Configurazione e verifica della funzionalità BFD sugli switch Nexus 9000

Introduzione

In questo documento viene descritto come configurare e verificare le sessioni BFD (Bidirectional Forwarding Detection) su switch Cisco Nexus basati su NXOS®.

Prerequisiti

Requisiti

Cisco raccomanda la conoscenza dei seguenti argomenti:

• Rilevamento inoltro bidirezionale (BFD)
• Software Nexus NX-OS.
• Protocolli di routing: Open Shortest Path First (OSPF), Border Gateway Protocol (BGP), Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP).
  
  

Componenti usati

Il riferimento delle informazioni contenute in questo documento è Cisco Nexus 9000 con NXOS versione 10.3(4a).M.

Le informazioni discusse in questo documento fanno riferimento a dispositivi usati in uno specifico ambiente di emulazione. Su tutti i dispositivi menzionati nel documento la configurazione è stata ripristinata ai valori predefiniti. Se la rete è operativa, valutare attentamente eventuali conseguenze derivanti dall'uso dei comandi.

Configurazione

Esempio di rete

Configurazione

Lo scopo della configurazione del BFD è quello di rilevare e comprendere le differenze tra le configurazioni dei vari protocolli di routing.

PASSAGGIO 1: Prima di poter configurare il BFD su un'interfaccia e un protocollo, è necessario abilitare la funzione BFD.

SW1(config)# feature bfd

SW2(config)# feature bfd

PASSAGGIO 2: Configurazione BFD globale

SW1(config)# bfd interval 500 min_rx 500 multiplier 3

SW2(config)# bfd interval 500 min_rx 500 multiplier 3

Nota: L'intervallo min_tx e msec è compreso tra 50 e 999 millisecondi e il valore predefinito è 50. L'intervallo del moltiplicatore è compreso tra 1 e 50. Il valore predefinito del moltiplicatore è 3.

PASSAGGIO 3: Configurazione di BFD su un'interfaccia

Nota: È possibile configurare i parametri della sessione BFD per tutte le sessioni BFD su un'interfaccia.

Avviso: Verificare che i messaggi di reindirizzamento Internet Control Message Protocol (ICMP) siano disabilitati sulle interfacce abilitate per BFD. Usare il comandono ip redirectso il comandono ipv6 redirectssull'interfaccia.

SW1(config)# interface vlan 20 
SW1(config-if)# bfd interval 500 min_rx 500 multiplier 3
SW1(config-if)# no ip redirects
SW1(config-if)# no ipv6 redirects

SW2(config)# interface vlan 20 
SW2(config-if)# bfd interval 500 min_rx 500 multiplier 3
SW2(config-if)# no ip redirects
SW2(config-if)# no ipv6 redirects

La modalità asincrona BFD è come un handshake tra due dispositivi per mantenere elevata la connessione. La configurazione viene eseguita su entrambi i dispositivi e, una volta attivata, i due dispositivi iniziano a scambiarsi messaggi speciali a un'ora prestabilita. Questi messaggi hanno alcune impostazioni importanti, ad esempio la frequenza con cui vengono inviati e la velocità con cui un dispositivo può rispondere all'altro. È inoltre disponibile un'impostazione che consente di stabilire il numero di messaggi non ricevuti necessari affinché un dispositivo possa rendersi conto della presenza di un problema nella connessione.

La funzione echo BFD invia i pacchetti di prova a un router adiacente e li restituisce per verificare la presenza di problemi senza coinvolgere il router adiacente nell'inoltro dei pacchetti. Può utilizzare un timer più lento per ridurre il traffico dei pacchetti di controllo e verificare il percorso di inoltro sul sistema adiacente senza disturbare il router adiacente, rendendo il rilevamento più veloce. Se entrambi i vicini utilizzano la funzione echo, non vi è asimmetria.

