业务级的以太网OAM

1.概述

在城域网和广域网中，存在大量而复杂的用户，而且通常需要多个不同的运营商网络来协同工作以提供端到端的客户业务。随着以太网技术在运营网络中应用的不断增加，对其扩展性、可靠性、安全性和可管理性等提出了诸多挑战。以太网原来主要用于LAN环境，OAM(Operation,Administrationand Management，运行、管理和维护)能力较弱，且只有网元级的管理系统。为了实现与传统电信级传送网相同的服务水平，各研究团体和标准组织都在积极进行技术研究和标准制定，使电信级以太网逐步为未来传送网的新选择。其中以太网OAM就是研究的重点之一。

根据城域以太网论坛(MetroEthernetForum，)将电信级以太网纵向分成的三层结构,每层都应该具有自身的OAM能力。以太网业务层的OAM功能应独立于上层应用如IP层或底层的传输技术如SDH，这样可以采用不同的技术提供以太网业务。各层的OAM功能可以互相增强，并提供良好的故障和性能管理。现在IEEE802、ITU-T SG13/15和MEF等标准组织正紧密合作，不断制定出满足电信级要求的以太网OAM新标准，目前工作主要关注的是故障管理和性能管理。

本文将基于相关标准和发展，阐述和分析电信极以太网的OAM网络模型、管理功能、协议机制等。

2.电信级以太网OAM的需求

以太网原来主要用于LAN环境，OAM能力较弱，且目前只有网元级的管理系统，其管理工具不足以支持公用电信网所必须的网络管理。另外，光以太网是以点到点方式直接相连的，省掉了传输设备，难以提供端到端的业务管理、故障检测和性能监视，使以太网中发生的故障更难以诊断和修复。以太网可以在多种不同的服务层上传送，而且它的客户层也是多种多样，非以太网的底层(服务层如SDH)或高层(客户层如IP)的OAM功能都不能替代以太网OAM的功能。为了在以太网层能确定以太网虚链接(EVC，EthernetVirtualConnection)的连通性，有效地检测、确认并定位出源于以太网层网络内部的故障，并且可以衡量网络的利用率以及度量网络的性能，从而能根据与用户签订的服务等级规约(SLA)提供业务，以太网层需要提供一个完全不依赖于任何客户层或服务层的OAM机制。这个需求对于电信级以太网的独立发展是至关重要的。

电信级以太网OAM至少需要满足以下需求：

·以太层网络OAM功能不应该依赖任何特定的服务层或客户层网络。

·故障管理。如果出现故障，能检测缺陷、诊断缺陷、定位缺陷，通知网管系统并对该故障采取适当的措施。

·自动发现与配置管理。OAM功能应该简洁而且易于配置，使得它能直接大范围应用，甚至应用在大型的网络上。

·性能管理。可以度量一个EVC的有效性和网络性能，如丢包率、时延、抖动等。

·OAM功能应该能可靠地执行，甚至在链路劣化的条件下也能执行。这需要为OAM报文提供比特差错修正和检测机制。

·支持针对运营商、业务提供商和用户提供分域的OAM。

3.标准化进程与现状

为了实现与传统电信级传送网相同的服务水平，各研究团体和标准组织都在积极进行技术研究和标准制定。现在标准制定工作主要关注的是故障管理和性能管理。现已完成或即将完成的包括：

·IEEE802工作组已制定了IEEE802.1ag 连通性故障管和IEEE 802.3ah 第一英里的以太网，802.3ah目前已融入802.3-2005中作为其第57章出现，另外还有802.1AB 站点和介质访问控制连通性和发现，802.1ap VLAN桥接的MIB。

·ITU-TSG13Y.1730 以太网OAM的需求和Y.1731以太网OAM功能和机制;ITU-T SG 15 G.8031以太网保护倒换，G.8032 以太网环形保护倒换。

·MEF制定了MEF7EMS-NMS信息模型、MEF15网元管理需求、MEF16以太网本地管理接口和MEF 17 业务级OAM需求与框架，正在制定业务OAM性能监视的实现规约。

4.网络模型与功能概述

网络级管理架构

为了兼容多种技术和多个厂家的设备，实现电信级以太网的统一网管，MEF提出了电信级以太网的网络管理信息模型(如图l所示)，并从网络分层、子网划分、子网拓扑、网络连接四个方面对EMS-NMS接口进行了规范。EMS-NMS接口将电信级以太网的管理分为两个层次：对网元设备的管理和对网络的管理。将电信级以太网络划分为多个子网，每个网元管理系统(EMS)负责管理本子网内的网元设备，网络管理系统(NMS)不负责管理具体的网元设备。而是通过EMS-NMS接口管理EMS下的子网。由于呈现给NMS的是网络，因此可将各种网络资源抽象后，以统一的方式实现多种网络技术的管理。

图1 网络级管理架构

在MEF的规范中，对于EMS-NMS接口的定义相对中性，只是要求可以相对成熟的既有网管协议，例如CORBA、SNMP、JAVA或XML等。对于网元管理需求的第一阶段内容由MEF15给出。

多域的网络模型

电信级以太网需要为不同的组织机构提供不同的管理维护范围和内容。通常有三种组织会涉及电信级以太网业务：用户(如专网用户)、业务提供商和网络运营商。用户向业务提供商购买以太网业务，业务提供商可使用他们自己的网络或通过其它运营商网络来提供端到端的以太网业务。IEEE、ITU-T和MEF统一了一个多域的OAM网络模型(如图2所示)，该模型在考虑商业模型时十分有用。电信级以太网被分为用户、提供商和运营商三个维护等级。分别对应不同的管理域。提供商负责端到端的业务管理，运营商提供业务传送。

图2 OAM多域网络模型

图2中标示了维护边界点MEP(MaintenanceEndPoint)和维护域中间点MIP(MaintenanceIntermediate Point)的位置。其中MEG(Maintenance Entity Group)是指维护实体群，对于点到点以太网连接，一个MEG只包含一个维护实体ME(Maintenance Entity); MEG端点表示一个MEG的端点，它能发起并终结用于故障管理和性能监控的OAM帧。OAM帧和普通以太网流量是区别开来的，但是却和以太网流量共用相同的转发流程，由此可以监控以太网流量。MEG中间点是MEG的中间节点，能够响应某些OAM帧，但不会发起OAM帧，对途经的以太网流量也不采取任何动作。

在IEEE802.1ag中所用的维护关联MA(MaintenanceAssociation)与MEG的内涵一致，其MAEndPoint和MA Intermediate Point分别与ITU-T的MEP和MIP对应。

故障管理

电信级以太网业务级的故障管理主要包含连通性检测功能、环回功能、链路追踪功能、告警指示、远端故障告警和测试功能等。IEEE802.1agCFM和ITU-T的Y.1731定义了主动(Proactive)和按需(On-demand)的故障管理机制。现已定义的OAM故障管理消息包括：

·连续性检查消息

以太网连续性检查功能是一种主动OAM(ProactiveOAM)功能.它可以用于检测处于一个MEG中的任一对MEP间的连续性丢失(LOC)，可用于检测两个MEG之间的错误连接，也可用于检测在一个MEG中出现与错误MEP相连的情况，以及其他一些缺陷情况。连续性检查消息可应用于故障管理、性能监测或保护倒换。