地址的情况下能够收发IP报文；

根据现有技术BFD报文格式设置好BFD报文内容，并将BFD报文承载在UDP报文中。在BFD报文的三层头信息中，将源IP地址设置为任意的IP地址，将目的IP地址设置为会话对端实体的任意IP地址；在BFD报文的二层头信息中，填入BFD报文发送端和接收端对应的二层封装地址；

由指定的BFD会话接口发送BFD报文到会话对端实体，在发送过程中，不查对应的报文转发表；

接收端收到BFD报文后，按照现有技术中的常规流程处理，把BFD报文分发到对应的BFD功能模块进行相应处理。

下面用具体实施例详细说明本发明的BFD会话建立过程。

如图2所示，假设设备A和设备B通过一条链路相互直接连接，而该连接链路没有被分配IP地址。如果需要通过该链路建立起两个设备之间的BFD会话，则分别在设备A和设备B上指定该BFD会话的设定(绑定)接口。在本实施例中，假设指定设备A和设备B上的接口1为本次BFD会话接口，并配置设备A和设备B上的接口1在没有IP地址的情况下能够收发IP报文。假定设备A和设备B的接口1为以太网接口，设备A上接口1的媒体接入控制(Media Access Control，MAC)地址为1-1-1，设备A对应的IP地址为1.1.1.1(如果设备A为一路由器，其IP地址可为该路由器上任意有效的IP地址，如：loopback(环回接口)的IP地址，loopback0：1.1.1.1/32)；设备B上接口1的MAC地址为2-2-2，设备B对应的IP地址为2.2.2.2(如果设备B为一路由器，其IP地址可为该路由器上任意有效的IP地址，如loopback的IP地址，loopback0：2.2.2.2/32)。具体BFD会话建立流程如图3所示(以设备A发起会话建立为例)，包括：

步骤S11、设备A按照现有技术中的BFD报文格式设置BFD报文内容。在BFD报文的“My Discriminator”域中，填入设备A为本次BFD会话分配的鉴别符“Disc A”；在BFD报文的“Your Discriminator”域中，填入设备B为本次BFD会话分配的鉴别符“Disc B”；对设备B的鉴别符的获取，可以通过静态手工配置，也可以通过设备A向设备B先发送BFD协商报文，通过BFD协商流程获取设备B分配给本次BFD会话的唯一鉴别符。

步骤S12、将设置好的BFD报文内容采用UDP承载，并设置BFD报文的四层头信息，其中包括目的端口号(采用UDP的目的端口号3784)，源端口(即设备A的发送端口)号。

步骤S13、设置报文的三层头信息。其中的源IP地址可以使用任意的IP地址，例如，采用的IP地址为：1.2.3.4；当然，也可以采用设备A本身的IP地址1.1.1.1；目的IP地址为设备B对应的IP地址2.2.2.2；并设定四层报文类型为UDP报文。

步骤S14、设置报文二层头信息。其中的源二层地址为设备A接口1的MAC地址1-1-1，目的二层地址为设备B接口1的MAC地址2-2-2；并设定三层报文类型为IP报文。

步骤S15、设置设备A的出接口为设定的接口1，BFD报文直接从接口1发送出去；在发送过程中，设备A不查报文的转发表，直接由接口1发送。

步骤S16、接收端设备B进行BFD报文的相应处理。具体包括：设备B收到报文后，根据该报文的目的IP地址2.2.2.2查本地的报文转发表，得知为本地地址，将报文送给本地设备主机处理；本地主机根据报文的目的端口号(3784)把报文分发到对应的BFD模块处理。BFD模块的具体功能为现有技术，在此不作详细描述。

设备B中的BFD模块处理完接收的BFD报文后，采用与设备A相同的BFD报文处理方式，向设备A发送BFD报文。其具体过程与上述步骤S11-S16类似，只是设备B作为发送端(源端)，而设备A作为接收(目的)端。

通过以上步骤，设备A和设备B之间相互发送BFD报文，建立起BFD会话。

上述实施例中是以设备A和设备B通过以太网接口相连接为例，如果两个实体之间是通过POS(Packet Over SDH)链路相连接，或者通过异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)链路相连接，也可以采用上述同样的方法实现直接连接的两个实体之间在连接链路没有指定IP地址的情况下建立起BFD会话。如果两个实体之间是通过以太网接口相连接，则在BFD报文的二层头信息中，将源/目的地址设置为与报文发送端/报文接收端对应的MAC地址；如果两个实体是通过POS链路或ATM链路等相连接，则在BFD报文的二层头信息中，将源/目的地址设置为与报文发送端/报文接收端对应的二层封装地址。

两个连接实体之间传送的BFD报文，在BFD会话建立前，会话发起实体发送BFD协商报文，进行BFD报文相关参数的协商；在BFD会话建立后，两个实体之间相互传送BFD检测报文。

综上所述，本发明提供了一种在直接连接的两个实体(即BFD会话为1跳(1hop))之间建立起BFD会话的方法。本发明方法中，指定BFD会话和具体的接口绑定，通过该绑定接口发送BFD报文，不依赖于BFD会话关联链路或接口分配的对应IP地址，从而达到通过Ethernet链路，或通过其他链路如POS、ATM链路等实现BFD。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1、一种双向转发检测BFD会话建立方法，应用于直接连接的两个实体之间和BFD关联的链路/接口没有配置IP地址的情况下建立BFD会话的过程，其特征在于，分别在所述两个实体上指定BFD会话接口；并配置所述BFD会话接口在没有IP地址的情况下收发IP报文；BFD会话建立流程包括：

D、重复上述步骤A-C，建立起两个实体之间的BFD会话。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述两个实体之间通过以太网接口相连接，则在BFD报文的二层头信息中，将源/目的地址设置为与报文发送端/报文接收端对应的媒体接入控制MAC地址。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在BFD会话建立前，所述BFD会话发起实体发送BFD协商报文；在BFD会话建立后，两个实体之间传送BFD检测报文。

4、如权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，还包括分别在两个实体上静态配置本端和对端分配给BFD会话的鉴别符；在设置BFD报文内容时，获取通过静态配置方式配置的本端和对端的BFD会话鉴别符填入到BFD报文的对应域中。

5、如权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，在BFD会话建立前，通过发送BFD协商报文获取对端分配给BFD会话的鉴别符；在设置BFD报文内容时，将本端分配给BFD会话的鉴别符和获取的对端的BFD会话鉴别符填入到BFD报文的对应域中。