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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(lái)，隨著千兆、萬(wàn)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(jiàn)的鏈路問(wèn)題。用戶通過(guò)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(guò)發(fā)送檢測(cè)報(bào)文來(lái)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(guò)非以太網(wǎng) OAM

4、 協(xié)議報(bào)文的環(huán)回來(lái)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(guò)設(shè)備之間定時(shí)交互 OAMPDU 來(lái)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(jiàn)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(jiàn)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(jiǎn)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(lái)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(jiǎn)要介紹。建立以太網(wǎng) OAM

8、連接以太網(wǎng) OAM 連接的建立過(guò)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(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，相連的 OAM 實(shí)體通過(guò)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(guò)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(guò)程可以不可以對(duì)以太網(wǎng) OAM Discovery 初始化過(guò)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(wú)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(lái)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(lái)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(méi)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(guò)交互Event Noti

11、fication OAMPDU 來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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