PTNOAM技术和测试H-OptelVerifyDepartment
2010.8OperationsAdministrationMaintenance*PTNOAM特性概述MSS20&30支持下列OAM特性：链路层：ETHLinklayerOAM，简称EFM（EthernetintheFirstMile）业务层：ETHServiceOAM，简称CFM（ConnectirityFaultManagement）承载层：MPLS-TPOAM，包括PW层OAM、LSP层OAM、Section层OAM各种OAM的应用场景图示如下:承载层OAM(MPLSOAM)PTN业务层OAM(ETHServiceOAM)CECEPTNPTN链路层OAM(ETHLinkOAM)链路层OAM(ETHLinkOAM)ETHETH*目录技术
标准
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EFMCFMMPLS-TPOAM*OAM技术标准以太网链路OAMIEEE802.3ahClause57以太网业务OAMIEEE802.1agCFMITU-TY.1731传输层MPLS-TPOAMITU-TG.8114*目录技术标准EFMCFMMPLS-TPOAM*EFM背景传统以太网的优势：性价比高易安装，应用广泛扩展性强可靠性高易于传送IP数据传统以太网的缺点不能支持电信级的网络管理，难以运行和维护大规模的分散网络缺乏对网络故障的管理，故障的发现和恢复通常需要大量时间，网络健壮性不强2004年6月，IEEE正式推出了以太网接入网的第一个标准——802.3ah（IEEE802.3第57章），正式引入了EFM的OAM
规范
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OAM
协议
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是基于两端DTE实现的，当链路两端的OAM协议运行时，两个连接的OAM子层间交互OAM报文，以实现OAM功能*EFM的功能远端发现发现功能主要是设备启动、时钟超时或者链路错误时，确定远端实体是否存在OAM子层并依据本地和对端的OAM能力建立相应的OAM连接远端故障指示当设备上发生紧急链路事件而导致流量中断时，故障端OAM实体通知对端OAM实体链路性能检测定义了一系列的触发事件条件(EventConditions)，这些触发条件被实时监控，如果触发条件满足了，则发送相应的OAMPDU
报告
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给对端。一般触发条件是符号错误或者帧错误的频率达到预先设定的门限，这些条件可以反映链路状况恶化的程度远端环回功能一个OAM站点可以用环回测试控制OAM帧将对端站点设置为回环检测状态，当一个站点处于回环检测状态时，除了OAM帧和PAUSE帧以外所有接收到的帧，将被返送到相同的端口上*EFM协议报文字段含义Destaddr慢速协议报文的特点就是不能被网桥转发，因此EFMOAM报文都不能跨多跳转发Sourceaddr为发送端的端口MAC地址，是一个单播MAC地址Type协议类型，为0x8809Subtype协议子类型，为0x03FlagsFlag域，包含了EFMOAM实体的状态信息Code消息编码，变量请求、响应机制报文我们公司暂时不支持*InformationOAMPDU结构信息OAMPDU，也称为心跳报文，用于在本端与远端的OAM实体之间交互各种状态信息（包括本地信息TLV、远端信息TLV和自定义信息TLV）*EventNotificationOAMPDU结构事件通知OAMPDU用于对连接本端与远端OAM实体的链路上所发生的故障进行通告错误符号周期事件(ErroredSymbolPeriodEvent):给定一个窗口，当在此窗口内，错误的符号超过给定的一个门限值时，该事件就成立（0x01）错误帧事件(ErroredFrameEvent):给定一个窗口，当在此窗口内，错误的帧数超过给定的一个门限值时，该事件就成立（0x02）错误帧周期事件(ErroredFramePeriodEvent):给定一个窗口，当在此段时间内错误的帧数超过固定的一个门限值时，该事件就成立（0x03）错误帧秒总结事