1.BFD概述
BFD（Bidirectional Forwarding Detection）即双向转发检测，是一种用于检测两个转发点之间故障的网络协议。它提供了一种轻量级的、快速检测链路或者路径故障的机制。
工作方式：BFD 在两个系统（通常是网络设备，如路由器、交换机等）之间建立会话，通过发送和接收检测报文来监控链路的状态。这两个系统会周期性地互相发送 BFD 报文，就像互相发送 "心跳信号" 一样。如果在规定的时间内没有收到对方的 BFD 报文，就会认为链路出现故障。
概述：毫秒级链路故障检查，通常结合三层协议（如静态路由、vrrp、 ospf、 BGP等）实现链路故障快速切换。
作用：
① 检测二层非直连故障
② 加快三层协议收敛
2.静态路由联动BFD
（1）R1和R2两个设备直连，当一端链路出现故障，例如断开E0/0/0接口的链路，那么数据的转发会切换到E0/0/1接口进行转发：
R1：
sys
sysname R1
undo info-center enable
interface Ethernet0/0/0
ip address 12.1.1.1 255.255.255.0
interface Ethernet0/0/1
ip address 21.1.1.1 255.255.255.0
interface LoopBack0
ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
ip route-static 2.2.2.0 255.255.255.0 12.1.1.2 preference 50
将路由优先级改为50 设置为优选路径
ip route-static 2.2.2.0 255.255.255.0 21.1.1.2
R2：
sys
sysname R2
undo info-center enable
interface Ethernet0/0/0
ip address 12.1.1.2 255.255.255.0
interface Ethernet0/0/1
ip address 21.1.1.2 255.255.255.0
ip route-static 1.1.1.0 255.255.255.0 12.1.1.1 preference 50
ip route-static 1.1.1.0 255.255.255.0 21.1.1.1
检查1.1.1.1是否经过E0/0/0接口转发，访问2.2.2.2。
R1：tracert 2.2.2.2
接下来在R1上对2.2.2.2进行长ping模拟断开E0/0/0接口的链路，观察变化。
ping -c 1000 -a 1.1.1.1 2.2.2.2 以1.1.1.1 为源地址ping 2.2.2.2次数1000次
上图结果可以看到，在直连的情况下，互为备份的两条链路，有一条出现断开之后，另一条可以快速接管进行数据的转发。
（2）R1和R2两个设备非直连，当一端链路出现故障，例如SW与R2互连链路断开，数据的转发无法切换过来，因为R1的E0/0/0接口还是UP状态。不同于直连时的情况E0/0/0接口是Down的状态，因此会切换过去：
接下来在R1上对2.2.2.2进行长ping模拟断开SW与R2互连的链路，观察变化。
ping -c 1000 -a 1.1.1.1 2.2.2.2 以1.1.1.1 为源地址ping 2.2.2.2次数1000次
通过dis ip routing-table protocol static查看路由表协议信息，静态路由中去往2.2.2.0的下一跳还是12.1.1.2，而SW与R2互连的链路已经断开，R1无法感知到链路断开，因此始终无法进行切换备份链路。
由此引出BFD技术，运用在非直连的情况，使得链路故障快速恢复，切换到备份转发。
2.1静态路由联动静态BFD
配置静态BFD
R1：
bfd 全局使能bfd
bfd aa bind peer-ip 12.1.1.2 source-ip 12.1.1.1
discriminator local 1 本地标识 两台路由器的标识需要互为对称
discriminator remote 2 对端标识
比如说R1的本地标识设置为1了，那么在R2设置的对端标识要为1，互为对称。
在R1设置了对端标识为2，那么R2上配置时就需要设置本地标识为2。
commit 确认提交配置
ip route-static 2.2.2.0 255.255.255.0 12.1.1.2 preference 50 track bfd-session aa
在静态路由上调用跟踪名为aa的BFD会话状态
R2：
bfd
quit
bfd aa bind peer-ip 12.1.1.1 source-ip 12.1.1.2
discriminator local 2
discriminator remote 1
commit
quit
ip route-static 1.1.1.0 255.255.255.0 12.1.1.1 preference 50 track bfd-session aa
配置完成可以通过命令：display bfd session static查看静态 BFD会话信息
display bfd session static verbose查看静态 BFD会话详细信息
接下来模拟当SW与R2互连链路断开时，观察BFD与静态路由联动的效果：
ping -c 1000 -a 1.1.1.1 2.2.2.2 以1.1.1.1 为源地址ping 2.2.2.2次数1000次
由上图结果可以看到，当非直连无法感知到的链路出现断开时，R1设备通过BFD会话状态响应快速切换到备份链路，恢复数据的转发。
2.2静态路由联动动态BFD
首先把上面配置的静态BFD进行取消掉
R1:
undo bfd
y
R2:
undo bfd
y
配置动态BFD
R1：
bfd
quit
bfd bb bind peer-ip 12.1.1.2 source-ip 12.1.1.1 auto
commit
quit
ip route-static 2.2.2.0 255.255.255.0 12.1.1.2 preference 50 track bfd-session bb
R2：
bfd
quit
bfd bb bind peer-ip 12.1.1.1 source-ip 12.1.1.2 auto
commit
quit
ip route-static 1.1.1.0 255.255.255.0 12.1.1.1 preference 50 track bfd-session bb
