MPLS OAM技术白皮书

MPLSOAM技术白皮书华为技术有限公司HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.MPLSOAM技术白皮书©2007华为技术有限公司版权所有，侵权必究i目录1前言....................................................................................................................................12技术简介.............................................................................................................................13关键技术.............................................................................................................................44典型应用.............................................................................................................................64.1终端网络故障.....................................................................................................................64.2分层OAM..........................................................................................................................65结束语.................................................................................................................................7附录A参考资料.........................................................................................................................8附录B缩略语............................................................................................................................8MPLSOAM技术白皮书©2007华为技术有限公司版权所有，侵权必究1MPLSOAM技术白皮书摘要：OAM功能在公众电信网中十分重要，尤其是对需要提供服务质量保障的网络，OAM可以简化网络操作，检验网络性能和降低网络运行成本。MPLS作为可扩展的下一代网络的关键承载技术，提供具有QoS保障的多业务能力，因此MPLS网络迫切需要具备OAM能力。本文档介绍了MPLSOAM的技术原理和实现，以及典型应用。关键词：MPLS,OAM,PS,CV,FFD,FDI,BDI1前言MPLSOAM技术为MPLS网络提供了一套缺陷检测的工具及缺陷纠正机制，通过MPLSOAM及保护倒换构件可以完成CR-LSP转发平面的检测功能，并在缺陷发生后的50ms内完成保护倒换，从而将缺陷所产生的影响减小到昀低。本篇文档介绍了MPLSOAM产生背景及工作原理，读者应具有基本的MPLS知识，并对MPLSOAM草案有所了解。承载MPLS的各种服务层，比如SDH都具有完善的OAM机制，问题在于MPLS可以在多种不同的服务层上传送（甚至LSP可以跨越由不同服务层组成的网络），而且它的用户层也是多种多样，如IP、FR、ATM、Ethernet等等，为了在MPLS的用户平面能确定LSP的连通性，并且可以衡量网络的利用率以及度量网络的性能，以便能根据与用户签订的SLA协议提供业务，MPLS层需要提供一种完全不依赖于任何用户层或物理层的OAM机制。MPLSOAM实际上为MPLS用户层单独提供了一套检测机制，独立于其他网络层并为用户提供LSP的状态信息，为网络管理以及维护人员提供丰富的LSP诊断接口，为网络性能测量以及用户计费提供依据；MPLSOAM在提供检测工具的同时，还具备完善的保护倒换机制，能够在MPLS层发生缺陷后50ms内完成用户数据的倒换动作，使用户数据的损失减小的昀低。2技术简介MPLSOAM技术简介：MPLSOAM技术白皮书©2007华为技术有限公司版权所有，侵权必究2MPLSOAM是针对单条LSP的连通性检测，源端发送宿端检测。如上图所示，Ingress节点周期性发送OAM连通性检测报文(CV/FFD)，在egress节点周期性检测，transit节点做穿通处理。当宿端检测到缺陷后通过绑定的反向通道发送BDI报文通知LSP的源节点，完成保护倒换。OAM报文同样可以看作是MPLS数据报文，只不过其承载的是控制信息：OAM报文在ingress节点被封装为MPLS报文，即报文的外层标签为LSP在该节点的出标签，内层标签值为14(OAMRoutealertlabel)，余下为OAM协议报文净荷。