件(ErroredFrameSecondsSummaryEvent):给定一个窗口，当在此段时间内，发生错误的帧的秒数超过给定的一个门限值时，该事件成立（0x04）在一秒的时间间隔内如果至少有一个错误的帧被MAC子层探测出来，则该秒就为错误帧秒*LoopbackControlOAMPDU环回控制OAMPDU用于检测链路质量和定位链路故障，该报文中带有使能/去使能信息，用来开启/关闭远端环回功能可能出现的值*工作模式EFMOAM的工作模式可分为主动模式和被动模式两种EFMOAM连接只能由主动模式的OAM实体发起，而被动模式的OAM实体只能等待对端OAM实体的连接请求都处于被动模式下的两个OAM实体之间无法建立EFMOAM连接*EFM的远端发现状态机：发现流程：注意：1）双端状态均为SEND_ANY，才算远端发现完成2）匹配的属性包括：协议使能、远端环回响应、端口链路监视对告警的支持、单向模式、MIB变量补偿特性*远端故障检测当设备上发生紧急链路事件而导致流量中断时，故障端OAM实体通过InformationOAMPDU中的Flag域将故障信息（即紧急链路事件类型）通知给对端OAM实体对端OAM实体收到该信息后，将上报给网管系统Flag域标识：LinkFault是指PHY检测到Linkdown或LOS告警DyingGasp指Disable端口或DisableEFM协议CriticalEvent指复位FW或升级FW*链路性能监控当一端OAM实体监控到一般链路事件时，将向对端OAM实体发送EventNotificationOAMPDU进行通报对端OAM实体收到该信息后，将上报给网管系统*远端环回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*EFM配置按端口进行配置配置EFM参数：协议使能工作模式远端环回响应链路事件对告警的支持配置错帧监控参数：错帧监控时间窗、错帧监控门限错帧周期监视窗、错帧周期监控门限错帧秒监控时间窗、错帧秒监控门限错帧信号周期监控窗、错帧信号周期监控门限可查询信息：以上所有配置参数环回状态（发起环回、响应对端环回、FWD）发送状态（FWD、DISCARD）这里D表示只能发送OAMPDU接收状态（FWD、LB、DISCARD）这里D表示将业务报文丢弃发现状态（FAULT、ACTIVE_SEND_LOCAL、PASSIVE_WAIT、SEND_LOCAL_REMOTE、SEND_LOCAL_REMOTE_OK、SEND_ANY）远端EFMOAM参数（远端端口、环回状态、工作模式、环回响应、链路事件对告警的支持）注：发现状态为SEND_ANY表示远端发现正常！*EFM的测试从OSI模型上来说，802.3ah是“物理层”的技术从测试角度看，由于802.3ah不能跨越网桥，所以可直接将设备与仪表连接进行测试，或者设备与设备连接进行测试，不需要考虑组网测试对于802.3ah规范，更为关注的是功能测试测试远端发现（Discovery）：PDUs报文交换功能，主动与被动模式功能，MAC地址改变以及改变验证等功能远端环回功能测试：验证PDUs报文交换状态是否正确、数据流量功能验证等故障监测功能测试：验证链路错误，链路故障，DyingGasp和逻辑PHI标识等功能对于设备来说，还需要测试满负荷所有端口开启802.3ah功能的性能测试、主备倒换、端口流量超过物理流量时测试*目录技术标准EFMCFMMPLS-TPOAM*以太网ServiceOAM功能概要EthernetServiceOAM的主要功能是对端到端的以太网虚连接进行管理和维护，主要包括故障管理（CC/LB/LT/LCK/AIS）性能监测（LM/DM）公司实现以太网业务OAM主要使用2个标准：IEEE802.1ag（CFM），实现CC/LB/LT功能ITU-TY.1731，实现LCK/AIS/LM/DM功能OAM报文通过特殊的EthernetType来区分，所走路径与业务报文一样*基本概念MD(MaintenanceDomain):由单个操作者所控制的一部分网络MA(MaintenanceAssociation):MD的一部分，用来实现OAM的一个实例(Instance)——OAM功能的实现是基于MA的MDLevel:MD的等级，用于区分嵌套的MD，以太网OAM为网络分配了8个维护级别为客户分配了三个级别:7,6,and