Y.1731標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)量船網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究

賈東營(yíng)

摘要：本文首先介紹了以太網(wǎng)OAM中部分協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)概念、原理及功能，從測(cè)量船網(wǎng)絡(luò)的高可用性要求出發(fā)分析了802.1ag、802.3ah、Y.1731等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的應(yīng)用必要性，重點(diǎn)針對(duì)Y.1731標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)量船網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用場(chǎng)景中的故障管理和性能管理兩個(gè)方面進(jìn)行了初步分析和研究。

關(guān)鍵詞：802.1ag;Y.1731;故障管理;性能管理

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）27-0028-02

Abstract： This paper first introduces the related concepts， principles and functions of some protocol standards in Ethernet OAM. From the high availability requirements of the measurement ship network， it analyzes the application necessity of standard protocols such as 802.1ag， 802.3ah and Y.1731， focusing on Y. The .1731 standard provides preliminary analysis and research on fault management and performance management in the application scenario of the survey ship network.

Key words： 802.1ag; Y.1731;fault management; Performance management

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展革新，特別是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)工作越來(lái)越顯得重要，但傳統(tǒng)的以太網(wǎng)難以提供端到端的業(yè)務(wù)管理、故障檢測(cè)和性能監(jiān)視，當(dāng)前在測(cè)量船網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)異常情況主要通過(guò)ping、traceroute等簡(jiǎn)單方式進(jìn)行分析和定位，這就使得其可維護(hù)性能比較弱，與當(dāng)前測(cè)量船網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵業(yè)務(wù)的高可用性要求不匹配。而ITU、IEEE等標(biāo)準(zhǔn)組織針對(duì)以太網(wǎng)的操作、管理和維護(hù)制定了802.1ag、802.3ah、Y.1731等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，這些協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)可以互為補(bǔ)充地提供端到端的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)管理和維護(hù)能力。本文主要針對(duì)Y.1731標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行具體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究。

1 基本概念及原理

（1）802.1ah，也被稱(chēng)為EFM（the Ethernet in the First Mile），主要解決“最后一公里”的以太網(wǎng)連接的操作、管理和維護(hù)問(wèn)題，可用于在兩臺(tái)直接連接的設(shè)備間監(jiān)視連接狀態(tài)、鏈路性能測(cè)試，提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路故障的管理和性能檢測(cè)服務(wù)。主要功能有：OAM發(fā)現(xiàn)、遠(yuǎn)端故障通知、遠(yuǎn)端環(huán)回、誤幀誤碼監(jiān)測(cè)。

（2）Y.1731標(biāo)準(zhǔn)

Y.1731是ITU-T組織制定的以太網(wǎng)OAM協(xié)議。Y.1731主要提供了性能管理和故障管理兩大OAM管理功能，其中對(duì)故障的管理中的連續(xù)性檢測(cè)功能、環(huán)回功能和鏈路跟蹤功能是參考802.1ag協(xié)議制定;而對(duì)性能的管理是Y.1731區(qū)分其他OAM協(xié)議的最關(guān)鍵部分。

2 Y.1731在測(cè)量船網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用探討

針對(duì)Y.1731在測(cè)量船網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，首先模擬應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景如圖1。

2.1 故障管理功能應(yīng)用

（1）連通性檢測(cè)功能應(yīng)用

由于在測(cè)量船業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，匯聚交換機(jī)節(jié)點(diǎn)至廣域網(wǎng)中業(yè)務(wù)交換機(jī)為關(guān)鍵鏈路，因此將圖中DS配置為本地維護(hù)端點(diǎn)MEP1，將圖中GS配置為遠(yuǎn)端維護(hù)端點(diǎn)MEP2，DS的CFM模塊自MEP1向GS的MEP2發(fā)送CCM協(xié)議報(bào)文進(jìn)行協(xié)商，協(xié)商完畢后為UP狀態(tài)。DS周期性（最低可配置監(jiān)測(cè)周期3.3ms）向GS發(fā)送CCM檢測(cè)測(cè)報(bào)文，同時(shí)檢測(cè)是否能夠收到對(duì)端回復(fù)的檢測(cè)報(bào)文，若超過(guò)3個(gè)周期沒(méi)有接收到回復(fù)報(bào)文則立即認(rèn)定為鏈路故障，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)向用戶呈現(xiàn)故障狀態(tài)。

