Was ist BFD?

Bidirectional Forwarding Detection (BFD) ist ein ressourcenschonendes Protokoll, das Ausfälle auf der Verbindung oder dem Pfad zwischen zwei direkt verbundenen oder logisch benachbarten Geräten in der Regel innerhalb von Millisekunden erkennt. Routing-Protokolle wie BGP, OSPF, RIP und IS-IS nutzen BFD als schnellen Mechanismus zur Fehlererkennung und reagieren auf den Verlust eines Nachbarn weitaus schneller, als es ihre eigenen Hello- oder Dead-Timer zulassen.

Die wichtigsten Erkenntnisse

• BFD erkennt Verbindungs- und Pfadausfälle innerhalb von Millisekunden, nicht innerhalb von Sekunden.
• IGPs und BGP fungieren als BFD-Clients; eine Sitzung kann mehrere Protokolle bedienen.
• VOS unterstützt BFD mit BGP, OSPF, OSPFv3, RIP, RIPng, IS-IS und statischen Routen.
• Statische Routen nutzen BFD als Verfügbarkeitsüberwachung zusätzlich zu den ICMP-basierten Überprüfungen.
• Versa empfiehlt BFD auf der LAN-Seite, nicht innerhalb des SD-WAN-Overlays selbst.

Auf dieser Seite: Warum das wichtig ist · So funktioniert es · Arten · BFD & Versa · Häufig gestellte Fragen

Warum ist BFD wichtig?

Routing-Protokolle wurden nicht dafür entwickelt, einen ausgefallenen Nachbarn schnell zu erkennen. Sowohl das Standard-Dead-Interval von OSPF als auch der Standard-Hold-Timer von BGP dauern mehrere zehn Sekunden – lang genug, damit der Datenverkehr nach einem Verbindungsausfall weiterhin in ein schwarzes Loch fließt. Layer-2-Link-Down-Ereignisse helfen bei einer direkt verkabelten Verbindung, sind jedoch nutzlos, wenn der Pfad ein Switched-Netzwerk oder ein Rechenzentrumsgerät ohne physisches Link-Down-Signal durchquert.

BFD schließt diese Lücke. Es führt einen unabhängigen, protokollunabhängigen Heartbeat zwischen zwei Endpunkten durch und meldet Fehler innerhalb von Millisekunden, sodass das darüberliegende Protokoll sofort reagiert, anstatt das Ablaufen seiner eigenen Timer abzuwarten. Eine einzige BFD-Sitzung kann mehrere Clients gleichzeitig unterstützen – OSPF, BGP und eine statische Route –, wodurch eine konsistente Erkennung gewährleistet ist, ohne dass die Timer jedes einzelnen Protokolls individuell angepasst werden müssen.

Was ist BFD?

Bei BFD tauschen zwei Endpunkte in einem ausgehandelten Intervall einfache Steuerpakete aus. Jede Seite gibt an, wie oft sie Pakete sendet und wie viele aufeinanderfolgende Pakete ihr Gegenüber verpassen darf – den Multiplikator –, bevor die Sitzung als unterbrochen gilt. Werden so viele Pakete hintereinander verpasst, benachrichtigt BFD sofort jeden registrierten Client, ohne auf ein „Hello“-Timeout oder ein protokollspezifisches Dead-Intervall zu warten.

BFD ersetzt kein Routing-Protokoll, sondern wird parallel dazu als gemeinsame Verfügbarkeitsprüfung eingesetzt. Ein Router kann BFD einmalig zwischen zwei Nachbarn ausführen und BGP, OSPF sowie eine statische Route zu diesem Nachbarn den Up-/Down-Status derselben Sitzung abfragen lassen – eine Sitzung, mehrere Clients, geringer Overhead, da sich mehrere Protokolle eine Verbindung teilen. Die Parameter werden pro Instanz oder Schnittstelle konfiguriert, sodass Nachbarn mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen können.

Arten von BFD

BFD ist nicht an ein bestimmtes Routing-Protokoll gebunden – die Unterschiede bestehen darin, welcher Client es verwendet und wie die Sitzung aufgebaut wird. Bei statischen Routen überwacht BFD einen konfigurierten nächsten Hop zusätzlich zu oder anstelle einer ICMP-basierten Überwachung und entfernt die Route, wenn die Sitzung ausfällt. IGP-BFD deckt OSPF, OSPFv3, RIP, RIPng und IS-IS ab: Wenn die Sitzung zu einem Nachbarn unterbrochen wird, wird die Adjazenz sofort beendet, anstatt den Dead-Timer des Protokolls abzuwarten. BGP-BFD verknüpft die Lebendigkeit einer Peering-Sitzung mit dem BFD-Status bei demselben Nachbarn.