5为服务提供商提供了两个级别:4and3为运营商分配了三个级别:2,1,and0MEP(MAEndPoint)MA的端点，典型的，两个对等的UNI就是其所属MA的两个MEPMEP可以发起连通性检测、环回、链路追踪、性能测量等维护管理动作MIP(MAIntermediatePoint)MA中间点，两个运行商管理域之间的分解点即可作为MIPMIP没有发起维护管理动作的能力，但可对环回和链路追踪进行响应*维护域的准则MD可以相切MD不能交叠MD可以嵌套*MEP特性MaintenanceassociationEndPoint(MEP)，即维护端点MEP负责发起所有的CFM报文，包括CCM、LTM、LBM等MEP分为两种，分别是UPMEP和DownMEP*图解MD/MA/MEP/MIP如图所示，端口b的身份：1）级别为5的MIP2）级别为3的UpMEP3）级别为2的UpMEP4）级别为0的DownMEP*CFM报文CFM报文由Ethernetheader，Commonheader，具体报文类型自己的header组成EthernetHeader：MacDa:具体见CCM/LBM/LBR/LTM/LTRMacSa:是发送报文的MP的Mac,通常是bridgeportmacVlan:可以是taggedoruntagged，但是通常是taggedEthernetTypeCode:8902*CFM报文OpCode值报文类型目的MAC地址作用0x01CCMPDU01-80-C2-00-00-3x（组播地址）用于连续性检测，各维护端点均可发出0x02LBRPDU环回发起端的MAC（单播地址）用于环回，由环回对端回应0x03LBMPDU环回目的端的MAC（单播地址）用于环回，由环回发起端发出0x04LTRPDU链路跟踪发起端的MAC（单播地址）用于链路跟踪，由链路跟踪对端回应0x05LTMPDU01-80-C2-00-00-3y（组播地址）用于链路跟踪，由链路跟踪发起端发出*CCMPDUCCM：ConnectivityCheckMessage,专门用来进行故障检测其实现方式为：MA内的各MEP之间周期性地互发CCMPDU，通过
分析
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报文内容和判断报文接收是否超时来检测链路当前的状态，若MEP在3.5个CCMPDU发送周期内未收到远端维护端点发来的CCMPDU，则认为链路有问题通过CCM可以检测出的告警类型有：ETH_CFM_LOCETH_CFM_RDI（Flag字段bit8为1表示RDI，bit1-3为发送周期）ETH_CFM_MISMERGE（阻断业务）ETH_CFM_MISMATCH（阻断业务）ETH_CFM_UnexpectedPeriod*CCM帧格式（详见802.1agClause21.6）*LBM/LBR环回功能类似于ping功能，通过发送测试报文和接收应答报文来检测源维护端点到目标维护端点是否可达1）DeviceA向DeviceC发送LBMPDU2）DeviceC收到该报文后，回复LBRPDU给DeviceA结果：在超时时间内，如果DeviceA收到了DeviceC回应的LBRPDU，则认为链路无故障，A点还可以计算发送时间和接收时间的时间差否则，便认为DeviceA到DeviceC不可达*LBM/LBR帧格式（详见802.1agClause21.7）*LTM/LTR链路跟踪功能类似于Tracert功能，通过发送测试报文和接收应答报文来查看源维护端点到目标维护端点之间的路径或定位故障点(1)DeviceA向DeviceC发送LTMPDU，其中携带有TTL值和目标维护端点的MAC地址(2)DeviceB收到该报文后，先将其TTL值减1，再继续转发给DeviceC，并回复LTRPDU给DeviceA，其中也携带有TTL值（等于DeviceA发送来的LTMPDU中的TTL值减1）(3)DeviceC收到该报文后，回复LTRPDU给DeviceA，其中也携带有TTL值（等于DeviceB转发来的LTMPDU中的TTL值再减1），由于根据LTMPDU中携带的目标维护端点的MAC地址，DeviceC可以判断出自己就是目标维护端点，因此不会再转发该报文如果DeviceA到DeviceC之间的路径有故障，则故障点下游的设备将无法收到LTMPDU，也