配置完成通过命令display bfd session all verbose查看BFD会话所有的详细信息
接下来模拟当SW与R2互连链路断开时，观察BFD与静态路由联动的效果：
ping -c 1000 -a 1.1.1.1 2.2.2.2 以1.1.1.1 为源地址ping 2.2.2.2次数1000次
3.OSPF联动BFD
ospf 调用BFD 加快收敛
先把上一小节BFD和静态路由的配置命令取消
R1：
undo bfd
y
undo ip route-static 2.2.2.0 255.255.255.0 12.1.1.2 preference 50
undo ip route-static 2.2.2.0 255.255.255.0 21.1.1.2
R2：
undo bfd
y
undo ip route-static 1.1.1.0 255.255.255.0 12.1.1.1 preference 50
undo ip route-static 1.1.1.0 255.255.255.0 21.1.1.1
接着配置OSPF，并增加一台SW2
R1：
ospf 1 router-id 1.1.1.1
area 0.0.0.0
network 1.1.1.0 0.0.0.255
network 12.1.1.0 0.0.0.255
network 21.1.1.0 0.0.0.255
R2：
ospf 1 router-id 2.2.2.2
ospf 1 router-id 2.2.2.2
area 0.0.0.0
network 2.2.2.0 0.0.0.255
network 12.1.1.0 0.0.0.255
network 21.1.1.0 0.0.0.255
配置完成后，通过命令display ip routing-table查看路由表信息
接着到R1的E0/0/1接口修改OSPF的cost值，使得R1与R2直连链路作为备选链路。
interface Ethernet 0/0/1
ospf cost 3
quit
默认情况下，OSPF是10s发送一次Hello报文，当链路出现故障时，需要等待40s才知道对方链路断开进行切换。OSPF的Hello报文发送时间也是可以进行修改，最小可以达到1秒发送一次，死亡间隔4 倍，也需要4秒才进行链路状态更新操作。
在不使用BFD的情况下，模拟OSPF链路出现故障，观察其现象。
ping -c 1000 -a 1.1.1.1 2.2.2.2 以1.1.1.1 为源地址ping 2.2.2.2次数1000次
由上图现象可以看到，当OSPF链路出现故障时，默认情况下需要等待40秒才进行链路状态更新，切换到备份链路上。
而使用BFD能够加快OSPF的收敛，默认情况下，BFD为1000毫秒发送一次"心跳信号"，死亡间隔时间3倍，3000毫秒完成切换。其最小可以设置100ms，那么300ms就可以完成感知切换。
配置BFD
R1：
bfd
quit
ospf 1
bfd all-interfaces enable 所有位于ospf 的接口全部启用
quit
R2：
bfd
quit
ospf 1
bfd all-interfaces enable
quit
配置完成，通过命令display bfd session dynamic查看动态的BFD会话信息
通过命令display bfd session dynamic verbose查看动态的BFD会话详细信息
通过命令display bfd session all查看BFD所有的会话
在使用BFD后，再模拟OSPF链路出现故障，观察其现象。
ping -c 1000 -a 1.1.1.1 2.2.2.2 以1.1.1.1 为源地址ping 2.2.2.2次数1000次
由上图可以看到，联动BFD后，OSPF的链路状态的收敛加快。要修改BFD的Hello报文时间，最小可以修改到100ms。
4.BFD单臂回声
BFD 单臂回声（BFD Echo）是 BFD（Bidirectional Forwarding Detection）协议中的一种故障检测机制。在单臂回声模式下，一个网络设备（通常是路由器）通过自己发送的 BFD Echo 报文来检测链路的连通性，而不是依赖对端设备发送的 BFD 报文进行检测。
工作原理：启用 BFD 单臂回声的设备会将 BFD Echo 报文发送到链路的对端。这些报文会沿着数据链路传输到对端设备，然后对端设备将收到的 BFD Echo 报文再环回（Loopback）给发送端。发送端根据收到的自己发送的 Echo 报文来判断链路是否正常。如果在规定的时间内没有收到自己发送的 Echo 报文的回环，就认为链路出现故障。
配置BFD单臂回声
（1）取消掉第3小节配置的ospf和接口开销
R1：
interface Ethernet0/0/1
undo ospf cost
undo ospf 1
y
R2：
undo ospf 1
y
（2）配置静态路由
R1：
ip route-static 2.2.2.0 255.255.255.0 12.1.1.2 preference 50
ip route-static 2.2.2.0 255.255.255.0 21.1.1.2
R2：
ip route-static 1.1.1.0 255.255.255.0 12.1.1.1 preference 50
ip route-static 1.1.1.0 255.255.255.0 21.1.1.1
（3）配置BFD
bfd
quit
bfd aa bind peer-ip 12.1.1.2 interface Ethernet0/0/0 source-ip 21.1.1.1 one-arm-echo
discriminator local 100
commit
注意：
source-ip 21.1.1.1是BFD报文的源地址
interface e0/0/0 BFD单臂回声报文的目的地址即12.1.1.1（如下图抓包）通常为出接 口。
peer-ip 12.1.1.2 对端地址 BFD需要依靠该地址探测对方的mac地址 同时作为建立bfd 会话使用见下图（并不用作bfd报文目标地址）
ip route-static 2.2.2.0 255.255.255.0 12.1.1.2 preference 50 track bfd-session aa
通过断开SW1与R2互连链路，观察其现象。
ping -c 1000 -a 1.1.1.1 2.2.2.2 以1.1.1.1 为源地址ping 2.2.2.2次数1000次
由上图结果可以看到，当链路出现故障后，单臂回声检测不到，立马切换到备选链路。
