IEEE8023ah協(xié)議總結(jié)

1、1 、以太網(wǎng)OAM簡介以太網(wǎng)技術(shù)誕生幾十年來，以其簡單、低廉的特點(diǎn)逐步成為局域網(wǎng)（Local Area Network）的主導(dǎo)技術(shù)。隨著業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，設(shè)備制造商和標(biāo)準(zhǔn)化組織開始致力于將這一技術(shù)向城域網(wǎng)(MAN）和廣域網(wǎng)(WAN）方向拓展。但最大的障礙是缺乏較好的運(yùn)營管理維護(hù)機(jī)制。OAM：將網(wǎng)絡(luò)的管理工作劃分為3 大類，操作（Operation）、管理（Administration）和維護(hù)（Maintenance），簡稱OAM。以太網(wǎng)OAM是一種監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)問題的工具。它工作在數(shù)據(jù)鏈路層，利用設(shè)備之間定時交互OAMPDU（OAM Protocol Data Units，OAM 協(xié)議數(shù)據(jù)單元）來

2、報告網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠更有效地管理網(wǎng)絡(luò)。 2 、以太網(wǎng)OAM標(biāo)準(zhǔn)化過程Working inwardfrom the edgeWorking outwardfrom the coreMaking it worktogetherØ IEEE IEEE 802.1ag CFM IEEE 802.3ah EFM-OAM IEEE 802.1AB LLDP IEEE 802.1ap VLAN橋接的MIBØ ITU-T ITU-T SG 13 Y.1730 以太網(wǎng)OAM的需求 ITU-T SG 13 Y.1731以太網(wǎng)OAM功能和機(jī)制Ø MEF MEF 7 EMS-

3、NMS 信息模型 MEF15網(wǎng)元管理需求 MEF16以太網(wǎng)本地管理接口 （E-LMI） MEF17業(yè)務(wù)級OAM需求與框架電信級以太網(wǎng)為了實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)電信級傳送網(wǎng)相同的服務(wù)水平，以太網(wǎng)OAM 是研究的重點(diǎn)之一。IEEE、ITU-T、MEF 等各研究團(tuán)體和標(biāo)準(zhǔn)組織都在積極進(jìn)行技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)制定，目前這些組織所制定的標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的以太網(wǎng)OAM 層次，如上圖。IEEE 802.3ah 協(xié)議已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，此協(xié)議主要用于以太網(wǎng)“最后一公里”上的設(shè)備管理和鏈路管理；802.1ag 關(guān)注于以太網(wǎng)端到端的故障管理；ITU-T Y.1731 在設(shè)計思路上與802.1ag 高度一致，它定義了類似的管理功能，同時對性能管理的

4、功能和實(shí)現(xiàn)方法給出了定義。Y.1731 是ITU 在2006 年發(fā)布的基于802.1ag 的一個標(biāo)準(zhǔn)，在故障管理方面802.1ag 與Y.1731 相互兼容，Y.1731 較802.1ag 增加了性能檢測功能。MEF16以太網(wǎng)本地管理接口 （E-LMI）是: （可參考文檔EVC技術(shù)最后一個案例）通過E-LMI，PE可以將VLAN到EVC（以太虛鏈路）的映射信息下發(fā)給CE，實(shí)現(xiàn)CE設(shè)備的自動配置功能。這樣減少了業(yè)務(wù)建立的工作，同時也減少了業(yè)務(wù)提供商和企業(yè)用戶間所需的協(xié)調(diào)工作。由此，企業(yè)用戶無需了解CE設(shè)備的配置，由業(yè)務(wù)提供商統(tǒng)一配置管理，減少了人為誤操作的風(fēng)險。通過與OAM協(xié)議（比如CFM協(xié)議）

5、的配合，E-LMI能夠把業(yè)務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中的EVC狀態(tài)信息及時反饋給CE設(shè)備，一旦EVC出現(xiàn)故障，可以及時通知CE設(shè)備進(jìn)行接入側(cè)路由的倒換。3 、以太網(wǎng)OAM體系架構(gòu)Ø IEEE 802.3ah EFM-OAM提供點(diǎn)到點(diǎn)鏈路故障管理和性能檢測Ø IEEE 802.1ag CFM基于端到端業(yè)務(wù)級的故障管理Ø ITU-T Y.1731 基于端到端業(yè)務(wù)級的性能監(jiān)測和故障管理4 、IEEE 802.3ah OAM技術(shù)IEEE 802.3ah OAM，也稱為EFM（the Ethernet in the First Mile），主要解決“最后一公里”的以太網(wǎng)連接的OAM 問題

