Noriu/Cyber_Security_Notes
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Cyber_Security_Notes/B. 第二阶段/03_BFD.md
Noriu d1d9576526 2024年8月31日 11:59:13
2024-08-31 11:59:21 +08:00

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BFD

一、BFD概述

  1. Bidirectional Forwarding Detection

    双向转发检测

  2. BFD技术背景

    1. 现网中存在的问题
      • 不能快速有效的发现网络设备或链路出现的故障
      • 不能以毫秒级的速度发现网络问题
      • 协议自身的报文检测机制一般都大于1秒
    2. 解决方案：
      • 需要一种专门用于快速检测设备或链路的协议：BFD协议产生

  3. BFD的作用

    • 专门用于发送超小和超快的检测数据包，以毫秒级进行发送，快速检测链路的故障，改善网络性能
    • 当发现链路故障时，通知相关的设备和协议进行处理，快速恢复通信，保证网络可靠性

  4. BFD的优点

    • 对任何介质、任何协议层进行实时且快速的检测

  5. BFD会话建立方式

    • BFD会话的建立有：静态建立、动态建立两种方式
    • 静态建立BFD会话：手工配置BFD会话参数（手工配置：本地标识符和远端标识符）
    • 动态建立BFD会话：动态分配本地标识符、自学习远端标识符
    • 静态和动态的主要区别：本地标识符和远端标识符配置方式不同

  6. BFD检测机制

    • 两个设备建立BFD会话，链路两端周期性发送BFD控制报文，如果一端在既定的时间内没有收到BFD控制报文，则认为路径上发生了故障。

  7. BFD会话常见参数的缺省配置

    参数 缺省值
    发送间隔 1000毫秒
    接收间隔 1000毫秒
    本地检测倍数 3

二、BFD和静态路由联动

image-20240831104707266

  • 需求

    • 实现PC1 和PC2的互联互通
    • 实现BFD和静态路由联动

  • 配置步骤

    1. 配置PC的IP地址，掩码，网关
    2. 配置路由器的接口IP地址
    3. 配置静态路由和浮动路由
    4. 配置BFD
    5. 配置BFD和静态路由联动
    6. 验证与测试

  • 配置命令

    • 第一步：配置PC的接口IP地址

    • 第二步：配置路由器的接口IP地址

    • 第三步：配置静态路由和浮动路由

      • R1配置浮动路由

        [R1]ip route-static 192.168.2.0 24 192.168.12.2 ：主路由
[R1]ip route-static 192.168.2.0 24 192.168.13.3 preference 70 ：浮动路由

        R1去往24.0网段，要做BFD[R1]ip route-static 192.168.24.0 24 192.168.12.2

      • R2配置静态路由

        [R2]ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.12.1
[R2]ip route-static 192.168.2.0 24 192.168.24.4

      • R3配置静态路由

        [R3]ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.13.1
[R3]ip route-static 192.168.2.0 24 192.168.34.4

      • R4配置浮动路由

        [R4]ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.24.2 
[R4]ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.34.3 preference 70

        R4去往12.0网段，要做BFD[R4]ip route-static 192.168.12.0 24 192.168.24.2

    • 第四步：配置BFD

      • R1的配置

        [R1]bfd 
[R1-bfd]quit
[R1]bfd ntd bind peer-ip 192.168.24.4
[R1-bfd-session-ntd]discriminator local 1
[R1-bfd-session-ntd]discriminator remote 4
[R1-bfd-session-ntd]min-tx-interval 10
[R1-bfd-session-ntd]min-rx-interval 10
[R1-bfd-session-ntd]commit
[R1-bfd-session-ntd]quit

      • R4的配置

        [R4]bfd
[R4-bfd]quit
[R4]bfd ntd bind peer-ip 192.168.12.1
[R4-bfd-session-ntd]discriminator local 4
[R4-bfd-session-ntd]discriminator remote 1
[R4-bfd-session-ntd]min-tx-interval 10
[R4-bfd-session-ntd]min-rx-interval 10
[R4-bfd-session-ntd]commit

    • 第五步：配置BFD和静态路由联动

      • R1

        [R1]ip route-static 192.168.2.0 24 192.168.12.2 track bfd-session ntd2308

    • 第六步：验证与测试

      • R1

        <R1>display bfd session all

        将R2和R4之间的链路断开，验证浮动路由是否切换

        确保PC1和PC2能够正常通信，不因链路中断，而导致网络不可达

三、VRRP和BFD联动实验

image-20240831110337612

  • 需求

    • 部署VRRP，让SW1成为备份组10的-Master设备（vlan10的主网关）
    • 让SW2成为备份组10的-Backup设备（vlan10的备份网关）
    • 部署VRRP和BFD联动可以解决的问题：
      • 在VRRP中当SW1-主网关，出现故障的时候，备份网关SW2需要等待3秒后，才可以升级为新的主网关，承担流量转发任务。
      • 3秒对有些企业网络来说是不可以接受的，我们需要实现VRRP主备设备更加快速的切换（毫秒级故障切换）