Motivi per la non disponibilità dei pacchetti Syslog 

• Percorso giù: Ciò indica che il percorso di inoltro tra i due BFD adiacenti non è più operativo, probabilmente a causa di congestione della rete, errori hardware o altri problemi.
  

  2024 Apr 11 22:07:07 SW2 %BFD-5-SESSION_STATE_DOWN: BFD session 1090519062 to neighbor 172.16.1.1 on interface Vlan20 has gone down. Reason: Path Down.

• Funzione Echo Non Riuscita: Errore della funzione echo, una funzione del BFD dove i pacchetti echo vengono inviati e ricevuti per verificare la connettività. Se i pacchetti non vengono trasmessi o ricevuti correttamente, è possibile che si sia verificato un problema.
  

  2024 Apr 11 22:17:45 SW2 %BFD-5-SESSION_STATE_DOWN: BFD session 1090519174 to neighbor 10.10.10.1 on interface Vlan10 has gone down. Reason: Echo Function Failed.

• Sessione segnalata router adiacente inattiva: Il dispositivo adiacente segnala che la sessione BFD è inattiva, in genere a causa del rilevamento di un problema al termine della connessione.
  

  2024 Apr 11 22:03:48 SW2 %BFD-5-SESSION_STATE_DOWN: BFD session 1090519058 to neighbor 172.16.1.1 on interface Vlan20 has gone down. Reason: Neighbor Signaled Session Down.

• Tempo di rilevamento controllo scaduto: Questo si verifica quando il timer di rilevamento del controllo scade prima di ricevere una risposta prevista dal router adiacente, che indica un potenziale problema con la connessione.
  

  2024 Apr 11 22:19:31 SW2 %BFD-5-SESSION_STATE_DOWN: BFD session 1090519061 to neighbor 192.168.2.1 on interface Lo30 has gone down. Reason: Control Detection Time Expired.

• Inattivo: La sessione BFD viene interrotta intenzionalmente da un amministratore, a scopo di manutenzione o a causa di modifiche alla configurazione.
  

  2024 Apr 11 22:13:15 SW2 %BFD-5-SESSION_STATE_DOWN: BFD session 1090519064 to neighbor 10.10.10.1 on interface Vlan10 has gone down. Reason: Administratively Down.

  
  

Configurazione di BFD sui protocolli di routing

Configurazione di BFD su OSPF

Suggerimento: Quando BFD è abilitato in OSPF, diventa attivo per tutte le interfacce che utilizzano OSPF. Le interfacce adottano i valori configurati globalmente. Se è necessario regolare questi valori, fare riferimento al punto 3, "Configurazione BFD su un'interfaccia".

SW1(config)# router ospf 1
SW1(config-router)# bfd

SW2(config)# router ospf 1
SW2(config-router)# bfd

Può inoltre abilitare il BFD nell'interfaccia OSPF con il comandoip ospf bfd

SW1(config)# interface vlan 10 
SW1(config-if)# ip ospf bfd

SW2(config)# interface vlan 10 
SW2(config-if)# ip ospf bfd

Configurazioni di esempio per BFD su OSPF

SW1# show running-config ospf 

!Command: show running-config ospf
!Running configuration last done at: Wed Apr 10 21:06:31 2024
!Time: Wed Apr 10 21:09:45 2024

version 10.3(4a) Bios:version 01.07 
feature ospf

router ospf 1
  bfd

interface Vlan10
  ip router ospf 1 area 0.0.0.0
  ip ospf bfd

Configurazione di BFD su EIGRP

SW1(config)# interface vlan 20 
SW1(config-if)# ip eigrp 2 bfd

Suggerimento: Quando BFD è abilitato in EIGRP, diventa attivo per tutte le interfacce che utilizzano EIGRP. Le interfacce adottano i valori configurati globalmente. Se è necessario regolare questi valori, fare riferimento al punto 3, "Configurazione BFD su un'interfaccia".

