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MPLS OAM技术介绍


MPLS OAM

MPLS OAM简介

MPLS提供一个完全不依赖于任何三层协议或二层协议的OAMOperation, Administration and Maintenance,操作、管理和维护)机制,在MPLS的数据平面实现以下功能:

l              确定LSP的连通性;

l              衡量网络的利用率以及度量网络的性能;

l              在链路出现缺陷或故障时迅速进行保护倒换,以便根据与客户签订的SLAService Level Agreement,服务等级协定)提供相应等级的服务。

利用MPLS OAM机制,可以有效地检测、确认并定位出源于MPLS层网络内部的缺陷;报告缺陷并做出相应的处理;在出现故障的时候,能够提供保护倒换的触发机制。

MPLS OAM报文类型

MPLS OAM的报文类型包括CVConnectivity Verification,连通性检测)、FFDFast Failure Detection,快速缺陷检测)和BDIBackward Defect Indication,反向缺陷通告)3种。

报文的功能及格式如下:

1. MPLS OAM CV报文

MPLS OAM CV报文由入节点发送,通过被检测的LSP到达出节点,以此进行LSP的连通性检测。其格式如 1

图 1 MPLS OAM CV报文格式

 

1中各字段含义如 1所示。

表 1 MPLS OAM CV报文字段含义

字段

描述

Function type

报文类型,0x01代表CV报文

Reserved

保留字段,取值为全0

LSP trail termination source identifier

TTSI,源宿连接标识,网络中一条LSP唯一的标识。由16字节的Ingress LSR ID4字节的LSP ID组成。对于IPv4Ingress LSR ID的前10字节填充为0x00,接着的2字节填充为0xFF,最后4字节为IPv4地址

Padding

填充字段,取值为全0

BIP16

报文校验和

 

2. MPLS OAM FFD报文

MPLS OAM FFD报文同CV报文一样,也是由入节点发送,通过被检测的LSP到达出节点,以此进行LSP的连通性检测。其格式如 2

CV报文相比,FFD报文中多了一个字节的频率信息。CV报文采用固定1s的发送周期,而FFD报文可支持10ms20ms50ms100ms200ms500ms多种发送频率,在不同的产品中可以根据需求来改变支持的频率值。

图 2 MPLS OAM FFD报文格式

 

2中各字段含义如 2所示。

表 2 MPLS OAM FFD报文字段含义

字段

描述

Function type

报文类型,0x07代表FFD报文

Reserved

保留字段,取值为全0

LSP trail termination source identifier

TTSI,请参见1. 1 1

Frequency

FFD报文发送频率

Padding

填充字段,取值为全0

BIP16

报文校验和

 

3. MPLS OAM BDI报文

MPLS OAM BDI报文用于LSP的出节点在发现LSP缺陷后,将缺陷信息通过反向通道告知LSP的入节点,其格式如 3

图 3 MPLS OAM BDI报文格式

 

3中各字段含义如 3所示。

表 3 MPLS OAM BDI报文字段含义

字段

描述

Function type

报文类型,0x03代表BDI报文

Reserved

保留字段,取值为全0

Defect type

LSP缺陷类型

TTSI

LSP标识,请参见1. 1 1;如果不使用TTSI,该字段各字节填充为0x00

Defect location

缺陷定位信息

Padding

填充字段,取值为全0

BIP16

报文校验和

 

MPLS OAM的主要功能

1. MPLS OAM基本检测功能

图 4 MPLS OAM连通性检测示意图

 

MPLS OAM基本检测功能主要用来检测连通性,工作过程如 4所示:

(1)        入节点发送CV/FFD报文,报文通过被检测的LSP到达出节点;

(2)        出节点把接收到的报文类型、频率、TTSI等信息字段与本地记录的对应值相比较来判断报文的正误,并统计检测周期内收到的正确报文与错误报文的数量,从而对LSP的连通性随时进行监控;

(3)        当出节点检测到LSP缺陷后,分析出缺陷类型,通过反向通道将携带缺陷信息的BDI报文发送给入节点,从而使入节点及时获知缺陷状态。如果正确配置了保护组,则还会触发相应的保护倒换。

在配置MPLS OAM基本检测功能时,需要为被检测LSP绑定一个反向通道。反向通道是与被检测LSP具有相反的入节点和出节点的LSP。承载BDI报文的反向通道,有以下两种类型:

l              独占反向LSP。每条前向LSP都有自己的反向LSP,这种方法相对稳定,但可能造成资源浪费。

l              共享反向LSP。多条前向LSP共用一条反向LSP,所有LSP返回BDI报文均通过这一条反向LSP,这种方法可以减少资源浪费,但当多条前向LSP同时出现缺陷时,这条反向LSP上可能会出现拥堵。

2. MPLS OAM首包触发功能

LSP入节点晚于出节点开启MPLS OAM功能,或出节点开启而入节点不开启MPLS OAM功能时,会造成出节点的LOCVLoss of Connectivity Verification defect,连通性检测缺陷)告警。可以通过首包触发功能解决这个问题。

所谓首包触发功能,是指出节点在超时等待时间(OverTime)内接收到第一个CV/FFD报文,以此时作为连通性检测的起点;如果出节点在配置MPLS OAM功能的OverTime时间后,没有接收到CV/FFD报文,则产生BDI报文。

3. 远程链路状态通告功能

RLSNRemote Link Status Notification,远程链路状态通告)功能是指LSP出节点可以监控某一个接口的状态。监控的接口可以是出节点上的任意一个接口。

l              当接口down时,触发扩展BDI报文通知入节点,入节点不会通知保护倒换,但记录RLSN状态信息,以便用户查询。

l              当接口重新up时,停止发送扩展BDI报文,入节点不会通知保护倒换,但记录RLSN状态信息,以便用户查询。

4. 保护倒换功能

PSProtection Switching,保护倒换)是为主Tunnel建立相应的保护Tunnel(备用Tunnel)。主Tunnel和备用Tunnel构成一个保护组。在主Tunnel发生缺陷时,数据流能迅速的倒换到备用Tunnel,从而大大提高网络的可靠性。

设备目前实现的保护倒换为1:1保护倒换。在Tunnel的入节点和出节点之间提供主备两条Tunnel。正常情况下,数据在主Tunnel上传输;当入节点通过检测机制(如MPLS OAM)发现主Tunnel发生缺陷,需要进行保护倒换时,将数据切换到备用Tunnel上继续传输。

保护倒换分为外部倒换和信令倒换。

(1)        外部倒换是指通过手工配置的命令触发的保护倒换。外部倒换的优先级由高到低为:

l              清除倒换(Clear):清除所有的外部倒换命令。

l              锁定倒换(Lockout of Protection):数据流锁定在主LSP上传输。

l              强制倒换(Forced Switch):数据流强制在备份LSP上传输。

l              手工倒换(Manual Switch):将数据流手动倒换到主/LSP上传输。

(2)        信令倒换(Signal Fail)是指通过协议信令触发的保护倒换。信令倒换包括配置了MPLS OAM基本检测功能后,主备Tunnel之间的倒换以及检测隧道up/down消息触发的倒换等。

在实际操作中,只有在手工输入的外部倒换命令比当前信令优先级高的情况下,外部倒换才会生效。

外部倒换命令及信令倒换优先级从高到低依次为:

l              清除倒换

l              锁定倒换

l              强制倒换

l              信令倒换

l              手工倒换

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