Panoramica sul Bidirectional Forwarding Detection (BFD)

In questa pagina vengono descritti Rilevamento dell'inoltro bidirezionale (BFD) per il router Cloud.

BFD (RFC 5880, RFC 5881) è un protocollo di rilevamento delle interruzioni di un percorso di forwarding supportato dalla maggior parte router commerciali. Con BFD per il router Cloud, puoi abilitare questa modalità all'interno di una sessione BGP per rilevare le interruzioni del percorso di forwarding, come eventi link down. Questa funzionalità rende le reti ibride più resilienti.

Quando esegui il peering con Google Cloud dalla tua rete on-premise utilizzando Dedicated Interconnect o Partner Interconnect, abilitare BFD per il rilevamento rapido di errori di collegamento e failover a un link alternativo con una sessione BGP di backup. In questo modo, BFD fornisce un percorso di connettività di rete ad alta disponibilità in grado di rispondere per collegare rapidamente gli errori.

Vantaggi del modello BFD

Il protocollo BFD configurato con le impostazioni predefinite rileva gli errori dopo 5 secondi, rispetto 60 secondi per il rilevamento degli errori basato su BGP. Con BFD implementato Router Cloud, il tempo di rilevamento end-to-end può essere inferiore a 5 secondi.

BFD è un protocollo hello a lunghezza fissa in cui ogni estremità di una connessione trasmette di pacchetti in modo periodico su un percorso di forwarding.

BFD è un rilevamento basato su UDP che fornisce un metodo a basso overhead per rilevare gli errori nel di inoltro dei dati tra due router adiacenti. Ciò include il rilevamento degli errori in interfacce, link dati e piani di inoltro. Puoi attivare la modalità BFD a livello di protocollo di routing.

Limitazioni BFD

Puoi abilitare il protocollo BFD solo nelle sessioni BGP che configuri per i collegamenti VLAN in Dedicated Interconnect o Partner Interconnect. Il protocollo BFD non è supportato nelle sessioni BGP configurate per tunnel VPN ad alta disponibilità o per l'appliance router, che fa parte Network Connectivity Center.

Creazione di una sessione BFD

Per stabilire una sessione BFD, configura il protocollo BFD su entrambi i peer BGP: un router Cloud e un router on-premise che esegue BFD. Dopo abilitare BFD per il protocollo di routing BGP sul router, viene creata una sessione BFD I timer BFD vengono negoziati e i peer BFD iniziano a inviare pacchetti di controllo BFD tra loro nell'intervallo negoziato.

Inviando avvisi di rilevamento rapido degli errori a BGP sul router locale per il processo di ricalcolo della tabella di routing, BFD contribuisce notevolmente di riduzione del tempo complessivo di convergenza della rete.

Il seguente diagramma mostra una rete semplice con due router che eseguono BGP e BFD. Questi numeri rappresentano la procedura di creazione della sessione BFD:

  1. Il peer BGP è configurato.
  2. BGP invia una richiesta al processo BFD locale a avvia una sessione BFD neighbor con il peer/router del vicino BGP.
  3. Viene stabilita la sessione del vicino BFD con il router vicino BGP.
di Gemini Advanced.
Creazione di una sessione BFD.
Creazione di una sessione BFD (fai clic per ingrandire)

BFD durante un evento di errore

La figura seguente mostra cosa succede quando si verifica un errore nella rete.

In modalità di solo controllo BFD, il router Cloud e i router on-premise si inviano periodicamente i pacchetti di controllo BFD l'uno all'altro. Se numero di pacchetti di controllo in una riga configurata nell'impostazione bfd multiplier sul router Cloud non viene ricevuta dall'altro router, la sessione viene che è stato dichiarato inattivo. A questo punto si verifica quanto segue:

  1. Un errore nel collegamento si verifica tra Google Cloud e il router on-premise.
  2. La sessione del vicino BFD con il router vicino BGP viene interrotta.
  3. BFD notifica al processo BGP locale che il vicino non è più raggiungibile.
  4. Il processo BGP locale interrompe la relazione BGP del vicino.

