網(wǎng)絡(luò)可靠性-以太網(wǎng)OAM技術(shù)介紹-D

1、技術(shù)介紹高可靠性目 錄i目 錄 HYPERLINK l _bookmark0 以太網(wǎng)OAM HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark0 以太網(wǎng)OAM簡介 HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark0 以太網(wǎng)OAM產(chǎn)生背景 HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark0 以太網(wǎng)OAM主要功能 HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark0 以太網(wǎng)OAM協(xié)議報(bào)文 HYPERLINK l _bookmar

2、k0 1 HYPERLINK l _bookmark1 以太網(wǎng)OAM工作流程 HYPERLINK l _bookmark1 2技術(shù)介紹高可靠性以太網(wǎng)OAM PAGE 4以太網(wǎng) OAM以太網(wǎng)OAM 簡介以太網(wǎng) OAM 產(chǎn)生背景以太網(wǎng)技術(shù)自誕生起，以其簡單易用、價(jià)格低廉等特點(diǎn)逐步成為局域網(wǎng)的主導(dǎo)技術(shù)。近年來，隨著千兆、萬兆以太網(wǎng)技術(shù)的相繼應(yīng)用，以太網(wǎng)已經(jīng)向城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)方向擴(kuò)展。由于以太網(wǎng)最初主要應(yīng)用于局域網(wǎng)，而局域網(wǎng)對(duì)可靠性和穩(wěn)定性的要求都較低，因此以太網(wǎng)一直缺乏有效的管理維護(hù)機(jī)制，這已成為以太網(wǎng)應(yīng)用于城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的嚴(yán)重障礙。因此，在以太網(wǎng)上實(shí)現(xiàn) OAM（Operation, Administ

3、ration and Maintenance，操作、管理和維護(hù)）成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。以太網(wǎng) OAM 是一種監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)故障的工具，目前主要用于解決以太網(wǎng)接入“最后一公里”中常見的鏈路問題。用戶通過在兩個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)連接的設(shè)備上啟用以太網(wǎng) OAM 功能，可以監(jiān)控這兩臺(tái)設(shè)備之間的鏈路狀態(tài)。以太網(wǎng) OAM 主要功能以太網(wǎng) OAM 能夠有效提高以太網(wǎng)的管理和維護(hù)能力，保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行，其主要功能包括：鏈路性能監(jiān)測(cè)：對(duì)鏈路的各種性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括對(duì)丟包、時(shí)延和抖動(dòng)等的衡量，以及對(duì)各類流量的統(tǒng)計(jì)；故障偵測(cè)和告警：通過發(fā)送檢測(cè)報(bào)文來探測(cè)鏈路的連通性，當(dāng)鏈路出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)通知網(wǎng)絡(luò)管理員；環(huán)路測(cè)試：通過非以太網(wǎng) OAM

4、 協(xié)議報(bào)文的環(huán)回來檢測(cè)鏈路故障。以太網(wǎng) OAM 協(xié)議報(bào)文以太網(wǎng) OAM 工作在數(shù)據(jù)鏈路層，其協(xié)議報(bào)文被稱為 OAMPDU（OAM Protocol Data Units，OAM 協(xié)議數(shù)據(jù)單元）。以太網(wǎng) OAM 就是通過設(shè)備之間定時(shí)交互 OAMPDU 來報(bào)告鏈路狀態(tài)，使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的管理。圖 1 常見的 OAMPDU 報(bào)文6621214214964Dest addrSource addrTypeSubtypeFlagsCodeData/PadCRC0 x00Local info TLVRemote info TLV.Information OAMPDU0 x01seqLink e

5、vent TLV.Event notification OAMPDULoopback command0 x04Loopback control OAMPDU如 HYPERLINK l _bookmark0 圖 1所示，是幾種常見OAMPDU的報(bào)文格式，各重要字段的含義如 HYPERLINK l _bookmark1 表 1所示。表 1 OAMPDU 重要字段含義字段含義Dest addr以太網(wǎng)OAM 報(bào)文目的 MAC 地址，為慢協(xié)議組播地址：0 x0180-C200-0002。由于慢協(xié)議報(bào)文不能被網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)，因此以太網(wǎng)OAM 報(bào)文也不能被轉(zhuǎn)發(fā)Source addr以太網(wǎng)OAM 報(bào)文源 MAC 地