当egress节点检测到缺陷时会通过反向通告报文通知ingress节点，这样在LSP的源宿节点都可以获知当前LSP的状态，从而为MPLS用户层提供LSP的全程状态信息，并以此作为触发保护倒换的判断条件。需要注意的是MPLSOAM主要用在ER-LSP上，目前是指TE隧道。保护倒换技术简介：保护倒换是一种完全指配的保护机制，能用于任何拓扑上：对于选定的主LSP，备LSP的路由和带宽是预留的。在主LSP所有可能的失效情况下，保护无论如何都会有效实施，为了做到这一点，备LSP实际上需要一个完全不同的物理通道，这样才能应对各种常见的故障。同样，这可能需要主LSP不沿着它的昀短路径传送。1:1倒换：WorkingtrafficPathSwitchLSRSourceoftheprotecteddomainPermanentmergeWorkingLSPProtectionLSPSinkoftheprotecteddomainSelectorWorkingtrafficCVpacketinsertionCVpacketextractionPathMergeLSRwithamergingselectorMPLSOAM技术白皮书©2007华为技术有限公司版权所有，侵权必究31:1模式是1条备LSP为1条主LSP提供保护。在ingress分别建立好一条主LSP和备LSP，在链路状态正常的情况下通过ingress的selector将流量接驳到主LSP上，此时备LSP上没有主LSP上的流量。WorkingtrafficPathSwitchLSRSourcetheofprotecteddomainPermanentmergeWorkingLSPProtectionLSPSinkoftheprotecteddomainSelectorWorkingtrafficCVpacketinsertionCVpacketextractionPathMergeLSRwithamergingselectoregress检测到主LSP上链路失效后，egress先将selector接驳到备LSP上，再通过反向通道向ingress发送BDI报文，通知ingress进行切换。ingress接收到BDI报文后，将ingress的selector接驳到备LSP上，将主LSP的流量旁路到备LSP上，从而完成1:1模式的保护切换。1+1倒换：WorkingtrafficPathSwitchLSRSourceoftheprotectiondomainPermanentbridgeWorkingLSPProtectionLSPSinkoftheprotectiondomainSelectorPathMergeLSRCVpacketinsertionCVpacketextraction在1+1架构类型中，备LSP专属于各个主LSP，在保护域的源端，主LSP和备LSP同时传送用户数据到保护域的宿端；在宿端从主备LSP中选取一条LSP，接收用户数据。用户业务不是在主LSP上传送就是在备LSP上传送。在主LSP和备LSP之间选择的方法随保护机制而定。MPLSOAM技术白皮书©2007华为技术有限公司版权所有，侵权必究4WorkingtrafficPathSwitchLSRSourceoftheprotectiondomainPermanentbridgeWorkingLSPProtectionLSPSinkoftheprotectiondomainSelectorPathMergeLSRCVpacketinsertionCVpacketextraction当MPLSOAM检测工具检测出主LSP发生缺陷后，宿端会自动的将当前接收用户数据的LSP改为备LSP，从而完成1+1方式的保护倒换。3关键技术以下图为例，介绍MPLSOAM工作原理及过程：PE-APE-BCECECECE主LSP备LSPP-1P-2准备工作：存在一条TELSP（PEAÆP1ÆPEB），为了对该LSP进行保护，需要再建立一条与该LSPMPLSOAM技术白皮书©2007华为技术有限公司版权所有，侵权必究5具有相同源宿节点的备LSP（PEAÆP2ÆPEB），指定倒换方式为1:1，并在主LSP（红色）上实施OAM检测功能，同时在PEB上指定主LSP的反向LSP（预先建立，可与备LSP具有相同路径，方向相反）。探测、倒换过程：主LSP在PEA节点以固定速率1秒周期性发送连通性检测（CV）报文，宿端设定1s滑窗在3s时间内监测CV报文正误及数目，以此作为评判LSP状态的依据；CV报文是一种低速率的检测报文，在某些重要场合并不能满足快速倒换的要求，所以，可以使用发送速率更快的FFD探测报文来替代CV报文：主LSP在PEA节点以固定速率(10,20,50,100,200,500ms可配置)，周期性发送FFD报文，宿端设定刷新速率宽度的滑窗在3x时间内监测FFD报文正误及数目，以此作为评判LSP状态的依据。FFD相比CV所完成的功能一样，只不过速率可调，检测周期更短，适合处于Server位置的LSP的检测。PEB在宿端检测到缺陷后以同CV/FFD发送速率时长为间隔发送BDI报文到源节点，反向通道必须是LSP，在本例中为LSP（PEBÆP2ÆPEA）；源节点接收到BDI报文后通过报文信息定位到主LSP，再根据其对应的保护组信息完成倒换，即将用户数据倒换到备LSP上发送。扩展：当源端停止MPLSOAM功能时，协议并未设计通告机制，即宿端仍在按固定的时长进行缺陷监测，这必然导致错误的检测结果及后续不必要的倒换动