羅智華，張武洪

（咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 咸寧 437100）

0 引言

OAM(Operations,Administration and Maintenance,操作、管理和維護(hù)）機(jī)制在傳統(tǒng)電信網(wǎng)中已應(yīng)用很久了[1]，該機(jī)制用于檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中是否存在故障以及故障存在的位置，并對(duì)故障進(jìn)行隔離告警，從而保障網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。802.1ag是網(wǎng)絡(luò)級(jí)以太網(wǎng)OAM技術(shù)，常用于網(wǎng)絡(luò)的接入?yún)R聚層，用于對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連通性進(jìn)行檢測(cè)并進(jìn)行連通性故障定位[2]。它把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分成最多8個(gè)層次（0-7層）的維護(hù)域（MD, Maintenance Domain）。維護(hù)管理人員可以對(duì)域內(nèi)的通信設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的OAM操作, 但OAM報(bào)文只在域內(nèi)有效, 在域邊界被丟棄或者被過(guò)濾掉[3]。

維護(hù)域內(nèi)參與維護(hù)監(jiān)控的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為維護(hù)點(diǎn)(MP，Maintenance Point), MP配置在bridge的某個(gè)需要監(jiān)控的端口上。MP有兩種，一種稱(chēng)為維護(hù)關(guān)聯(lián)端點(diǎn)( MEP，Maintenance association End Point)，位于維護(hù)域的邊緣；另一種稱(chēng)為維護(hù)域中間節(jié)點(diǎn)(MIP，Maintenance domain Intermediate Point)，MIP能夠響應(yīng)某些OAM報(bào)文，但不會(huì)主動(dòng)發(fā)起OAM報(bào)文，對(duì)途經(jīng)的以太網(wǎng)其他報(bào)文也不采取任何動(dòng)作[4]。每個(gè)MD內(nèi)都有兩個(gè)或者兩個(gè)以上MEP，這些MEP的組合稱(chēng)為維護(hù)關(guān)聯(lián)(MA，Maintenance Association)，每個(gè)MA都對(duì)應(yīng)一個(gè)服務(wù)實(shí)例。802.1ag就是對(duì)每一個(gè)MA來(lái)進(jìn)行維護(hù)管理，檢測(cè)MA中的故障。

圖1 以太網(wǎng)OAM 體系結(jié)構(gòu)圖[5]

1 以太網(wǎng)OAM功能

1.1 連續(xù)性檢測(cè)

連續(xù)性檢測(cè)功能是一種主動(dòng)功能，用于偵測(cè)處于同一個(gè)維護(hù)域中的任一對(duì)MEP之間的是否處于連通狀態(tài)，同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)維護(hù)域之間或者同一個(gè)維護(hù)域中的MEP之間是否存在錯(cuò)誤連接，以及其他一些缺陷情況[6]。同一個(gè)維護(hù)域內(nèi)的MEP周期性地向其他MEP發(fā)送CCM（Continuity Check Message）報(bào)文,同時(shí)也接收其他MEP的CCM報(bào)文。

1.2 環(huán)回檢測(cè)

環(huán)回檢測(cè)是一種按需功能。同一個(gè)維護(hù)域內(nèi)的本地MEP發(fā)送LBM（Loopback Message）報(bào)文到指定的遠(yuǎn)端MEP或MIP。在無(wú)故障的情況下,遠(yuǎn)端MEP或者M(jìn)IP會(huì)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行響應(yīng)，并發(fā)送LBR（Loopback Reply）響應(yīng)報(bào)文給本地MEP。本地MEP接收到LBR報(bào)文后,會(huì)對(duì)本端發(fā)送的LBM報(bào)文進(jìn)行比對(duì)，從而判斷該LBR報(bào)文是否是期望的報(bào)文，如果是期望的報(bào)文,則顯示正確信息給用戶(hù),否則顯示超時(shí)或者告警信息[7]。

1.3 鏈路跟蹤檢測(cè)

環(huán)回檢測(cè)是一種按需功能。同一個(gè)維護(hù)域內(nèi)的MEP發(fā)送LTM（Linktrace Message）報(bào)文到指定的遠(yuǎn)端MEP, MEP接收并處理LTM報(bào)文并回復(fù)LTR（Linktrace Reply）信號(hào),來(lái)檢測(cè)故障點(diǎn)。在以太網(wǎng)OAM報(bào)文中設(shè)置類(lèi)似于IP包中TTL字段, 啟用鏈路跟蹤功能時(shí)，該字段值被初始化為1, 然后逐漸增加, 通過(guò)軟件方式使通信設(shè)備記錄下需要被跟蹤路徑的MAC地址[8]。