6、址，為發(fā)送端的橋 MAC 地址，是一個(gè)單播 MAC 地址Type以太網(wǎng)OAM 報(bào)文的協(xié)議類型，為 0 x8809Subtype以太網(wǎng)OAM 報(bào)文的協(xié)議子類型，為 0 x03FlagsFlag 域，包含了以太網(wǎng)OAM 實(shí)體的狀態(tài)信息CodeOAMPDU 報(bào)文的類型我們稱使能了以太網(wǎng) OAM 功能的端口為“以太網(wǎng) OAM 實(shí)體”，簡稱“OAM 實(shí)體”。 HYPERLINK l _bookmark0 圖 1中幾類OAMPDU報(bào)文的作用如 HYPERLINK l _bookmark1 表 2所示。表 2 各類OAMPDU 報(bào)文的作用報(bào)文類型中文含義作用Information OAMPDU信息OAMPD

7、U用于將OAM 實(shí)體的狀態(tài)信息（包括本地信息、遠(yuǎn)端信息和自定義信息）發(fā)給遠(yuǎn)端OAM 實(shí)體，以保持以太網(wǎng)OAM 連接Event Notification OAMPDU事件通知 OAMPDU一般用于鏈路監(jiān)控，對(duì)連接本端和遠(yuǎn)端OAM 實(shí)體的鏈路上所發(fā)生的故障進(jìn)行告警Loopback Control OAMPDU環(huán)回控制 OAMPDU主要用于遠(yuǎn)端環(huán)回控制，用來控制遠(yuǎn)端設(shè)備的OAM 環(huán)回狀態(tài)，該報(bào)文中帶有使能或去使能環(huán)回功能的信息，根據(jù)該信息開啟或關(guān)閉遠(yuǎn)端環(huán)回功能以太網(wǎng) OAM 工作流程以太網(wǎng)OAM 功能建立在以太網(wǎng)OAM 連接的基礎(chǔ)上，下面對(duì)以太網(wǎng) OAM 的工作流程進(jìn)行簡要介紹。建立以太網(wǎng) OAM

8、連接以太網(wǎng) OAM 連接的建立過程也稱為 Discovery 階段，即本端 OAM 實(shí)體發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端 OAM 實(shí)體、并與之建立穩(wěn)定對(duì)話的過程。在這個(gè)過程中，相連的 OAM 實(shí)體通過交互 Information OAMPDU 通報(bào)各自的以太網(wǎng) OAM 配置信息和本端支持的以太網(wǎng) OAM 能力信息。當(dāng) OAM 實(shí)體收到對(duì)端的配置參數(shù)后，決定是否建立 OAM 連接。當(dāng)兩端 OAM 實(shí)體對(duì) Loopback 功能、單向鏈路檢測(cè)及鏈路事件等配置信息的檢查都通過之后，以太網(wǎng) OAM 協(xié)議開始正常工作。以太網(wǎng)OAM的連接模式有兩種：主動(dòng)模式和被動(dòng)模式，在這兩種模式下設(shè)備的處理能力如 HYPERLINK l _b

9、ookmark2 表 3所示。表 3 主動(dòng)模式與被動(dòng)模式的處理能力比較處理能力主動(dòng)模式被動(dòng)模式初始化以太網(wǎng) OAM Discovery 過程可以不可以對(duì)以太網(wǎng) OAM Discovery 初始化過程的響應(yīng)可以可以發(fā)送 Information OAMPDU可以可以發(fā)送 Event Notification OAMPDU可以可以發(fā)送不攜帶TLV 的 Information OAMPDU可以可以發(fā)送 Loopback Control OAMPDU可以不可以對(duì) Loopback Control OAMPDU 的響應(yīng)可以，但需要對(duì)端為主動(dòng)模式可以以太網(wǎng)OAM 連接只能由主動(dòng)模式的OAM 實(shí)體發(fā)起，而被動(dòng)

