以太网OAM协议解析及测试关注点Word文档下载推荐.docx
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以太网OAM简介
以太网OAM(Operations,AdministrationandMaintenance,操作、管理和维护)
是一种监控网络问题的工具。
它工作在数据链路层,利用设备之间定时交互
OAMPDU(OAMProtocolDataUnits,OAM协议数据单元)来报告网络的状态,使网络管理员能够更有效地管理网络。
以太网OAM在网络上的应用
随着数据业务的广泛应用,以太网在通信网络中扮演着越来越重要的作用,但是以太网与传统的SDH相比,在网络故障告警、链路质量、维护手段等方面都略逊一筹。
于是国际标准化组织IEEE,先后推出了802.3ah(2004)和802.1ag(2007)两个标准化协议来强化以太网在维护、告警方面的能力。
802.3ah的以太网OAM主要是链路方面的监测和维护,是一种偏物理层的OAM,它主要应用在网络的边缘设备上(接入层),且OAMPDU报文只能转发一跳,主要用来监测链路质量、收集链路告警等。
而802.1ag的以太网OAM是偏网络和应用的OAM,主要用在汇聚层和核心层上,它的OAMPDU报文能够传输多跳。
它不仅能够监测链路质量、收集告警,还能够实现电信级快速倒换以及traceroute、ping等功能。
在TN705/725上的MPLSOAM就部分参考了802.1ag的协议,大家有兴趣可以仔细研究下。
由于TN703产品主要定位于接入网络边缘,因而目前只要求支持802.3ah的以太网OAM即可。
802.3ah以太网OAM最主要的功能主要有三个方面,分别是:
1、链路性能监测:
可以对链路故障进行检测;
2、故障侦测和告警:
可以在链路出现故障时及时通知网络管理员;
3、环路测试:
通过将非OAMPDU环回来检测链路故障。
注:
下文中“以太网OAM”如未特殊标明,均指802.3ah的以太网OAM。
OAMPDU报文解析及工作原理
报文解析
几个重要字段的含义如下:
。
Destaddr:
以太网OAM报文的目的MAC地址,为组播MAC地址
0180c2000002。
Sourceaddr:
以太网OAM报文的源MAC地址,为发送端的桥MAC地址,
该地址是一个单播MAC地址。
Type:
以太网OAM报文的协议类型,为0x8809。
Subtype:
以太网OAM报文的协议子类型,为0x03。
Flags:
Flags域,包含了以太网OAM实体的状态信息。
Code:
本字段指明了OAMPDU的报文类型。
0x00表示InformationOAMPDU、
0x01表示EventNotificationOAMPDU、
0x04表示LoopbackControlOAMPDU
Ø
Flags域:
主要用来标示链路的故障信息:
值得注意的是对于CriticalEvent,DyingGasp,andLinkFault这些链路告警的具体定义,在802.3ah协议中是没有注明的。
这可能要厂家根据需要自行定义。
几种最常见的OAMPDU用法:
在ETHOAM中最常见的三种OAMPDU报文分别是InformationOAMPDU、EventNotificationOAMPDU和LoopbackControlOAMPDU,下面将分别加以介绍:
InformationOAMPDU
用于将以太网OAM实体的状态信息(包括本地信息、远端信息和自定义信息)发给远端的以太网OAM实体,保持以太网OAM连接。
具体的报文结构形式:
EventNotificationOAMPDU
(事件通知OAMPDU)一般用于链路监控,是用于对连接本端和远端以太网OAM实体的链路发生的故障进行告警。
具体的报文格式:
LoopbackControlOAMPDU
(环路控制OAMPDU)报文主要用于远端环回控制。
环回控制OAMPDU报文用来控制远端设备的OAM环回状态,该报文中带有使能或去使能环回功能的信息,根据该信息开启或关闭远端环回功能。
以太网OAM工作原理:
建立以太网OAM连接:
以太网OAM连接过程也称作Discovery阶段,本阶段是OAM实体发现远端设备的
OAM实体,并与之建立稳定对话的过程。
在这个阶段中,相连的以太网OAM实体(即使能OAM功能的端口)通过交互InformationOAMPDU向对端通报各自的以太网OAM配置信息及本地节点支持的以太网OAM能力信息。