  • 解决方案

    • 在运行VRRP网络设备上(SW1/SW2)运行BFD协议
    • 在SW1和SW2之间建立BFD会话，通过BFD协议快速检测和感知设备或链路故障
    • 在SW2中配置VRRP和BFD联动，当SW1-主网关出现故障的时候，BFD会话会Down
    • 此时BFD协议会通知备份网关SW2，立即将VRRP优先级调高，已实现SW2快速成为主网关

  • 配置步骤

    • 第一步：配置PC的IP地址，掩码，网关
    • 第二步：配置sw3交换机的vlan，端口加vlan 配trunk
    • 第三步：SW1和SW2配置vrrp-热备
      1. 创建vlan
      2. 配置vlanif接口地址
      3. 配置vrrp 备份组，配置虚拟IP
      4. 配置优先级
      5. 交换机互联接口配置trunk
    • 第四步：配置SW1和SW2的BFD会话
      1. 开启BFD功能
      2. 创建BFD会话
      3. 配置本地标识符
      4. 配置远端标识符
      5. 提交
    • 第五步：配置VRRP和BFD联动
      • 配置VRRP和BFD联动，跟踪BFD会话，一旦发现BFD会话down掉，SW2的VRRP的优先级会在原来的基础上增加60，让SW2快速的成为Master设备
    • 第六步：模拟故障，验证BFD

  • 配置命令

    • 第一步：配置PC的IP地址，掩码，网关

    • 第二步：配置sw3交换机的vlan，端口加vlan 配trunk

      • SW3配置

        [SW3]vlan 10
[SW3-vlan10]quit
[SW3]port-group group-member g0/0/1 g0/0/2
[SW3-port-group]port link-type access
[SW3-port-group]port default vlan 10
[SW3-port-group]quit
[SW3]port-group group-member g0/0/3 g0/0/4
[SW3-port-group]port link-type trunk
[SW3-port-group]port trunk allow-pass vlan all

    • 第三步：SW1和SW2配置vrrp-热备

      • SW1配置

        [SW1]vlan 10 
[SW1-vlan10]quit
[SW1]int g0/0/1
[SW1-G0/0/1]port link-type trunk
[SW1-G0/0/1]port trunk allow-pass vlan all
[SW1-G0/0/1]quit
[SW1]int vlanif 10
[SW1-Vlanif10]ip address 192.168.10.251 24
[SW1-Vlanif10]vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.254
[SW1-Vlanif10]vrrp vrid 10 priority 130

      • SW2配置

        [SW2]vlan 10
[SW2-vlan10]quit
[SW2]int g0/0/1
[SW2-G0/0/1]port link-type trunk
[SW2-G0/0/1]port trunk allow-pass vlan all
[SW2-G0/0/1]quit
[SW2]int vlanif 10
[SW2-Vlanif10]ip address 192.168.10.252 24
[SW2-Vlanif10]vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.254

    • 第四步：配置SW1和SW2的BFD会话

      • SW1配置

        [SW1]bfd //开启BFD功能
[SW1-bfd]quit //退出
[SW1]bfd tedu bind peer-ip 192.168.10.252 //在系统视图下创建BFD会话，绑定对端IP地址
[SW1-bfd-session-tedu]discriminator local 1 //配置本地标识符
[SW1-bfd-session-tedu]discriminator remote 2 //配置远端标识符
[SW1-bfd-session-tedu]min-rx-interval 100 //配置接收报文间隔时间（100毫秒）
[SW1-bfd-session-tedu]min-tx-interval 100 //配置发送报文间隔时间（100毫秒）
[SW1-bfd-session-tedu]commit //提交

      • SW2

        [SW2]bfd //开启BFD功能
[SW2-bfd]quit
[SW2]bfd tedu bind peer-ip 192.168.10.251 //创建BFD会话，绑定对端IP地址
[SW2-bfd-session-tedu]discriminator local 2 //本地标识符为2
[SW2-bfd-session-tedu]discriminator remote 1 //远端标识符为1
[SW2-bfd-session-tedu]min-rx-interval 100 //接受报文间隔时间100毫秒
[SW2-bfd-session-tedu]min-tx-interval 100 //发送报文间隔时间100毫秒
[SW2-bfd-session-tedu]commit //提交

    • 第五步：在SW2上配置VRRP和BFD联动

      [SW2]int vlanif 10
[SW2-Vlanif10]vrrp vrid 10 track bfd-session 2 increased 60

      配置VRRP和BFD联动，跟踪BFD会话，一旦发现BFD会话down掉，就让SW2的VRRP的优先级在原来的基础上增加60，让SW2快速的成为Master设备

    • 第六步：模拟SW1故障，在SW2中验证BFD和VRRP联动

      • SW2

        [SW2]display vrrp
 Vlanif10 | Virtual Router 10
 State : Master
 Virtual IP : 192.168.10.254
 Master IP : 192.168.10.252
 PriorityRun : 160
 PriorityConfig : 100
 MasterPriority : 160
 Preempt : YES Delay Time : 0 s
 TimerRun : 1 s
 TimerConfig : 1 s
 Auth type : NONE
 Virtual MAC : 0000-5e00-010a
 Check TTL : YES
 Config type : normal-vrrp
 Track BFD : 2 Priority increased : 60 BFD-session state : DOWN		// 重点看这条
 Create time : 2022-12-29 17:32:15 UTC-08:00
 Last change time : 2022-12-29 17:50:00 UTC-08:00