10、模式的 OAM 實(shí)體只能等待對(duì)端OAM實(shí)體的連接請(qǐng)求。都處于被動(dòng)模式下的兩個(gè) OAM 實(shí)體之間無法建立以太網(wǎng) OAM 連接。以太網(wǎng) OAM 連接建立后，兩端的 OAM 實(shí)體會(huì)以一定的時(shí)間間隔為周期發(fā)送 Information OAMPDU 來檢測(cè)連接是否正常，該間隔被稱為握手報(bào)文發(fā)送間隔。如果一端 OAM 實(shí)體在連接超時(shí)時(shí)間內(nèi)未收到對(duì)端 OAM 實(shí)體發(fā)來的 Information OAMPDU，則認(rèn)為 OAM 連接中斷。鏈路監(jiān)控以太網(wǎng)的故障檢測(cè)非常困難，特別是在網(wǎng)絡(luò)物理通信沒有中斷而網(wǎng)絡(luò)性能緩慢下降的情況下。鏈路監(jiān)控用于在各種環(huán)境下檢測(cè)和發(fā)現(xiàn)鏈路層故障，以太網(wǎng)OAM通過交互Event Noti

11、fication OAMPDU 來監(jiān)控鏈路：當(dāng)一端OAM實(shí)體監(jiān)控到一般鏈路事件（其所含類型如 HYPERLINK l _bookmark2 表 4所示）時(shí)，將向其對(duì)端發(fā)送Event Notification OAMPDU以進(jìn)行通報(bào)，管理員可以通過觀察日志信息動(dòng)態(tài)地掌握網(wǎng)絡(luò)的狀況。表 4 一般鏈路事件事件類型描述錯(cuò)誤信號(hào)事件（Errored Symbol Event）單位時(shí)間內(nèi)的錯(cuò)誤信號(hào)數(shù)量超過定義的閾值錯(cuò)誤幀事件（Errored Frame Event）單位時(shí)間內(nèi)的錯(cuò)誤幀數(shù)量超過定義的閾值錯(cuò)誤幀周期事件（Errored Frame Period Event）指定幀數(shù)N 為周期，在收到 N 個(gè)幀

12、的周期內(nèi)錯(cuò)誤幀數(shù)超過定義的閾值錯(cuò)誤幀秒數(shù)事件（Errored Frame Seconds Event）指定M 秒數(shù)下有錯(cuò)誤幀的秒數(shù)超過了定義的閾值錯(cuò)誤幀周期事件的檢測(cè)周期將被系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為某端口在該周期內(nèi)能發(fā)送 64 字節(jié)幀的最大幀數(shù)，即以最大幀數(shù)作為周期，其計(jì)算公式為：最大幀數(shù)接口帶寬（bps）錯(cuò)誤幀周期事件的檢測(cè)周期（ms）（6481000）。錯(cuò)誤幀秒：如果在某一秒內(nèi)發(fā)生了錯(cuò)誤幀，則將該秒稱為錯(cuò)誤幀秒。遠(yuǎn)端故障檢測(cè)在以太網(wǎng)OAM連接已建立的情況下，兩端的OAM實(shí)體會(huì)不斷交互Information OAMPDU。當(dāng)設(shè)備故障或不可用導(dǎo)致流量中斷時(shí)，故障端OAM實(shí)體會(huì)通過Information OAMPDU中的Flag域?qū)⒐收闲畔ⅲ淳o急鏈路事件類型）通知給對(duì)端OAM實(shí)體。這樣，管理員可以通過觀察日志信息動(dòng)態(tài)地了解鏈路狀態(tài)，對(duì)相應(yīng)的錯(cuò)誤及時(shí)進(jìn)行處理。緊急鏈路事件的類型及其對(duì)應(yīng)的Information OAMPDU發(fā)送頻率如 HYPERLINK l _bookmark3 表 5所示。表 5 緊急鏈路事件事件類型描述OAMPDU 發(fā)送頻率鏈路故障（Link Fault）對(duì)端鏈路信號(hào)丟失每秒發(fā)送一次致命故障（Dying Gasp）不可預(yù)知的狀態(tài)發(fā)生，比如電源中斷不間斷發(fā)送緊急事件（Critica