不会回复LTRPDU，据此可判定故障点的位置*LTM帧格式（详见802.1agClause21.8）*LTR帧格式（详见802.1agClause21.9）*LCK以太网锁定信号功能（ETH-LCK）用于通告服务器层（子层）MEP的管理性锁定以及随后的数据业务流中断使得接收带有ETH-LCK信息的帧的MEP能区分是故障情况，还是服务器层（子层）MEP的管理性锁定动作在检测到LCK状态之后，如果在LCK传输周期3.5倍的时间间隔内不再收到LCK帧，该MEP将清除LCK状态*LCK帧结构*AIS以太网告警指示信号功能（ETH-AIS）用于在服务器层（子层）检测到故障情况后止住告警在检测到AIS故障情况之后，如果在AIS传输周期3.5倍的时间间隔内未收到AIS帧，该MEP将清除AIS故障状态*AIS帧格式*帧丢失测量-LM对于一个MEP，近端的帧丢失是指与入口数据帧相关联的帧丢失，而远端的帧丢失是指与出口数据帧相关联的帧丢失近端和远端帧丢失类似于近端的严重误码秒（近端SES）和远端的严重误码秒（远端SES）要进行帧丢失测量，MEP需要2个本地计数器：TxFCl：用于发往对等MEP的未超标数据帧的计数器RxFCl：用于从对等MEP接收的未超标数据帧的计数器帧丢失测量原理图：帧丢失=(CT2–CT1)–(CR2–CR1)*帧丢失测量LMM/LMR（OpCode=42）帧格式：TxFCf：LMM帧传输时本地计数器TxFCl的数值RxFCf：LMM帧接收时本地计数器RxFCl的数值TxFCb：LMR帧传输时本地计数器TxFCl的数一旦收到LMR帧，MEP将使用如下数值来进行近端和远端的丢失测量：所接收LMR帧的TxFCf、RxFCf、TxFCb的数值和该LMR帧接收时本地计数器RxFCl的数值，这些数值被表示为TxFCf[tc],RxFCf[tc],TxFCb[tc]和RxFCl[tc]，这里tc是当前那个回复帧的接收时间前一个LMR帧的TxFCf、RxFCf、TxFCb的数值和这前一个LMR帧接收时本地计数器RxFCl的数值。这些数值被表示为TxFCf[tp]、RxFCf[tp]、TxFCb[tp]和RxFCl[tp]，这里tp是前一个回复帧的接收时间帧丢失远端=|TxFCf[tc]–TxFCf[tp]|–|RxFCf[tc]–RxFCf[tp]|帧丢失近端=|TxFCb[tc]–TxFCb[tp]|–|RxFCl[tc]–RxFCl[tp]|*帧时延和时延变化-DMMIP对于带有ETH-DM信息的帧是透明的单向帧时延：MEP用TxTimestampf表示ETH-DM传输时的时戳假定接收的MEP接收时间RxTimef，则帧时延=RxTimef–TxTimeStampf，单向帧时延的测量需要发送端MEP和接收端MEP的时钟同步通常情况下，时钟同步局限性大，一般进行双向帧时延测量双向帧时延（DMMOpCode=47，DMROpCode=46）：MEP1发送DMM，记录时间戳TxTimeStampf对端MEP2接收到DMM后，记录时间戳RxTimeStampf对端MEP2回复DMR，记录时间戳TxTimeStampbMEP1接收到DMR，记录时间戳RxTimeb帧时延=RxTimeb–TxTimeStampf如果DMR带了额外的时间戳，则帧时延=(RxTimeb–TxTimeStampf)–(TxTimeStampb–RxTimeStampf)*协议对比802.3ah和802.1ag特性对比：IEEE802.3ahIEEE802.1ag物理介质物理层概率，不能跨桥接设备，不需要关注复杂的业务数据链路层概念，端到端的OAM，而且下插的OAM报文需要模拟各种复杂的业务场景环回在远端打环，数据真正被环回，影响正常数据传输不打环，数据没有被环回，只是类似与Ping的请求与响应，不影响正常数据传输连接线检查周期为1s，只能检查到链路是否连接，不能检查到是否是预期的连接周期可以在相当大的范围内选择，3.33ms~10min，可以检查是否连接，也可以检查到非预期的连接错误监控范围只能监控单条链路，不可以监控共享链路可以是单条链路，也可以是部分或整个网络功能可以获取远端接口的统计信息，提供错误信息的超出门限告警提供LinkTrace功能扩展性允许厂家定义私有的TLV，允许用私有的操作码定义新功能只允许厂家定义私有的TLV属性，不允许扩展新功能802.1ag和Y.