2 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本軟件模塊運(yùn)行于vxworks或者Linux等嵌入式系統(tǒng)中。整個(gè)軟件模塊分為7個(gè)子模塊，分別為：控制子模塊、定時(shí)器子模塊、數(shù)據(jù)收發(fā)子模塊、CCM報(bào)文處理子模塊、LBM和LBR報(bào)文處理子模塊、LTM和LTR報(bào)文處理子模塊、告警與統(tǒng)計(jì)信息處理子模塊。整體流程為：控制子模塊接收并處理網(wǎng)管系統(tǒng)下發(fā)的以太網(wǎng)OAM配置協(xié)議，根據(jù)配置協(xié)議初始化MD、MA、MIP、MEP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，并啟動(dòng)定時(shí)器子模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)子模塊；數(shù)據(jù)收發(fā)子模塊根據(jù)控制子模塊設(shè)定的需要發(fā)送的802.1ag協(xié)議報(bào)文的類(lèi)型和定時(shí)器子模塊設(shè)定的時(shí)間間隔接收或者發(fā)送以太網(wǎng)OAM報(bào)文，對(duì)于接收到的符合802.1ag協(xié)議報(bào)文格式的數(shù)據(jù)，分流到對(duì)應(yīng)的報(bào)文處理子模塊中；CCM報(bào)文處理子模塊、LBM和LBR報(bào)文處理子模塊、LTM和LTR報(bào)文處理子模塊對(duì)接收到的802.1ag協(xié)議報(bào)文進(jìn)行解析，并將相應(yīng)的告警信息或者統(tǒng)計(jì)信息發(fā)送到告警與統(tǒng)計(jì)信息處理子模塊；告警與統(tǒng)計(jì)信息處理子模塊根據(jù)接收到的信息的類(lèi)型產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的告警信號(hào)或者統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并發(fā)送到網(wǎng)管系統(tǒng)中，最后在網(wǎng)管系統(tǒng)的界面里進(jìn)行顯示。

在CCM報(bào)文處理子模塊中，提取CCM報(bào)文的VLAN和MD Level后，先查找對(duì)應(yīng)的MA中的MEP，找到后然后檢查報(bào)文中目的MAC地址是否合法，如果不合法則丟棄該報(bào)文；如果合法則檢查報(bào)文中MEG ID是否合法，如果MEG ID不合法，則產(chǎn)生誤連接告警，如果合法則檢查報(bào)文中MEP ID是否在遠(yuǎn)端MEP列表中存在，如果不存在，則將遠(yuǎn)端MEP信息添加到遠(yuǎn)端MEP管理列表中，如果存在則更新遠(yuǎn)端MEP的狀態(tài)信息并檢查報(bào)文中MEP ID是否存在于配置表中，如果不存在，則產(chǎn)生未預(yù)期的MEP ID告警，如果存在，則檢查報(bào)文中CCM Interval是否和本地配置一致，如果不一致則產(chǎn)生未預(yù)期的CCM間隔告警，如果一致則結(jié)束本次處理流程。

在LBM和LBR報(bào)文處理子模塊中，構(gòu)造LBM消息，檢查已發(fā)送的LBM報(bào)文次數(shù)是否大于設(shè)定的次數(shù)，如果大于，則更新最終的統(tǒng)計(jì)信息，包括發(fā)送的LBM報(bào)文個(gè)數(shù)，接收的LBR報(bào)文個(gè)數(shù)，延時(shí)和丟包率；如果小于，則通過(guò)數(shù)據(jù)收發(fā)子模塊發(fā)送LBM報(bào)文。發(fā)送成功之后等待接收LBR報(bào)文，如果收到了LBR報(bào)文或者等待超時(shí)未收到LBR報(bào)文，則更新最終的統(tǒng)計(jì)信息，包括發(fā)送的LBM報(bào)文個(gè)數(shù)，接收的LBR報(bào)文個(gè)數(shù)，延時(shí)和丟包率。

在LTM和LTR報(bào)文處理子模塊中，構(gòu)造LTM消息，并通過(guò)數(shù)據(jù)收發(fā)子模塊發(fā)送LTM報(bào)文，如果發(fā)送成功，則等待一段設(shè)定的時(shí)間（默認(rèn)5秒）接收LTR報(bào)文，如果超時(shí)未收到LTR報(bào)文，則檢查L(zhǎng)TR列表，獲取LTR的統(tǒng)計(jì)信息。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以IEEE 802.1ag協(xié)議為基礎(chǔ)，介紹了以太網(wǎng)OAM的基本概念和具有的功能，給出了軟件模塊設(shè)計(jì)的整體思路。目前端到端的網(wǎng)絡(luò)層OAM協(xié)議，除了IEEE 802.1ag，還有ITU-T Y.1731。Y.1731在802.1ag的基礎(chǔ)上，新增了性能管理，極大地改進(jìn)了以太網(wǎng)OAM管理機(jī)制，有助于網(wǎng)絡(luò)提供高性能、高水平的服務(wù)[9]。因此ITU-T Y.1731協(xié)議中的告警抑制功能、單向丟包測(cè)試功能、幀時(shí)延測(cè)試功能和比特錯(cuò)誤測(cè)試功能[10]的實(shí)現(xiàn)還有待于進(jìn)一步研究。