Se è disponibile un percorso alternativo, i router iniziano immediatamente a convergere .

BFD durante un evento di errore.
BFD durante un evento di errore (fai clic per ingrandire)

Smorzamento BFD

Il router Cloud implementa internamente lo smorzamento BFD per sopprimere l'effetto negativo dei frequenti flap di sessioni BFD su BGP. Lo smorzamento BFD utilizza parametri predefiniti che non possono essere modificati dall'utente.

Lo smorzamento BFD utilizza un sistema di penalizzazione. Il valore della penalità inizia da 0 e aumenta su 1 per il primo lembo. Dopo il primo flap, la penalità raddoppia ogni volta che si verifica un altro flap BFD. Quando la penalità supera la soglia pari a 4, Il protocollo BFD elimina le notifiche a BGP. La penalità è dimezzata ogni 10 minuti se non si verifica alcun flap durante questo periodo.

BFD abilita nuovamente le notifiche a BGP dopo che la penalità è inferiore al riutilizzo soglia di 4.

L'intervallo massimo di eliminazione per le notifiche BFD a BGP è di 1 ora. Ciò garantisce che la sessione BFD le notifiche non vengono attenuate per sempre.

Modalità BFD asincrona

Il router Cloud supporta una modalità operativa asincrona, in cui i sistemi coinvolti si inviano periodicamente i pacchetti di controllo BFD l'uno all'altro. Se un numero configurato di questi pacchetti in una riga non viene ricevuto dall'altro la sessione è dichiarata non attiva.

La modalità di domanda del funzionamento BFD non è supportata. Per la modalità a pacchetto, BFD supporta modalità di solo controllo; modalità eco non supportata.

Nel funzionamento asincrono con modalità a pacchetti di solo controllo, BFD viene eseguito sul piano di controllo e può causare un leggero overhead e tempi di elaborazione della CPU.

Per impostazione predefinita, il protocollo BFD è disabilitato nelle sessioni BGP del router Cloud. Per usare il formato BFD, devi abilitarla.

Nel seguente scenario di errore, i router hanno le seguenti impostazioni:

  • L'intervallo di ricezione BFD del router Cloud è impostato su 1000 millisecondi (ms) moltiplicati per un moltiplicatore BFD di 5, per un timer di rilevamento impostata su 5000 ms.
  • L'intervallo di trasmissione BFD del router peer è impostato su 1000 ms moltiplicato per una Moltiplicatore BFD di 5, per un'impostazione del timer di rilevamento di 5000 ms.

Il router Cloud negozia con il router peer e si aspetta di ricevere di pacchetti di controllo ogni 1000 ms dal router peer. Se passano 5000 ms senza il parametro Il router Cloud riceve un pacchetto di controllo, il relativo timer di rilevamento scade e dichiara che la sessione BFD non è attiva.

BFD senza pacchetti echo.
BFD senza pacchetti eco (fai clic per ingrandire)

Durante la configurazione del protocollo BFD, consigliamo quanto segue:

  • Per evitare una mancata corrispondenza del moltiplicatore BFD, devi configurare le istanze on-premise alle stesse impostazioni BFD del router Cloud.
  • Per evitare flap BFD e BGP, imposta il timeout minimo scaduto per il BFD meno di 5000 ms in ciascuna direzione.

Riavvio controllato e BFD

Per ridurre al minimo l'impatto sul traffico durante il software del router Cloud di manutenzione, ti consigliamo di abilitare riavvio graceful di BGP.

Se sono abilitati sia riavvio graceful di BGP sia il protocollo BFD, quando Il router Cloud si riavvia, prova a disattivare BFD inviando un Messaggio AdminDown al router on-premise. In questo caso, il BGP rimane attiva sul lato on-premise e il router on-premise entra alla modalità di riavvio graceful. Quando il router on-premise è in modalità di riavvio graceful, Il router Cloud può riavviarsi senza influire sul traffico del piano dati.

