双方向フォワーディング検出 (ソウホウコウフォワーディングケンシュツ) とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

双方向フォワーディング検出 (ソウホウコウフォワーディングケンシュツ) の読み方

日本語表記

双方向フォワーディング検出 (ソウホウコウフォワーディングケンシュツ)

英語表記

Bidirectional Forwarding Detection (バイディレクショナル・フォーワーディング・ディテクション)

双方向フォワーディング検出 (ソウホウコウフォワーディングケンシュツ) の意味や用語解説

双方向フォワーディング検出は、ネットワーク上で隣接する機器間の通信経路に障害が発生したかを高速に検出するためのプロトコルである。一般的にBFD（Bidirectional Forwarding Detection）という略称で呼ばれる。現代のネットワークでは、通信の瞬断がシステム全体に大きな影響を及ぼすため、障害の発生をいち早く検知し、速やかに代替経路へ切り替えることが極めて重要である。従来のネットワークでは、OSPFやBGPといったルーティングプロトコルが持つ独自のKeepaliveメッセージやHelloパケットを用いて隣接機器の死活監視を行っていた。しかし、これらのプロトコルの検出間隔は数秒から数十秒単位であり、障害を検知するまでに時間がかかるという課題があった。BFDは、この課題を解決するために開発された。特定のルーティングプロトコルに依存せず、独立して動作し、ミリ秒単位という非常に短い間隔で障害を検出できるため、ネットワーク全体の可用性と信頼性を大幅に向上させることが可能となる。 BFDの基本的な仕組みは、監視対象となる2台のネットワーク機器間でBFDセッションと呼ばれる仮想的な通信路を確立し、そのセッション上でBFD制御パケットを定期的に、かつ双方向に送り合うことで実現される。このBFD制御パケットは非常に軽量で、機器への処理負荷が低いように設計されている。各機器は、相手からBFD制御パケットが設定された時間内に届くかどうかを常に監視している。もし、定められた検出タイマーの時間内に相手からのパケットが届かなかった場合、その機器は通信経路に障害が発生したと即座に判断する。この検出タイマーは、管理者がネットワークの要件に応じてミリ秒単位で柔軟に設定できるため、非常に高速な障害検出が可能となる。障害を検出した機器は、その情報を上位のアプリケーション、特にルーティングプロトコルに通知する。この通知を受けたルーティングプロトコルは、障害が発生した経路を自身の経路情報から削除し、バックアップ経路へと通信を切り替える処理を開始する。これにより、ルーティングプロトコルが自身のタイマーで障害を検出するよりもはるかに迅速な経路の再計算と収束（コンバージェンス）が実現される。 BFDの最大の利点は、その高速性にある。ミリ秒単位での障害検出は、音声通話やビデオ会議、金融取引システムといったリアルタイム性が求められるアプリケーションにおいて、サービスの中断時間を最小限に抑える上で不可欠である。次に、プロトコル非依存性も重要な特徴である。BFDはOSPF、EIGRP、BGPといったルーティングプロトコルだけでなく、スタティックルートや、複数の物理リンクを束ねるLAG（Link Aggregation Group）など、様々なネットワーク技術と連携して動作できる。これにより、ネットワーク環境全体で一貫した障害検出メカニズムを提供できる。また、処理負荷が低い点も利点として挙げられる。BFDは専用のハードウェア処理を必要とせず、ソフトウェアで実装されることが多いが、パケットが小さいため機器のCPUリソースを過度に消費することなく高速な検出を実現する。BFDにはいくつかの動作モードが存在するが、最も一般的に使用されるのは非同期モードである。このモードでは、セッションを確立した両方の機器が、互いに独立して設定された間隔でBFD制御パケットを送信し続ける。デマンドモードは、通常はパケット送信を停止しておき、必要に応じて片方の機器からの要求があった場合にのみ疎通確認を開始するモードで、特定の用途に限定される。エコーモードは、一方の機器が送信したパケットを相手機器がそのまま折り返すことで、送信側だけで双方向の疎通を確認する特殊なモードである。 BFDの真価は、他のプロトコルとの連携によって発揮される。BFD単体では障害を検出するだけであり、経路を切り替える機能は持たない。BFDが障害を検出すると、そのセッションの状態を「ダウン」に変更し、この状態変化をBFDクライアントとして登録されているルーティングプロトコルなどに通知する。例えば、OSPFと連携している場合、BFDが隣接ルータとの間のリンク障害を検出すると、OSPFはその隣接関係が切断されたと即座に判断し、該当経路をルーティングテーブルから削除する。これにより、OSPFのHelloタイマーやDeadタイマーが満了するのを待つことなく、数秒から数十秒かかっていた障害復旧時間をミリ秒単位にまで短縮できる。BGPにおいても同様で、物理的なリンク障害だけでなく、転送経路上の何らかの問題でパケットが届かなくなった場合でも、BFDがそれを検知しBGPに通知することで、迅速にピアのダウンを認識し、経路切り替えを促すことができる。このように、BFDはネットワークの安定稼働を支える重要な技術であり、今日の高速で信頼性の高いネットワークインフラストラクチャを構築する上で欠かせない。その役割は、障害発生を迅速に検知して上位プロトコルに伝えることで、ネットワーク全体の収束時間を劇的に改善し、結果としてエンドユーザーへのサービス影響を最小化することにある。