SW1(config)# router eigrp 2
SW1(config-router)# bfd

SW2(config)# router eigrp 2
SW2(config-router)# bfd

Inoltre, può abilitare il BFD su un'interfaccia EIGRP con il comandoip eigrp instance-tag bfd

SW1(config)# interface vlan 20 
SW1(config-if)# ip eigrp 2 bfd

SW2(config)# interface vlan 20 
SW2(config-if)# ip eigrp 2 bfd

Configurazioni di esempio per BFD su EIGRP

SW1# show running-config eigrp

!Command: show running-config eigrp
!Running configuration last done at: Wed Apr 10 21:24:29 2024
!Time: Wed Apr 10 21:53:08 2024

version 10.3(4a) Bios:version 01.07 
feature eigrp

router eigrp 2
  address-family ipv4 unicast
    bfd

interface Vlan20
  ip router eigrp 2
  ip eigrp 2 bfd

Configurazione di BFD su BGP

Nota: La funzionalità di aggiornamento dell'origine facilita l'utilizzo da parte delle sessioni BGP dell'indirizzo IP primario di un'interfaccia designata come indirizzo locale durante la definizione di una sessione BGP con un router adiacente. Consente inoltre a BGP di registrarsi come client con BFD.

Nota: Quando si configurano sessioni BFD sul dispositivo, il tipo di sessione viene determinato specificando 'multihop' o 'single hop'. Se non viene specificata alcuna parola chiave, il tipo di sessione viene impostato per impostazione predefinita su 'single hop' quando il peer è connesso direttamente. Se il peer non è connesso, il tipo di sessione predefinito è 'multihop'.

SW1(config)#  router bgp 65001
SW1(config-router)# address-family ipv4 unicast
SW1(config-router)# neighbor  192.168.3.1
SW1(config-router-neighbor)# bfd multihop
SW1(config-router-neighbor)# update-source loopback30

SW2(config)# router bgp 65002
SW2(config-router)# address-family ipv4 unicast
SW2(config-router)#  neighbor 192.168.2.1
SW2(config-router-neighbor)#  bfd multihop
SW2(config-router-neighbor)# update-source loopback30

Configurazioni di esempio per BFD su BGP

SW1# show running-config bgp 

!Command: show running-config bgp
!Running configuration last done at: Thu Apr 11 04:47:53 2024
!Time: Thu Apr 11 06:48:43 2024

version 10.3(4a) Bios:version 01.07 
feature bgp

router bgp 65001
  address-family ipv4 unicast
  neighbor 192.168.3.1
    bfd multihop
    remote-as 65002
    update-source loopback30
    ebgp-multihop 5
    address-family ipv4 unicast

Verifica

Dopo aver configurato il BFD e averlo associato a un protocollo come OSPF, EIGRP o BGP, i BFD adiacenti devono essere identificati automaticamente. Per verificare questa condizione, utilizzare il comando:

show bfd neighbors

On Switch 1

SW1# show bfd neighbors 

OurAddr         NeighAddr       LD/RD                 RH/RS           Holdown(mult)     State       Int                   Vrf                              Type     BSID           
172.16.1.1      172.16.1.2      1090519059/1090519058 Up              5219(3)           Up          Vlan20                default                          SH       N/A            
10.10.10.1      10.10.10.2      1090519060/1090519059 Up              5219(3)           Up          Vlan10                default                          SH       N/A            
192.168.2.1     192.168.3.1     1090519062/1090519061 Up              728(3)            Up          Lo30                  default                          MH       N/A            
SW1# 

On Switch 2

SW2# show bfd neighbors 

OurAddr         NeighAddr       LD/RD                 RH/RS           Holdown(mult)     State       Int                   Vrf                              Type     BSID           
172.16.1.2      172.16.1.1      1090519058/1090519059 Up              5053(3)           Up          Vlan20                default                          SH       N/A            
10.10.10.2      10.10.10.1      1090519059/1090519060 Up              5053(3)           Up          Vlan10                default                          SH       N/A            
192.168.3.1     192.168.2.1     1090519061/1090519062 Up              745(3)            Up          Lo30                  default                          MH       N/A            

