沙慶良

（中國電信股份有限公司廣東研究院 廣州 510630）

1 前言

環(huán)回是傳統(tǒng)電信傳輸和交換網(wǎng)絡維護中典型的操作，用以判斷整個鏈路的通斷情況，由于操作簡單、效果明顯，在處理信號中斷、劣化等故障中被較多地使用。但在IP化網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)轉發(fā)處理在二層或三層以地址轉發(fā)方式進行，錯誤地使用環(huán)回會造成地址學習錯誤、端口關閉、處理器吊死等故障，因此環(huán)回操作被有限制地使用。

MSTP網(wǎng)絡通過在SDH設備上增加以太網(wǎng)業(yè)務封裝和處理模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務組網(wǎng)承載，可以實現(xiàn)以太網(wǎng)業(yè)務的兩點間透傳連接、多點到一點的匯聚及多點間對等組網(wǎng)等靈活組網(wǎng)，使跨地域的以太網(wǎng)連接成為可能。但由于數(shù)據(jù)分組為透明傳輸、網(wǎng)絡多點連接、對接的數(shù)據(jù)設備多樣，發(fā)生環(huán)回操作、造成的影響情況等更具復雜性。

2 環(huán)回的產生及影響

2.1 環(huán)回的產生

（1）可產生環(huán)回的網(wǎng)絡操作點

環(huán)回是通過軟件開關或硬件鏈接將信號的收發(fā)端進行短接，讓信號回到發(fā)送設備的對應接收端口，主要用來測試信號傳輸路徑的通斷或質量，可通過逐段環(huán)回判斷故障點位置。

在MSTP網(wǎng)絡中可環(huán)回的操作點如圖1所示，具體介紹如下。

·尾纖ODF：以太網(wǎng)通常使用RJ45型接頭，電接口一般不會發(fā)生環(huán)回，但光接口由于收發(fā)端獨立，可人為實現(xiàn)環(huán)回。

圖1 MSTP網(wǎng)絡可環(huán)回操作點

·設備以太網(wǎng)端口：為提供更強的維護性能，部分廠商設備提供了以太網(wǎng)端口軟件環(huán)回功能，一般包括向用戶側環(huán)回和向網(wǎng)絡側環(huán)回。

·SDH層VC-n通道：SDH處理模塊可實現(xiàn)VC-n通道向用戶側和網(wǎng)絡側的環(huán)回。

·STM-N光接口：SDH處理模塊可實現(xiàn)STM-N光接口向用戶側和網(wǎng)絡側的環(huán)回。

·SDH線路及網(wǎng)絡：以太網(wǎng)數(shù)據(jù)被封裝后，以SDH的VC-n方式穿通整個SDH傳送網(wǎng)，在此過程中，任何涉及對應VC-n的環(huán)回都形成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)分組的環(huán)回。

（2）可產生環(huán)回的操作習慣

在傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡的維護中，環(huán)回測試常用于排查那些無法通過設備告警指示判斷的故障，對一些質量劣化的疑難問題尤其有效，所以是SDH網(wǎng)絡維護人員常用的測試操作，特別是在已確認相應鏈路中斷或嚴重劣化時，往往被輕易地使用。

2.2 環(huán)回的影響

（1）普通MSTP設備無檢測環(huán)回數(shù)據(jù)分組的能力

由于MSTP設備定位在傳輸設備，在功能實現(xiàn)方面更側重于對以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的透明傳輸：將以太網(wǎng)信號封裝進入SDH幀的VC-n中進行傳輸，同時通過二層處理（包括二層地址學習與轉發(fā)、VLAN處理、網(wǎng)橋、標簽技術等）實現(xiàn)簡單的組網(wǎng)功能（最常用的是多點匯聚），這使得在MSTP網(wǎng)絡中產生的數(shù)據(jù)環(huán)回可能被不經處理地送出給對接設備。

（2）單節(jié)點環(huán)回可能影響網(wǎng)絡中的其他節(jié)點

MSTP實現(xiàn)的以太網(wǎng)二層組網(wǎng)主要有如下3種形式，實際應用中以前兩種應用為主，不同組網(wǎng)中產生環(huán)回操作后環(huán)回的情況有所不同。