OAM实体收到对端配置参数后,决定是否同意建立OAM连接,如果两端的以太网OAM对Loopback功能、单向链路检测及链路事件的配置都通过检查时,以太网OAM协议将在链路层开始正常工作。
我们可以选择两种模式来进行以太网OAM的连接:
主动模式和被动模式
两种模式下的设备处理能力如下表所示:
处理能力
主动模式
被动模式
初始化以太网OAMDiscovery过程
可以
不可以
对以太网OAMDiscovery初始化过程的响应
发送InformationOAMPDU
发送EventNotificationOAMPDU
发送不携带TLV的InformationOAMPDU
发送LoopbackControlOAMPDU
对LoopbackControlOAMPDU的响应
可以,但需要对端也处于
主动模式下
发送组织指定的OAMPDU
发送VariableRequestOAMPDUs
发送VariableResponseOAMPDUs
发送带团队属性的特殊OAMPDUs
当然在两个peertopeer的端口上,都配置成active端口也是可以的。
以太网OAM连接建立后,两端的OAM实体通过发送InformationOAMPDU保持连
接。
若在5秒钟内没有收到对端OAM实体的InformationOAMPDU,则认为连接超时,需要重新建立OAM连接。
链路监控
链路监控用于检测和发现链路层的故障。
以太网OAM利用EventNotificationOAMPDU的交互来进行链路监控。
当链路故障发生时,本地链路监控到故障后,将向对端以太网OAM实体发送EventNotification
OAMPDU,通报一般链路事件。
我们可以通过观察日志信息动态地掌握网络的状况。
一般链路事件的定义如下:
一般链路事件
定义
错误信号事件
单位时间内的错误信号数量超过定义的阈值
错误帧事件
单位时间内的错误帧数量超过定义的阈值
错误帧周期事件
指定帧数N为周期,在收到N个帧的周期内错误帧数超过定义的阈值
错误帧秒数事件
指定M秒数下有错误帧的秒数超过了定义的阈值
(错误帧秒的定义:
在某一秒内发生了错误帧,则该秒为错误帧秒)
远端故障检测
OAMPDU定义了一个标志(Flag域)允许以太网OAM实体把该故障信息传送给对端。
该标志可以表示下列紧急链路事件:
.链路故障(LinkFault):
对端链路信号丢失。
.致命故障(DyingGasp):
不可预知的状态发生,比如电源中断。
.紧急事件(CriticalEvent):
不能确定的紧急事件发生。
以太网OAM连接过程中是不断的发送InformationOAMPDU的,本端OAM实体可
以将本端发生的紧急链路事件信息通过InformationOAMPDU告诉远端OAM实体。
当A与B之间的链路有一条发生故障时,B设备就会立即将含有链路故障信息的OAMPDU报文通过另一条链路发送给A。
这样,可以通过观察日志信息动态地了解链路的状态,对相应的错误及时进行处理。
需要注意的是远端的故障监测只能工作在双发双收的链路上,即双向链路中有一条失效,另一条还继续工作的那种情况。
远端环回
LoopbackOAMPDU的底层转发流程:
远端环回只有在以太网OAM连接建立完成后才能实现。
在连接建立的情况下,主
动模式的OAM实体发起远端环回命令,对端实体对该命令进行响应。
当远端处于环回模式下,除了OAMPDU报文以外的所有报文都将按照原路返回,而OAMPDU报文将继续上送至被环回设备的CPU进行处理。
通过进行环回检测可以及时发现网络故障,并通过分段环回检测来帮助定位故障发生的具体区域。
Featurelist
主要功能
Item
Feature
Subclause
Value/Comment
Support
OM
OAMobjectclass
30.3.6
Must
CSI
OAMclientserviceinterfaces
57.2.5
ISI
Internalserviceinterfaces
57.2.8
*ACTV
Activemode
57.2.9
Must
*PASS
Passivemode
*LB
OAMremoteloopback
57.2.11,Table57–8
UNI
Unidirectionaloperation
57.2.12,Table57–8
RequiressupportforunidirectionaloperationasdefinedinClause66.