（2）鏈路跟蹤功能

鏈路跟蹤功能與IP層的traceroute類(lèi)似，用于數(shù)據(jù)鏈路層的本地MEP和遠(yuǎn)端MEP之間的路徑狀態(tài)。在圖1測(cè)量船模擬應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中，將關(guān)鍵業(yè)務(wù)接入交換機(jī)S1作為本地維護(hù)端點(diǎn)ME，1，GS作為遠(yuǎn)端維護(hù)端點(diǎn)MEP2，DS、CR1、GR1分別作為維護(hù)中間點(diǎn)MIP1、MIP2、MIP3，鏈路跟蹤功能由S1發(fā)起，MEP1構(gòu)造LTM（（Linktrace Message））消息幀并向MEP2發(fā)送，中間點(diǎn)MIP會(huì)向MEP1回復(fù)LTR同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)LTM，轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中TTL減1，其中LTM為組播報(bào)文，LTR為單播報(bào)文。MEP1通過(guò)收到的MIP1、MIP2、MIP3、MEP2的LTR解析出MEP1至MEP2的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，同時(shí)若未收到中間點(diǎn)MIP或者目的MEP的LTR，則判定鏈路存在異常，可以根據(jù)回復(fù)的LTR確定故障點(diǎn)，為業(yè)務(wù)故障發(fā)現(xiàn)和及時(shí)處理提供重要參考。

2.2 性能管理功能應(yīng)用

Y.1731的性能管理功能是其關(guān)鍵部分，可以實(shí)現(xiàn)丟包率統(tǒng)計(jì)、幀時(shí)延統(tǒng)計(jì)、幀時(shí)延抖動(dòng)統(tǒng)計(jì)、吞吐量統(tǒng)計(jì)等功能，目前測(cè)量船網(wǎng)絡(luò)使用的華為交換機(jī)僅支持單向時(shí)延統(tǒng)計(jì)功能、雙向時(shí)延統(tǒng)計(jì)功能及其AIS等功能。考慮當(dāng)前測(cè)量船網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的關(guān)鍵管理需求，本文只討論時(shí)延統(tǒng)計(jì)功能。

當(dāng)前測(cè)量船的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，時(shí)間完全同步是不實(shí)際的，因此在測(cè)量船網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中使用雙向時(shí)延測(cè)量。在圖1測(cè)量船模擬應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中，業(yè)務(wù)接入交換機(jī)S1作為本地MEP向遠(yuǎn)端MEP廣域網(wǎng)交換機(jī)GS發(fā)送包含ETH-DM請(qǐng)求的信息幀DMM，GS向S1發(fā)送回復(fù)信息DMR。通過(guò)DMM報(bào)文和DMR報(bào)文中的時(shí)間戳信息計(jì)算雙向時(shí)延。雙向時(shí)延可以作為衡量網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的關(guān)鍵指標(biāo)。

測(cè)量船業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中還有一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)就是時(shí)延抖動(dòng)，可以通過(guò)周期性（1S）發(fā)送時(shí)延測(cè)量幀，相鄰測(cè)量值之間的差值作為時(shí)延抖動(dòng)的計(jì)算值。雙向時(shí)延測(cè)量值和時(shí)延抖動(dòng)的計(jì)算值可以通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)向用戶呈現(xiàn)，作為網(wǎng)管人員衡量網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的數(shù)據(jù)支撐。

3 結(jié)論

本文重點(diǎn)針對(duì)Y.1731標(biāo)準(zhǔn)中連通性檢測(cè)功能、鏈路跟蹤功能、雙向時(shí)延測(cè)量功能在測(cè)量船網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究和探討，幀時(shí)延抖動(dòng)統(tǒng)計(jì)、丟包率統(tǒng)計(jì)、吞吐量統(tǒng)計(jì)等功能也是測(cè)量船網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中需要重點(diǎn)關(guān)注的部分，在后續(xù)華為設(shè)備支持后進(jìn)行下一步的應(yīng)用研究。

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