6、。作用：用于在兩臺直連設(shè)備間監(jiān)測連接狀態(tài)、測試鏈路性能。功能：包括OAM 發(fā)現(xiàn)功能、遠(yuǎn)端故障通知功能、OAM 遠(yuǎn)端環(huán)回功能、OAM 鏈路監(jiān)控功能（誤幀誤碼檢測）。4.1 以太網(wǎng)OAM在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的廣泛應(yīng)用，以太網(wǎng)在通信網(wǎng)絡(luò)中扮演著越來越重要的作用，但是以太網(wǎng)與傳統(tǒng)的SDH相比，在網(wǎng)絡(luò)故障告警、鏈路質(zhì)量、維護(hù)手段等方面都略遜一籌。于是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織IEEE，先后推出了802.3ah(2004)和802.1ag(2007)兩個標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議來強(qiáng)化以太網(wǎng)在維護(hù)、告警方面的能力。 802.3ah的以太網(wǎng)OAM主要是鏈路方面的監(jiān)測和維護(hù)，是一種偏物理層的OAM，它主要應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)的邊緣設(shè)備上（接

7、入層），且OAMPDU報文只能轉(zhuǎn)發(fā)一跳，主要用來監(jiān)測鏈路質(zhì)量、收集鏈路告警等。而802.1ag的以太網(wǎng)OAM是偏網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的OAM，主要用在匯聚層和核心層上，它的OAMPDU報文能夠傳輸多跳。它不僅能夠監(jiān)測鏈路質(zhì)量、收集告警，還能夠?qū)崿F(xiàn)電信級快速倒換以及traceroute、ping等功能。 802.3ah以太網(wǎng)OAM最主要的功能主要有三個方面，分別是：1、鏈路性能監(jiān)測：可以對鏈路故障進(jìn)行檢測；2、故障偵測和告警：可以在鏈路出現(xiàn)故障時及時通知網(wǎng)絡(luò)管理員；3、環(huán)路測試：通過將非OAMPDU 環(huán)回來檢測鏈路故障。注：下文中“以太網(wǎng)OAM”如未特殊標(biāo)明，均指802.3ah的以太網(wǎng)OAM。4.2 、O

8、AMPDU報文解析及工作原理4.2.1 報文解析幾個重要字段的含義如下：。 Dest addr：以太網(wǎng)OAM 報文的目的MAC 地址，為組播MAC 地址0180c2000002。Source addr：以太網(wǎng)OAM 報文的源MAC 地址，為發(fā)送端的橋MAC 地址，該地址是一個單播MAC 地址。Type：以太網(wǎng)OAM 報文的協(xié)議類型，為0x8809。Subtype：以太網(wǎng)OAM 報文的協(xié)議子類型，為0x03。Flags：Flags 域，包含了以太網(wǎng)OAM 實(shí)體的狀態(tài)信息。Code：本字段指明了OAMPDU的報文類型。0x00 表示Information OAMPDU、0x01 表示Event N

9、otification OAMPDU 、0x04 表示Loopback Control OAMPDUØ Flags 域：主要用來標(biāo)示鏈路的故障信息：值得注意的是對于Critical Event, Dying Gasp, and Link Fault 這些鏈路告警的具體定義，在802.3ah協(xié)議中是沒有注明的。這可能要廠家根據(jù)需要自行定義。4.2.2 幾種最常見的OAMPDU用法：在ETH OAM中最常見的三種OAMPDU報文分別是Information OAMPDU、Event Notification OAMPDU和Loopback Control OAMPDU，下面將分別加以介紹

10、：4.2.2.1 Information OAMPDU用于將以太網(wǎng)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)端的以太網(wǎng)OAM 實(shí)體，保持以太網(wǎng)OAM 連接。具體的報文結(jié)構(gòu)形式：4.2.2.2 Event Notification OAMPDU（事件通知OAMPDU）一般用于鏈路監(jiān)控，是用于對連接本端和遠(yuǎn)端以太網(wǎng)OAM 實(shí)體的鏈路發(fā)生的故障進(jìn)行告警。具體的報文格式：4.2.2.3 Loopback Control OAMPDU（環(huán)路控制OAMPDU）報文主要用于遠(yuǎn)端環(huán)回控制。環(huán)回控制OAMPDU 報文用來控制遠(yuǎn)端設(shè)備的OAM 環(huán)回狀態(tài)，該報文中帶有使能或去使能環(huán)回功能的信

11、息，根據(jù)該信息開啟或關(guān)閉遠(yuǎn)端環(huán)回功能。具體的報文格式：4.2.3 以太網(wǎng)OAM工作原理：4.2.3.1 建立以太網(wǎng)OAM連接： 以太網(wǎng)OAM 連接過程也稱作Discovery 階段，本階段是OAM 實(shí)體發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端設(shè)備的OAM 實(shí)體，并與之建立穩(wěn)定對話的過程。 在這個階段中，相連的以太網(wǎng)OAM 實(shí)體（即使能OAM 功能的端口）通過交互Information OAMPDU 向?qū)Χ送▓蟾髯缘囊蕴W(wǎng)OAM 配置信息及本地節(jié)點(diǎn)支持的以太網(wǎng)OAM 能力信息。OAM 實(shí)體收到對端配置參數(shù)后，決定是否同意建立OAM連接，如果兩端的以太網(wǎng)OAM 對Loopback 功能、單向鏈路檢測及鏈路事件的配置都通過檢查時，