*EVNT
LinkEvents
57.4.3.2,
57.5.3
*VAR
VariableRetrieval
57.4.3.3,
57.4.3.4
May
*OSP
OrganizationSpecific
OAMPDU
57.4.3.6
*OSE
OrganizationSpecificEvents
57.5.3.5
OSI
InformationTLV
57.5.2.3
工作原理
OFS1
Passivemodelimitedtransmission
57.2.9.2
CannotsendVariableRequestor
LoopbackControlOAMPDUs
OFS2
Discoverystatediagram
57.3.2.1
ImplementedasdefinedinFigure
57–5
OFS3
Transmitstatediagram
57.3.2.2
57–6
OFS4
OAMPDUtransmissionwhenlocal_pduissettoLF_INFO
57.3.2.2.6
OnlyInformationOAMPDUswithLinkFaultbitofFlagsfieldandwithoutInformationTLVscanbetransmitted
OFS5
OAMPDUtransmissionwhenlocal_pduissettoRX_INFO
NoOAMPDUtransmissionallowed
OFS6
OAMPDUtransmissionwhenlocal_pduissettoINFO
OnlyInformationOAMPDUscanbetransmitted
OFS7
OFS8
OAMPDUtransmissionwhenlocal_pduissettoANY:
OAM_CTL.requestserviceprimitivewithoneormorecriticallinkeventparameters
OAMPDU.requestserviceprimitive
RequeststransmissionofInformationOAMPDUwithappropriatebitsofFlagsfieldset
Requeststransmissionof
OFS9
OFS10
OAMPDUFlagsfieldreservedencodings
RemoteStableandRemote
Evaluatingbits
LocalStableandLocalEval-uatingbits
Table57–3
Encodingof0x3isnottransmitted
OFS11
Reservedbits
Reservedbitsarezeroontransmission
OFS12
OAMPDUCodefield
57.4.2.2
OnlydefinedCodefieldvaluesarepermittedintransmittedOAMP-DUs
OFS13
OAMPDUreceptionwhenlocal_pduisnotsettoANY
57.3.2.3
OnlyInformationOAMPDUsaresenttoOAMcliententity
OFS14
OAMPDUreceptionwhenlocal_pduissettoANY
AllOAMPDUsaresenttoOAM
cliententity
OFS15
Multiplexerstatediagram
57.3.3
57–7
OFS16
Multiplexertransparentpass-through
57.3.3.2
Providetransparentpass-throughofframesfromsuperiorsublayertosubordinatesublayer
OFS17
EffectofOAMPDUonaframealreadysubmittedtosubordinatesublayer
Hasnoeffect
OFS18
Parserstatediagram
57.3.4
57–8
EventNotification的处理
EV1
ResponsetoCriticalEvents
57.2.10.3
Set/clearFlagbitsbasedonOAM_CTL.requestserviceprimitive
EV2
CriticalEventreception
57.2.10.4
IndicatedviaFlagsfieldofOAMPDU.indicationserviceprimitive
EV3
LinkEventreception
IndicatedviaOAMPDU.indicationserviceprimitivewithallreceivedEventNotificationOAMPDUs
OAMPDU报文
PDU1
Tagging
57.4.2
OAMPDUscannotbetagged
PDU2
OAMPDUstructure
AsdefinedinFigure57–9andfielddefinitions
PDU3
MinimumOAMPDUsize
SupportOAMPDUsminFrame-Sizeinlength
PDU4
InformationOAMPDUframestructure
57.4.3.1
ShowninFigure57–10
PDU5
InformationOAMPDUwhenlocal_pdusettoLF_INFO
Datafieldcontainszero
InformationTLVs
PDU6
PDU7
InformationOAMPDUwhenlocal_pdunotsettoLF_INFO
remote_state_valid=FALSE
remote_state_valid=TRUE
DatafieldcontainsLocal
DatafieldcontainsLocaland
RemoteInformationTLVs
PDU8
Typevalues0x03-0xFD
Table57–6
Nottobesent
PDU9
Typevalue0xFF
PDU10
framestructure
57.4.3.2
ShowninFigure57–11
PDU11
EventNotificationOAMPDUSequenceNumber
ThefirsttwobytesoftheDatafieldcontainaSequenceNumberencodedasanunsigned16-bitinteger
PDU12
EventNotificationOAMPDUEvent(s)
DatafieldcontainingoneormoreLinkEventTLVs
followingtheSequenceNumber
PDU13
VariableRequestOAMPDU
57.4.3.3
ShowninFigure57–12
PDU14
VariableRequestOAMPDUDatafield
Datafieldcontainsoneormore
VariableDescriptors
PDU15
VariableResponseOAMPDU
ShowninFigure57–13
PDU16
VariableResponseOAMPDUDatafield
VariableContainers
PDU17
LoopbackControlOAMPDU
57.4.3.5
ShowninFigure57–14
PDU18
LoopbackControlOAMPDUDatafield
DatafieldcontainsasingleOAMRemoteLoopbackcommandfromTable57–5.
PDU19
Commandvalue0x00
Table57–5
PDU20
Commandvalues0x03-0xFF
PDU21
OAMPDUframestructure
ShowninFigure57–15
PDU22
OrganizationSpecificOAMPDUOrganizationa
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