Eine weitere Unterscheidung besteht zwischen Single-Hop- und Multihop-BFD: Single-Hop-Sitzungen laufen zwischen direkt verbundenen Schnittstellen, während Multihop-Sitzungen geroutete Hops zwischen Endpunkten zulassen. IS-IS bietet eine Option für den „Strict-Mode“, bei der eine Nachbarschaft erst dann zustande kommt, wenn BFD den Nachbarn bestätigt hat.

BFD & Versa

VOS-Edge-Geräte unterstützen BFD als Verfügbarkeitsüberwachung über den gesamten Routing-Stack hinweg: Bei statischen Routen kann BFD neben ICMP und anderen Überwachungsobjekten aktiviert werden, und BFD kann für BGP-, OSPF-, OSPFv3-, RIP-, RIPng- und IS-IS-Instanzen aktiviert werden, wobei für jede Instanz eigene Intervalle und Multiplikatoren gelten. IS-IS-Schnittstellen unterstützen zusätzlich unabhängiges IPv4- und IPv6-BFD mit einem strengen Modus, der die Adjazenz zurückhält, bis BFD den Nachbarn bestätigt hat.

Der SD-WAN-Entwurfsleitfaden „Versa “ empfiehlt, BFD auf der LAN-Seite eines VOS-CPE – in Richtung der kundeneigenen Layer-3-Geräte und der VNFs im Rechenzentrum – zu aktivieren, um Ausfälle bereits Millisekunden vor der BGP- oder OSPF-Konvergenz zu erkennen. Es wird jedoch davon abgeraten, BFD auf das SD-WAN-Overlay selbst anzuwenden, da das Overlay dank seiner schnellen Konvergenz und seines „Headless“-Betriebs bereits für den Fall von Pfadausfällen ausgelegt ist.

Häufig gestellte Fragen

Wofür steht die Abkürzung BFD?

BFD steht für „Bidirectional Forwarding Detection“: ein Protokoll, das in beiden Richtungen zwischen zwei Endpunkten überprüft, ob der Weiterleitungsweg zwischen ihnen noch funktioniert – daher „bidirektional“. Jede Seite sendet Steuerpakete und erwartet deren Empfang, sodass jeder Endpunkt unabhängig feststellen kann, wenn der Weg ausgefallen ist, und entsprechend reagieren kann.

Inwiefern unterscheidet sich BFD von den Hello-Timern eines Routing-Protokolls?

Hallo. In jedes Routing-Protokoll sind Ausfall-Timer integriert, die in der Regel Sekunden bis zu mehreren zehn Sekunden benötigen, um einen ausgefallenen Nachbarn zu erkennen. BFD ist ein eigenständiger, ressourcenschonender Heartbeat, den mehrere Protokolle gleichzeitig nutzen können und der einen ausgefallenen Nachbarn innerhalb von Millisekunden erkennt, anstatt das Ablaufen dieser protokollinternen Timer abzuwarten.

Kann eine BFD-Sitzung mehr als ein Routing-Protokoll unterstützen?

Ja. Eine einzelne BFD-Sitzung zwischen zwei Nachbarn kann von mehreren Clients gleichzeitig registriert werden – beispielsweise von OSPF, BGP und einer statischen Route zum selben nächsten Hop –, sodass alle diese Clients über dieselbe Fast-Sitzung von einem Ausfall erfahren.

Was ist der Unterschied zwischen Single-Hop- und Multihop-BFD?

Single-Hop-BFD läuft zwischen direkt verbundenen Schnittstellen im selben Subnetz, typischerweise mit Timern im Subsekundenbereich. Multihop-BFD toleriert einen oder mehrere geroutete Hops zwischen den beiden Endpunkten, was sich für Nachbarn eignet, die über einen Zwischenrouter statt über eine direkte Verbindung erreicht werden.

Sollte BFD in einem „ Versa “-SD-WAN-Overlay aktiviert werden?

VersaDie Empfehlung lautet, BFD auf der LAN-Seite in Richtung von Routern von Drittanbietern und Geräten im Rechenzentrum zu aktivieren und nicht innerhalb des SD-WAN-Overlays selbst, wo die Overlay-eigenen Mechanismen für schnelle Konvergenz und den „Headless“-Betrieb bereits eine Fehlererkennung gewährleisten, ohne dass dort zusätzliche BFD-Timer erforderlich sind.

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