1731功能对比：802.1ag只定义CC/LB/LT功能Y.1731不但定义CC/LB/LT（与802.1ag兼容），还定义了LCK/AIS/TEST/APS/MCC/EXP/VSP差错管理OAM，以及性能监测的LM/DM的OAM功能*以太网业务OAM配置以太网业务OAM配置流程:（蓝底为必选，灰底为可选）开始创建维护域MD结束执行CC/LB/LT/LCK/LM/DM等创建维护中间点MIP添加远端维护终端点MEP创建维护终端点MEP创建维护联盟MA创建MD配置参数：MD名称格式MD名称MDIDMDLevel创建MA配置参数：MDID选择MAIDMA名称格式MA名称以太网业务ID选择CC发送周期相邻的客户层MDL创建MEP配置参数：MAID选择MEPIDSUNI选择方向（Up、Down）激活状态LCK发送添加远端MEP配置参数：MAID选择MEPID添加MIP配置参数：MAID选择MIPIDSUNI选择*以太网业务OAM功能使用在网管中先选择需要操作对象MEP，然后点击选择相应的CC/LB/LT/LM/DM功能，网管弹出相应的操作对话框CCLBLTLMDMLCK：直接在MEP中修改LCK发送宿维护点MAC：单播MAC发送报文个数：1~10，默认3发送报文长度：64~1518，默认64测试优先级：0~7，默认7宿维护点MAC：单播MAC测试优先级：0~7，默认7TTL值：2~64，默认3宿维护点MAC：单播MAC发送时间间隔：5~10秒，步长5发送持续时间：20~60秒，步长20测试优先级：0~7，默认7宿维护点MAC：单播MAC发送时间间隔：5~10秒，步长5发送持续时间：20~60秒，步长20测试优先级：0~7，默认7*以太网业务OAM测试从OSI模型上来看，IEEE802.1ag属于“数据链路层”从测试角度来看，需要考虑不同组网条件下的测试目前考虑到的测试情况：以太网专线业务OAM功能测试（CC/LB/LT/LCK/AIS/LM/DM）以太网专网业务OAM功能测试（CC/LB/LT/LCK/AIS/LM/DM）容量和性能测试（主要使用N2X仪表仿真大量MEP通信情况）：被测设备是处于单一MD等级的MIP被测设备是处于多个MD等级的MIP被测设备是处于单一MD等级的MEP被测设备是处于低等级MD的MEP协议一致性测试（目前仪表可测试帧格式）负面测试复位、拔盘、升级、开关电主板倒换….*目录技术标准EFMCFMMPLS-TPOAM*MPLS-TPOAM范围面向PTN网络内部，采用标签交换技术，属于传输层OAM对象：PW/LSPPW层LSP隧道层LSP段层主要功能故障管理（连通性检查、环回、追踪、锁定…）性能管理（丢包率、时延和时延抖动）与ITU-TY.1731功能定义差不多标准标准未完善，目前参考ITU-TG.8114（未正式发布）*MPLS-TPOAM报文格式MPLS-TP使用ACH（关联通道）来标识OAM帧，LSP和PW的ACH采用相同的OAM机制SRS定义：类似Y.1731，功能类型字段不同的值代表不同的功能，如0x01表示CC*MPLS-OAM功能PW层PW-CC/LB/LT/AIS/LCK/LM/DM/CSFLSP层LSP-CC/LB/LT/AIS/LCK/LM/DMSection层Section-CC/LB/LT/AIS/LCK/LM/DM各个功能与以太网业务OAM类似，只是封装格式有所区别*MPLS-TPOAM配置MPLS-TPOAM配置流程:（蓝底为必选，灰底为可选）开始创建PW层/LSP层/段层MEG执行CC/LB/LT/LCK/LM/DM等创建MIP（LSP层特有）添加远端维护终端点MEP创建维护终端点MEP创建MEG配置参数：PW/LSP/段端口选择MEG名称格式MEG名称CC发送周期以太网业务MDL（PW层特有）创建MEP配置参数：PW/LSP/段端口选择MEPID激活状态LCK发送添加远端MEP配置参数：PW/LSP/段端口选择MEPID添加MIP配置参数：IngressLSP选择MIPID结束*MPLS-TPOAM功能与测试MPLS-TPOAM与以太网业务OAM功能差不多，测试也差不多MPLS-TPOAM由于N2X不支持该协议，暂时无法进行大规模的性能测试和协议一致性测试*Questions?*
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