①兩點間透傳連接

實現(xiàn)遠距離兩點間的以太網(wǎng)連接，應用最為普遍。網(wǎng)絡中產生環(huán)回后，兩點間連接中斷，所有數(shù)據(jù)被回傳到環(huán)回指向的數(shù)據(jù)設備，若此時承載的為多個VLAN數(shù)據(jù)，環(huán)回指向的數(shù)據(jù)設備將收到所有VLAN的環(huán)回數(shù)據(jù)。

②多點到一點的匯聚

較常用的方式，可實現(xiàn)分支到匯聚點的以太網(wǎng)匯聚，分支點間數(shù)據(jù)在MSTP網(wǎng)絡中以不同VLAN或外層標簽的方式互相獨立，匯聚點根據(jù)規(guī)劃實現(xiàn)三層間的按需連接。這種組網(wǎng)也被較多地應用在HGN的AG上連承載中。匯聚點向分支環(huán)回將導致整個網(wǎng)絡的中斷，往往被重點關注，被人為操作的可能性很?。坏种c向匯聚點方向的環(huán)回通常被忽視，一種錯誤的認識就是：畢竟分支點已經中斷或質量劣化了，分支點可以向匯聚點環(huán)回測試中間鏈路，不會有更大的影響。事實是，分支點環(huán)回的數(shù)據(jù)會經過MSTP網(wǎng)絡透傳到匯聚點數(shù)據(jù)設備，不同的組網(wǎng)方式透傳的情況不同，對匯聚點數(shù)據(jù)設備的影響也將不同，如圖2所示。

當采用EPLAN或EPL方式匯聚時，由于MSTP設備通過創(chuàng)建VLAN過濾表、VLAN路由或標簽隧道方式，將不同的VCG端口指向匯聚端口以實現(xiàn)業(yè)務匯聚，環(huán)回數(shù)據(jù)將被限制在自身的VLAN內，對接的數(shù)據(jù)設備將僅收到相應VLAN的環(huán)回數(shù)據(jù)。

圖2 匯聚型組網(wǎng)中的環(huán)回示意

當采用EVPLAN、EVPL或網(wǎng)橋等地址學習的方式匯聚時，由于匯聚點下行至各分支的數(shù)據(jù)通過二層尋址的方式進行轉發(fā)，不可避免地產生廣播數(shù)據(jù)，導致所有下行的數(shù)據(jù)都可能被廣播到存在環(huán)回的鏈路上，最終被透傳回匯聚點對接的數(shù)據(jù)設備。

③多點間對等組網(wǎng)

多點對等即任意兩點間在MSTP設備上實現(xiàn)二層互通，實際應用中較少見。任意兩點互通通過二層尋址轉發(fā)的方式實現(xiàn)，所有節(jié)點的數(shù)據(jù)不可避免地存在廣播，當任意點方向的鏈路上產生環(huán)回時，所有節(jié)點對接的數(shù)據(jù)設備都會接收到環(huán)回數(shù)據(jù)。

（3）MSTP的環(huán)回最終影響對接的數(shù)據(jù)設備

MSTP對接的數(shù)據(jù)設備處理環(huán)回數(shù)據(jù)的機制是過程影響的關鍵因素，不同類設備、廠商設備在對環(huán)回數(shù)據(jù)處理的機制上可能有所不同，介紹如下。

·無環(huán)回檢測的數(shù)據(jù)設備：由于發(fā)送出的數(shù)據(jù)由源端口接收，造成MAC地址表頻繁更新，引發(fā)廣播風暴，造成網(wǎng)絡擁塞。

·具備端口環(huán)回檢測的數(shù)據(jù)設備：目前二/三層交換機及路由器通常都具備端口環(huán)回檢測功能，當檢測到環(huán)回數(shù)據(jù)時，設備會自動將指定端口關閉，若為匯聚點設備，則表現(xiàn)為全網(wǎng)業(yè)務中斷。