Per verificare e ottenere un output dettagliato, utilizzare il comando:

SW1# show bfd neighbors interface lo30 details 

OurAddr         NeighAddr       LD/RD                 RH/RS           Holdown(mult)     State       Int                   Vrf                              Type     BSID           
192.168.2.1     192.168.3.1     1090519062/1090519061 Up              676(3)            Up          Lo30                  default                          MH       N/A            


Session state is Up and not using echo function

Session type: Multihop
Local Diag: 0, Demand mode: 0, Poll bit: 0, Authentication: None
MinTxInt: 250000 us, MinRxInt: 250000 us, Multiplier: 3
Received MinRxInt: 250000 us, Received Multiplier: 3
Holdown (hits): 750 ms (0), Hello (hits): 250 ms (82590)
Rx Count: 82588, Rx Interval (ms) min/max/avg: 207/1764/219 last: 73 ms ago
Tx Count: 82590, Tx Interval (ms) min/max/avg: 219/219/219 last: 67 ms ago
Registered protocols:  bgp
Uptime: 0 days 5 hrs 2 mins 2 secs, Upcount: 1
Last packet: Version: 1                - Diagnostic: 0  
             State bit: Up             - Demand bit: 0  
             Poll bit: 0               - Final bit: 0  
             Multiplier: 3             - Length: 24  
             My Discr.: 1090519061     - Your Discr.: 1090519062  
             Min tx interval: 250000   - Min rx interval: 250000  
             Min Echo interval: 0      - Authentication bit: 0  
Hosting LC: 1, Down reason: None, Reason not-hosted: None

SW2# show bfd neighbors interface vlan 20  details 

OurAddr         NeighAddr       LD/RD                 RH/RS           Holdown(mult)     State       Int                   Vrf                              Type     BSID           
172.16.1.2      172.16.1.1      1090519058/1090519059 Up              4979(3)           Up          Vlan20                default                          SH       N/A            


Session state is Up and using echo function with 500 ms interval

Session type: Singlehop
Local Diag: 0, Demand mode: 0, Poll bit: 0, Authentication: None
MinTxInt: 500000 us, MinRxInt: 2000000 us, Multiplier: 3
Received MinRxInt: 2000000 us, Received Multiplier: 3
Holdown (hits): 6000 ms (0), Hello (hits): 2000 ms (12454)
Rx Count: 12444, Rx Interval (ms) min/max/avg: 109/1919/1908 last: 1020 ms ago
Tx Count: 12454, Tx Interval (ms) min/max/avg: 1906/1906/1906 last: 856 ms ago
Registered protocols:  eigrp
Uptime: 0 days 6 hrs 35 mins 10 secs, Upcount: 2
Last packet: Version: 1                - Diagnostic: 0  
             State bit: Up             - Demand bit: 0  
             Poll bit: 0               - Final bit: 0  
             Multiplier: 3             - Length: 24  
             My Discr.: 1090519059     - Your Discr.: 1090519058  
             Min tx interval: 500000   - Min rx interval: 2000000  
             Min Echo interval: 500000 - Authentication bit: 0  
Hosting LC: 1, Down reason: None, Reason not-hosted: None

Verifica tramite dettagli sessione

SW1# sh bfd clients 
              Client : Number of sessions
                 bgp : 1
                ospf : 1
               eigrp : 1

