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NE40E V800R010C00 特性描述 - 网络可靠性 01

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BFD for VRRP

BFD for VRRP

产生原因

VRRP备份组通过收发VRRP协议报文进行主备状态的协商,以实现设备的冗余备份功能。当VRRP备份组之间的链路出现故障时,由于此时VRRP报文无法正常协商,Backup设备需要等待3倍协商周期后才会切换为Master设备,在等待切换期间内,业务流量仍会发往Master设备,此时会造成业务流量丢失。

双向转发检测机制BFD(Bidirectional Forwarding Detection)能够快速检测、监控网络中链路或者IP路由的连通状况,通过部署BFD for VRRP,即VRRP与BFD联动功能,可以使主备切换的时间控制在1秒以内,有效解决上述问题。通过在Master设备和Backup设备之间建立BFD会话并与VRRP备份组进行绑定,由BFD机制快速检测VRRP备份组之间的通信故障,并在出现故障时及时通知VRRP备份组进行主备切换,从而大大减少应用中断时间。

VRRP与BFD的联动方式

VRRP与BFD联动的方式有如下几种,具体差异如下图所示。

表2-8  VRRP与BFD的联动方式

联动方式

应用场景

联动的BFD会话类型

影响方式

设备要求

VRRP与普通BFD联动

Backup设备用于监视Master设备是否工作正常。通常该BFD会话用于监视Master设备和Backup设备之间的链路状态。

静态的BFD会话或静态标识符自协商的BFD会话

VRRP备份组会根据BFD会话的状态进行优先级调整,并根据调整后的优先级判断是否进行主备切换。

要求配置VRRP的设备上支持配置BFD。

VRRP与Link/Peer BFD联动

Master设备和Backup设备同时监视Link BFD和Peer BFD,以便区分链路故障是Master设备与下游交换设备之间的链路故障还是Backup设备与下游交换设备之间的链路故障。

静态的BFD会话或静态标识符自协商的BFD会话

当Link BFD会话或Peer BFD会话的状态进行改变时,VRRP备份组的状态直接被重新设置。

要求配置VRRP的设备上支持配置BFD。

VRRP以普通方式与BFD联动

图2-21所示,Backup设备(DeviceB)通过BFD会话监视Master设备(DeviceA)状态,当BFD检测到DeviceB与DeviceA之间发生故障时,会通知DeviceB增加自己的优先级,以切换为Master设备承担业务流量。

图2-21  VRRP以普通方式与BFD联动的典型组网图

下面举例说明在故障发生及故障恢复时普通联动方式的BFD会话对VRRP状态的影响过程。

  • DeviceA上的VRRP备份组的优先级为120,状态为Master,为延时抢占;
  • DeviceB上的VRRP备份组的优先级为100,状态为Backup,为立即抢占;
  • DeviceB上配置VRRP监视普通BFD会话,在检测到BFD会话为Down时,DeviceB的优先级增加40。

实现过程:

  1. 正常情况下,DeviceA设备定期发送VRRP通告报文通知DeviceB设备自己工作正常;DeviceB同时监视Master设备与BFD会话的状态。
  2. 当BFD检测到故障时,BFD会话的状态变为Down。DeviceB设备在收到BFD会话Down事件之后会立即增加优先级至140(100+40=140),此时DeviceB的优先级高于DeviceA且使能抢占,DeviceB会立即抢占为Master设备并发送免费ARP报文,刷新下游设备的地址表项。
  3. 当故障恢复时,BFD会话的状态变为Up。此时:

    DeviceB: DeviceB上VRRP备份组的优先级恢复为100(140-40=100)。状态依然为Master,会继续发送通告报文。

    DeviceA: 当DeviceA收到比自己优先级小的通告报文时,等待一段时间(VRRP备份组的状态恢复延迟时间)后抢占为Master,并开始发送VRRP通告报文与免费ARP报文。

    DeviceB: DeviceB收到比自己优先级高的通告报文后,转换为Backup状态。

  4. 此时,DeviceA与DeviceB的状态均恢复至故障发生之前的状态。DeviceA继续承载上行流量。

由上述具体实现过程可以看出,配置VRRP与BFD联动和配置VRRP特性不同之处在于,当Backup设备接收到故障消息之后,不再等待3倍协商周期而会通过调整优先级转换至Master状态,此时可以实现毫秒级的主备切换。

VRRP以Link/Peer方式与BFD联动

图2-22所示,Master设备与Backup设备通过监视Link/Peer BFD会话区分链路故障为本地故障还是远端故障。

DeviceA和DeviceB之间运行VRRP协议。DeviceA和DeviceB之间运行的BFD叫做Peer BFD,它检测DeviceA和DeviceB之间的链路和设备故障;DeviceA和DeviceB与DeviceE之间运行的BFD叫做Link BFD,它用来检测DeviceA和DeviceB与DeviceE之间的链路和设备故障。当DeviceB检测到Peer BFD状态变为Down,DeviceE和DeviceB之间的Link BFD会话状态为Up时,其VRRP状态由Backup直接变为Master,承载上行流量。

图2-22  VRRP以Link/Peer方式与BFD联动的典型组网图

下面举例说明在故障发生及故障恢复时Link/Peer方式的BFD会话对VRRP状态的影响过程。

  • DeviceA与DeviceB之间运行VRRP协议;
  • Device之间运行Peer BFD会话,检测DeviceA与DeviceB之间的链路及设备故障;
  • DeviceE与DeviceA/DeviceB之间分别配置Link1/Link2 BFD会话,检测DeviceDeviceE之间的链路和设备故障。

实现过程:

  1. 正常情况下,DeviceA设备定期发送VRRP通告报文通知DeviceB设备自己工作正常,同时DeviceA监视BFD会话状态;DeviceB同时监视Master设备与BFD会话的状态。
  2. 当BFD检测到故障时,BFD会话的状态变为Down。对VRRP主备切换有影响的BFD会话Down事件通常有以下两种情况:
    • Link1链路故障或DeviceE故障,此时Link1 BFD的状态与Peer BFD的状态为Down,Link2 BFD的状态为Up。

      DeviceA:VRRP备份组的状态直接被设置为Initialize。

      DeviceB:VRRP备份组的状态直接被设置为Master。

    • DeviceA故障,此时Link1 BFD的状态与Peer BFD的状态为Down,Link2 BFD的状态为Up。DeviceB的状态被置为Master。

  3. 故障恢复时,BFD会话的状态均为Up,若DeviceA使能抢占,则经过正常的VRRP协商后,DeviceA和DeviceB的VRRP备份组的状态恢复至故障发生前的状态。
说明:

正常情况下,Link2链路故障对于DeviceA的状态没有影响,此时上行流量依旧由DeviceA承载。但是如果Peer BFD和Link2 BFD的状态同时变为Down,且DeviceB首先监视到Peer BFD的状态变化,此时DeviceB的状态被置为Master,待监视到Link2 BFD的状态变为Down之后,DeviceB的状态将由Master转换为Initialize。

VRRP以Link/Peer方式与BFD联动的状态机图如图2-23所示。

图2-23  VRRP以Link/Peer方式与BFD联动的状态机图

由上述具体实现过程可以看出,配置VRRP与Link/Peer BFD方式联动时,当Backup设备接收到故障消息之后,不再等待3倍协商周期,也不会调整优先级,直接转换至Master状态,此时可以实现毫秒级的主备切换。

使用价值

在配置了VRRP备份组的设备上部署BFD for VRRP,有益于在故障发生时实现主备设备的快速切换。

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更新时间:2018-07-12

文档编号:EDOC1100028580

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