·具備VLAN環(huán)回檢測的數(shù)據(jù)設備：部分廠商的二/三層交換機及路由器提供VLAN環(huán)回檢測功能，當檢測到VLAN存在環(huán)回數(shù)據(jù)時，將關閉對應的VLAN端口，其他VLAN并不受影響。

綜上所述，即使匯聚點數(shù)據(jù)設備具備VLAN環(huán)回檢測功能，仍可能造成業(yè)務中斷，具體介紹如下：

·當MSTP網(wǎng)絡采用EPLAN或EPL方式匯聚時，單一節(jié)點的鏈路環(huán)回僅會造成對應的VLAN業(yè)務中斷，其他節(jié)點若涉及這些VLAN業(yè)務也會中斷，但其他通信正常；

·當采用EVPLAN、EVPL或網(wǎng)橋等地址學習的方式匯聚時，由于廣播的存在，單一節(jié)點的鏈路環(huán)回也會導致所有VLAN被環(huán)回，最終造成全網(wǎng)性業(yè)務中斷。

3 MSTP設備環(huán)回檢測技術

早期MSTP設備并不具備環(huán)回檢測技術，隨著MSTP設備在現(xiàn)網(wǎng)應用的普及、維護經驗的反饋、多種組網(wǎng)需求的推動，部分廠商在部分型號設備中增加了以太網(wǎng)環(huán)回檢測功能，可在一定程度上避免鏈路中產生環(huán)回。

（1）SDH開銷擴展檢測技術

利用SDH空余開銷字節(jié)，在發(fā)送側進行標記，一旦本端接收側識別該標記，判定為環(huán)回發(fā)生，將對應VCG端口關閉。該技術可實現(xiàn)VC-n層段的環(huán)回檢測，消除VC-n、STM-N層段環(huán)回。典型設備為中興ZXMP S385設備的SEC單板。

（2）以太網(wǎng)偵測分組檢測技術

通過以太網(wǎng)處理模塊發(fā)送隨機OAM檢測報文，一旦本端接收側識別該OAM檢測報文，判定為環(huán)回發(fā)生，將對應VCG端口關閉。該技術可實現(xiàn)以太網(wǎng)層的環(huán)回檢測，消除各層段環(huán)回，但由于檢測分組為隨機發(fā)送，一旦環(huán)回在檢測報文間隙產生，仍會有環(huán)回數(shù)據(jù)被透傳至對接的數(shù)據(jù)設備，從而產生影響。典型設備為華為OSN系列設備的EMS4等單板。

（3）以太網(wǎng)邏輯端口檢測技術

接收側VCG端口檢測接收到數(shù)據(jù)幀的源MAC地址，一旦接收幀的源MAC地址已在MAC地址表中且未達到地址表更新時限，即判定為環(huán)回，將對應VCG端口關閉。該技術可實現(xiàn)以太網(wǎng)層的環(huán)回檢測，消除各層段環(huán)回，是解決MSTP以太網(wǎng)業(yè)務環(huán)回問題較為徹底的技術。典型設備為華為Metro3000設備EFS0指定軟件版本的單板。

4 環(huán)回規(guī)避的建議措施

綜合上述分析，MSTP以太網(wǎng)業(yè)務環(huán)回產生的影響是系統(tǒng)問題，取決于維護習慣、組網(wǎng)方式、對接設備性能和環(huán)回產生的位置等多個環(huán)節(jié)，有效消除環(huán)回造成的影響需要加強各環(huán)節(jié)的處理。

合理規(guī)劃設計MSTP網(wǎng)絡：比較兩種實現(xiàn)多點匯集型組網(wǎng)的實現(xiàn)方式，不難發(fā)現(xiàn)，采用EPLAN或EPL方式匯聚，可將影響限制在個別VLAN范圍內，建議采用，采用該方式配置網(wǎng)絡時，需要MSTP網(wǎng)絡與對接數(shù)據(jù)設備共同規(guī)劃VLAN。

采用具備環(huán)回檢測技術的MSTP設備及單板：具備環(huán)回檢測技術的設備在一定程度上可有效阻斷環(huán)回數(shù)據(jù)透傳，從而避免影響的產生，所以在綜合滿足網(wǎng)絡規(guī)劃需求的同時，應盡可能地采用具備環(huán)回檢測技術的MSTP設備及單板。