SW1# show system internal bfd sess-store interface vlan 10
No of sessions:  1  >>>>> Check Number of sessions 
0x4100001b - 0x41000019 Hosting LC: 1 10.10.10.1 -> 10.10.10.2 bsid 0 >>>>> Check IP addresses
 BFD_SESS_ST_SESSION_UP for 0 days 0:6:22 594 >>>>> Check uptime
  Vlan10 [2 0x901000a:0x43 0:10 0x1000c 0x1000c]
  SMAC: 4464.3c81.ddd7 DMAC: 4464.3c81.cdb7
  Local  TX/RX/ST(ms): 500/500/2000000 Mult: 3   EchoRx: 50000 Ver:1 Flags(0x0):
 Echo  Auth Interop (Disabled) Auth(0 0 0) Group id 0x0
  Active TX/RX/ST(ms): 2000/2000/2000000 Mult: 3   State: 3 Diag: 0x0 Flags: 0xc
0000 Auth(0 0 0)
  Spray DIs: 0
 Port-Lcs:
  Module 1 has 2 links - ACL not programmed
 Applications:
   (1) ospf [0x1:0x41000119 flags 0x0]
     App Data   : [c0a80301000]
     Description:  10.10.10.2
     MTS Dest 0xfe000001:0x140
 No-Host reason: 0x0(SUCCESS)
 Counters:  >>>>>>>> Check the counters below
   Retries: LC remove(0), ACL Inst/Rem(0/0), Redisc(0)
   No. of ACLs Added(1)
 Flap counters:
   Ctrl Detect timer expired(0), Echo failed(0), Neigh Signaled down(0), Admin d
own(0),
   Forwarding plane reset(0), Path down(0), Concat path down(0), Rev Concat path
 down(0)
 Last ACL added time: 58781 usecs after Thu Apr 11 22:18:19 2024
 Last ACL response time: 81830 usecs after Thu Apr 11 22:18:19 2024
 Last session install time: 58285 usecs after Thu Apr 11 22:18:19 2024
 Last session install response time: 58717 usecs after Thu Apr 11 22:18:19 2024

  

Verifica tramite Access-list

SW2# show system internal access-list vlan 10 input statistics 

slot  1
=======


INSTANCE 0x0
---------------

  Tcam 12 resource usage:
  ----------------------
  LBL M = 0x1
   Bank 0
   ------
     IPv4 Class
       Policies: BFD()  [Merged]
       Netflow profile: 0
       Netflow deny profile: 0
       Entries: 
         [Index] Entry [Stats]
         ---------------------
  [0x0000:0x0003:0x0c0d] permit udp 0.0.0.0/0 0.0.0.0/0 range 3784 3785  encap 0x0  [205340] >>>>> This counter needs to increase

SW2# show system internal access-list sup-redirect-stats | i i bfd
    3085                                               BFD    12217 >>>>> This counter need to increase 
    3121                                BFDC TCLASS PACKET    0
    3146                                    BFDC v4 PACKET    15
    3148                             BFDC TCLASS V6 PACKET    0
    3156                                    BFDC v6 PACKET    0
    3158                           BFDC v6 LL Ucast PACKET    0
    3209                           BFDC v4 multihop PACKET    383697 >>>>> This counter need to increase in multihop case
    3121                                BFDC TCLASS PACKET    0
    3146                                    BFDC v4 PACKET    0
    3148                             BFDC TCLASS V6 PACKET    0
    3156                                    BFDC v6 PACKET    0
    3158                           BFDC v6 LL Ucast PACKET    0
    3209                           BFDC v4 multihop PACKET    0

Verifica con Ethanalyzer 

Un approccio alternativo consiste nell'eseguire un'acquisizione dei pacchetti, filtrando specificamente la porta UDP 3785.