Analogamente, se il router on-premise invia un messaggio AdminDown prima della sua il piano di controllo si riavvia, il router Cloud entra in modalità di riavvio graceful. Mentre il router Cloud è in modalità di riavvio graceful, il router on-premise può essere riavviato senza influire sul traffico del piano dati.

Il router Cloud imposta il piano di controllo indipendente bit su 0 quando si stabilisce il BFD con il router peer, per segnalare che la sua implementazione Il BFD dipende dal piano di controllo. Se si verifica un errore di interfaccia, è possibile che il router peer non sia in grado di distinguere tra un errore BFD causato da un un guasto del piano di controllo o del piano dati. Ad esempio, un errore di interfaccia può causare l'attivazione della modalità di riavvio graceful controllato del router on-premise ritardare inutilmente un failover del traffico dal link interessato.

A causa della possibile ambiguità di errore BFD, diversi fornitori trattano questo aspetto scenario specifico in modo diverso e offrire impostazioni di configurazione per modificare comportamento predefinito. Ti consigliamo di consultare le risorse di documentazione e configurare il router on-premise per garantire che un BFD un evento di errore dell'interfaccia con un peer BFD dipendente dal piano di controllo attiva un failover immediato quando utilizzato con riavvio graceful di BGP.

Impostazioni e timer BFD

Questa sezione descrive le impostazioni BFD che puoi configurare router Cloud.

Modalità di inizializzazione della sessione BFD

Descrizione Modalità di inizializzazione della sessione BFD per questo peer BGP.
Comando gcloud --bfd-session-initialization-mode
Campo API bgpPeers[].bfd.sessionInitializationMode
Impostazione predefinita Disabled

Sono disponibili tre impostazioni della modalità BFD: Active, Passive e Disabled. In caso contrario Configura questa modalità, il valore predefinito è Disabled, utilizzando la modalità non eco (solo pacchetti di controllo).

  • Disabled (predefinito): il protocollo BFD è disabilitato per questo peer BGP.
  • Passive: il router Cloud attende il router peer per avviare la sessione BFD per questo peer BGP.
  • Active: il router Cloud avvia la sessione BFD per questo BGP peer.

Devi impostare il router su almeno un lato di una connessione: Router Cloud o router peer a Active. Quando configuri Sessione BGP tra due router Cloud, imposta la sessione BFD di un router modalità di inizializzazione su Active.

Se imposti entrambi i lati su Active, le due parti inviano un pacchetto di controllo iniziale per negoziare i parametri e la sessione viene infine stabilita.

Se imposti la modalità di inizializzazione della sessione BFD su Disabled, puoi facoltativamente e configurare le altre impostazioni BFD. Queste impostazioni hanno effetto quando Riattiva il BFD.

Intervallo minimo di trasmissione BFD (pacchetti BFD a un peer)

Descrizione Intervallo minimo tra i pacchetti di controllo BFD trasmessi a un peer BGP.
Comando gcloud --bfd-min-transmit-interval
Campo API bgpPeers[].bfd.minTransmitInterval
Impostazione predefinita

1000 ms È possibile specificare un'impostazione compresa tra 1000 ms e 30.000 ms.

Intervallo minimo di ricezione BFD (pacchetti BFD da un peer)

Descrizione L'intervallo minimo tra i pacchetti di controllo BFD ricevuti dalle e un peer BGP.
Comando gcloud --bfd-min-receive-interval
Campo API bgpPeers[].bfd.minReceiveInterval
Impostazione predefinita

1000 ms È possibile specificare un'impostazione compresa tra 1000 ms e 30.000 ms.

Moltiplicatore BFD

Descrizione Il numero di pacchetti di controllo BFD consecutivi che devono essere mancate prima che BFD dichiari che un peer non è disponibile.
Comando gcloud --bfd-multiplier
Campo API bgpPeers[].bfd.multiplier
Impostazione predefinita

5 pacchetti. Puoi specificare un'impostazione compresa tra 5 e 16 pacchetti.

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