圖3 故障段的網(wǎng)絡連接

采用具備VLAN環(huán)回檢測的數(shù)據(jù)設備：采用提供VLAN環(huán)回檢測的數(shù)據(jù)設備，可將MSTP網(wǎng)絡中環(huán)回的影響有效限制在個別VLAN，配合合理的MSTP網(wǎng)絡規(guī)劃，徹底消除環(huán)回的影響。

加強維護人員的維護知識普及：盡可能地避免環(huán)回操作，是維護MSTP以太網(wǎng)業(yè)務維護的關鍵，加強維護知識的普及包括掌握業(yè)務網(wǎng)絡的詳細配置、避免由分支點向匯聚點方向的任何層面的環(huán)回、確需對分支鏈路做環(huán)回測試時，可通過修改配置將分支鏈路分離成兩點間透傳連接等方式進行。

5 案例分享

5.1 背景及故障描述

T運營商采用MSTP網(wǎng)絡為某銀行客戶提供市區(qū)所屬十余個分支營業(yè)節(jié)點至分公司總部的以太網(wǎng)業(yè)務匯聚解決方案：客戶因關注信息安全，不告知其VLAN規(guī)劃，T運營商采用L廠商的MSTP設備通過EVPLAN方式（采用QinQ技術）實現(xiàn)匯聚，由于該設備不具備環(huán)回檢測功能，客戶匯聚點采用了具備VLAN環(huán)回檢測功能的路由器，T運營商也對維護人員進行了充分的宣貫，并制定維護規(guī)程有效避免換回操作，業(yè)務開通1年運行正常。

某日，T運營商在為客戶業(yè)務擴容接入新增節(jié)點業(yè)務后，客戶申告：全網(wǎng)業(yè)務中斷，匯聚點路由器顯示產生環(huán)回，全部VLAN端口關閉；刪除匯聚MSTP設備上新增節(jié)點業(yè)務配置、重啟匯聚路由器各VLAN端口后各分支業(yè)務恢復。

5.2 故障排查及分析

依經驗和故障現(xiàn)象可判斷新增節(jié)點鏈路中存在環(huán)回。維護人員進行逐段排查后，確認環(huán)回由新增分支點至運營商接入機房間配對使用的光電轉換器（將以太網(wǎng)電信號轉換成光信號用于遠程連接）產生，網(wǎng)絡連接如圖3所示，更換其他品牌光電轉換器可消除故障，后經分析和檢測發(fā)現(xiàn)了問題原因，具體介紹如下。

·為節(jié)省接入端光纜纖芯資源，選用了單纖雙向收發(fā)合一的某品牌光電轉換器。

·客戶分支點機房在下班后習慣將設備斷電，導致光電轉換器A關機。

·由于該光電轉換器收發(fā)信號使用相同波長光信號，且接收靈敏度較高，此時光電轉換器B將光纖連接處產生的回波信號識別為接收信號，環(huán)回產生。

該故障雖屬特例，但也充分說明了環(huán)回對MSTP以太網(wǎng)業(yè)務影響的復雜性，人為操作雖然可以盡可能避免，但仍有不可預知的因素，這個案例中使用EVPLAN方式匯聚是導致故障的關鍵。運營商建議客戶提供VLAN規(guī)劃，修改匯聚點MSTP設備的匯聚方式為EPLAN方式，調整后網(wǎng)絡運行正常，沒有再次出現(xiàn)環(huán)回類故障。

6 結束語

MSTP以太網(wǎng)組網(wǎng)中環(huán)回引發(fā)的故障觸點多、場景雜、影響大，人為操作往往是其直接原因，設備對以太網(wǎng)數(shù)據(jù)透明傳輸是其根本原因，解決問題的關鍵是合理規(guī)劃設計網(wǎng)絡，通過盡可能地采用更可靠的組網(wǎng)方式，消除隱患，減少風險的產生。

1 曹薊光，吳英樺.多業(yè)務傳送平臺（MSTP）技術與應用.北京:人民郵電出版社，2003