12、以太網(wǎng)OAM 協(xié)議將在鏈路層開始正常工作。 我們可以選擇兩種模式來進(jìn)行以太網(wǎng)OAM的連接：主動模式和被動模式兩種模式下的設(shè)備處理能力如下表所示： 處理能力主動模式被動模式初始化以太網(wǎng)OAM Discovery 過程可以不可以對以太網(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Loopback Control OAMPDU 的響應(yīng)可以，但需要對端也處于主動

13、模式下可以發(fā)送組織指定的OAMPDU可以可以發(fā)送 Variable Request OAMPDUs可以不可以發(fā)送Variable Response OAMPDUs可以可以發(fā)送帶團(tuán)隊屬性的特殊 OAMPDUs可以可以當(dāng)然在兩個peer to peer 的端口上，都配置成active端口也是可以的。以太網(wǎng)OAM 連接建立后，兩端的OAM 實(shí)體通過發(fā)送Information OAMPDU 保持連接。若在5 秒鐘內(nèi)沒有收到對端OAM 實(shí)體的Information OAMPDU，則認(rèn)為連接超時，需要重新建立OAM 連接。4.2.3.2 鏈路監(jiān)控鏈路監(jiān)控用于檢測和發(fā)現(xiàn)鏈路層的故障。以太網(wǎng)OAM 利用Eve

14、nt Notification OAMPDU 的交互來進(jìn)行鏈路監(jiān)控。當(dāng)鏈路故障發(fā)生時，本地鏈路監(jiān)控到故障后，將向?qū)Χ艘蕴W(wǎng)OAM 實(shí)體發(fā)送Event NotificationOAMPDU，通報一般鏈路事件。我們可以通過觀察日志信息動態(tài)地掌握網(wǎng)絡(luò)的狀況。一般鏈路事件的定義如下： 一般鏈路事件定義錯誤信號事件單位時間內(nèi)的錯誤信號數(shù)量超過定義的閾值錯誤幀事件單位時間內(nèi)的錯誤幀數(shù)量超過定義的閾值錯誤幀周期事件指定幀數(shù)N 為周期，在收到N 個幀的周期內(nèi)錯誤幀數(shù)超過定義的閾值錯誤幀秒數(shù)事件指定M 秒數(shù)下有錯誤幀的秒數(shù)超過了定義的閾值（錯誤幀秒的定義：在某一秒內(nèi)發(fā)生了錯誤幀，則該秒為錯誤幀秒）4.2.3.3

15、 遠(yuǎn)端故障檢測OAMPDU 定義了一個標(biāo)志（Flag 域）允許以太網(wǎng)OAM 實(shí)體把該故障信息傳送給對端。該標(biāo)志可以表示下列緊急鏈路事件：.鏈路故障（Link Fault）：對端鏈路信號丟失。.致命故障（Dying Gasp）：不可預(yù)知的狀態(tài)發(fā)生，比如電源中斷。. 緊急事件（Critical Event）：不能確定的緊急事件發(fā)生。以太網(wǎng)OAM 連接過程中是不斷的發(fā)送Information OAMPDU 的，本端OAM 實(shí)體可以將本端發(fā)生的緊急鏈路事件信息通過Information OAMPDU 告訴遠(yuǎn)端OAM 實(shí)體。當(dāng)A與B之間的鏈路有一條發(fā)生故障時，B設(shè)備就會立即將含有鏈路故障信息的OAMPD

16、U報文通過另一條鏈路發(fā)送給A。這樣，可以通過觀察日志信息動態(tài)地了解鏈路的狀態(tài)，對相應(yīng)的錯誤及時進(jìn)行處理。 需要注意的是遠(yuǎn)端的故障監(jiān)測只能工作在雙發(fā)雙收的鏈路上，即雙向鏈路中有一條失效，另一條還繼續(xù)工作的那種情況。4.2.3.4 遠(yuǎn)端環(huán)回 Loopback OAMPDU的底層轉(zhuǎn)發(fā)流程：遠(yuǎn)端環(huán)回只有在以太網(wǎng)OAM 連接建立完成后才能實(shí)現(xiàn)。在連接建立的情況下，主動模式的OAM 實(shí)體發(fā)起遠(yuǎn)端環(huán)回命令，對端實(shí)體對該命令進(jìn)行響應(yīng)。當(dāng)遠(yuǎn)端處于環(huán)回模式下，除了OAMPDU 報文以外的所有報文都將按照原路返回，而OAMPDU報文將繼續(xù)上送至被環(huán)回設(shè)備的CPU進(jìn)行處理。通過進(jìn)行環(huán)回檢測可以及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，并通過分段環(huán)回檢測來幫助定位故障發(fā)生的具體區(qū)域。5 測試關(guān)