SW1# ethanalyzer local interface inband display-filter "udp.port==3785" limit-captured-frames 0
Capturing on 'ps-inb'
    5 2024-04-11 05:26:37.294596186   10.10.10.1 → 10.10.10.1   BFD Echo 70 Originator specific content
    6 2024-04-11 05:26:37.294623155   10.10.10.1 → 10.10.10.1   BFD Echo 70 Originator specific content
    7 2024-04-11 05:26:37.294635837   172.16.1.1 → 172.16.1.1   BFD Echo 70 Originator specific content
    8 2024-04-11 05:26:37.294653159   172.16.1.1 → 172.16.1.1   BFD Echo 70 Originator specific content
4    18 2024-04-11 05:26:37.780441619   10.10.10.1 → 10.10.10.1   BFD Echo 70 Originator specific content
   19 2024-04-11 05:26:37.780461351   172.16.1.1 → 172.16.1.1   BFD Echo 70 Originator specific content
   20 2024-04-11 05:26:37.780467533   10.10.10.1 → 10.10.10.1   BFD Echo 70 Originator specific content
   21 2024-04-11 05:26:37.780481315   172.16.1.1 → 172.16.1.1   BFD Echo 70 Originator specific content
   30 2024-04-11 05:26:38.266365493   10.10.10.1 → 10.10.10.1   BFD Echo 70 Originator specific content
   31 2024-04-11 05:26:38.266392766   10.10.10.1 → 10.10.10.1   BFD Echo 70 Originator specific content

Ci si aspetta che i pacchetti acquisiti dal protocollo Echo BFD contengano indirizzi IP di origine e destinazione identici, in quanto i pacchetti Echo provengono dallo switch locale stesso.

Nota: In assenza dell'istruzione 'no bfd echo' nell'interfaccia, l'acquisizione rivela i pacchetti sia con l'indirizzo IP di origine locale che con l'indirizzo IP di destinazione adiacente, oltre all'osservazione del controllo BFD

SW2# ethanalyzer local interface inband display-filter "ip.addr==192.168.2.1" limit-captured-frames 0
Capturing on 'ps-inb'
    1 2024-04-11 05:38:21.155483591  192.168.2.1 → 192.168.3.1  BFD Control 66 Diag: No Diagnostic, State: Up, Flags: 0x00
    2 2024-04-11 05:38:21.182606602  192.168.3.1 → 192.168.2.1  BFD Control 66 Diag: No Diagnostic, State: Up, Flags: 0x00
   11 2024-04-11 05:38:21.375187034  192.168.2.1 → 192.168.3.1  BFD Control 66 Diag: No Diagnostic, State: Up, Flags: 0x00
   12 2024-04-11 05:38:21.402295701  192.168.3.1 → 192.168.2.1  BFD Control 66 Diag: No Diagnostic, State: Up, Flags: 0x00
4    14 2024-04-11 05:38:21.594612491  192.168.2.1 → 192.168.3.1  BFD Control 66 Diag: No Diagnostic, State: Up, Flags: 0x00
   15 2024-04-11 05:38:21.621742431  192.168.3.1 → 192.168.2.1  BFD Control 66 Diag: No Diagnostic, State: Up, Flags: 0x00
   20 2024-04-11 05:38:21.813971234  192.168.2.1 → 192.168.3.1  BFD Control 66 Diag: No Diagnostic, State: Up, Flags: 0x00
8    21 2024-04-11 05:38:21.841086554  192.168.3.1 → 192.168.2.1  BFD Control 66 Diag: No Diagnostic, State: Up, Flags: 0x00
   22 2024-04-11 05:38:22.033395440  192.168.2.1 → 192.168.3.1  BFD Control 66 Diag: No Diagnostic, State: Up, Flags: 0x00
   23 2024-04-11 05:38:22.060526055  192.168.3.1 → 192.168.2.1  BFD Control 66 Diag: No Diagnostic, State: Up, Flags: 0x00
   28 2024-04-11 05:38:22.252709432  192.168.2.1 → 192.168.3.1  BFD Control 66 Diag: No Diagnostic, State: Up, Flags: 0x00
   29 2024-04-11 05:38:22.279810427  192.168.3.1 → 192.168.2.1  BFD Control 66 Diag: No Diagnostic, State: Up, Flags: 0x00