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Y.1731标准在测量船网络中的应用研究

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贾东营

摘要：本文首先介绍了以太网OAM中部分协议标准的相关概念、原理及功能，从测量船网络的高可用性要求出发分析了802.1ag、802.3ah、Y.1731等标准协议的应用必要性，重点针对Y.1731标准在测量船网络中的应用场景中的故障管理和性能管理两个方面进行了初步分析和研究。

关键词：802.1ag;Y.1731;故障管理;性能管理

中图分类号：TP391? ? 文献标识码：A

文章编号：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

隨着网络技术的不断发展革新，特别是网络规模的不断扩大，网络的管理和维护工作越来越显得重要，但传统的以太网难以提供端到端的业务管理、故障检测和性能监视，当前在测量船网络中的网络异常情况主要通过ping、traceroute等简单方式进行分析和定位，这就使得其可维护性能比较弱，与当前测量船网络关键业务的高可用性要求不匹配。而ITU、IEEE等标准组织针对以太网的操作、管理和维护制定了802.1ag、802.3ah、Y.1731等标准协议，这些协议标准可以互为补充地提供端到端的业务运营管理和维护能力。本文主要针对Y.1731标准协议进行具体业务网络的应用研究。

1 基本概念及原理

（1）802.1ah，也被称为EFM（the Ethernet in the First Mile），主要解决“最后一公里”的以太网连接的操作、管理和维护问题，可用于在两台直接连接的设备间监视连接状态、链路性能测试，提供点对点链路故障的管理和性能检测服务。主要功能有：OAM发现、远端故障通知、远端环回、误帧误码监测。

（2）Y.1731标准

Y.1731是ITU-T组织制定的以太网OAM协议。Y.1731主要提供了性能管理和故障管理两大OAM管理功能，其中对故障的管理中的连续性检测功能、环回功能和链路跟踪功能是参考802.1ag协议制定;而对性能的管理是Y.1731区分其他OAM协议的最关键部分。

2 Y.1731在测量船网络中的应用探讨

针对Y.1731在测量船网络中的应用，首先模拟应用的网络场景如图1。

2.1 故障管理功能应用

（1）连通性检测功能应用

由于在测量船业务网络中，汇聚交换机节点至广域网中业务交换机为关键链路，因此将图中DS配置为本地维护端点MEP1，将图中GS配置为远端维护端点MEP2，DS的CFM模块自MEP1向GS的MEP2发送CCM协议报文进行协商，协商完毕后为UP状态。DS周期性（最低可配置监测周期3.3ms）向GS发送CCM检测测报文，同时检测是否能够收到对端回复的检测报文，若超过3个周期没有接收到回复报文则立即认定为链路故障，同时通过网管系统向用户呈现故障状态。

（2）链路跟踪功能

链路跟踪功能与IP层的traceroute类似，用于数据链路层的本地MEP和远端MEP之间的路径状态。在图1测量船模拟应用网络场景中，将关键业务接入交换机S1作为本地维护端点ME，1，GS作为远端维护端点MEP2，DS、CR1、GR1分别作为维护中间点MIP1、MIP2、MIP3，链路跟踪功能由S1发起，MEP1构造LTM（（Linktrace Message））消息帧并向MEP2发送，中间点MIP会向MEP1回复LTR同时转发LTM，转发过程中TTL减1，其中LTM为组播报文，LTR为单播报文。MEP1通过收到的MIP1、MIP2、MIP3、MEP2的LTR解析出MEP1至MEP2的转发路径，同时若未收到中间点MIP或者目的MEP的LTR，则判定链路存在异常，可以根据回复的LTR确定故障点，为业务故障发现和及时处理提供重要参考。

2.2 性能管理功能应用

Y.1731的性能管理功能是其关键部分，可以实现丢包率统计、帧时延统计、帧时延抖动统计、吞吐量统计等功能，目前测量船网络使用的华为交换机仅支持单向时延统计功能、双向时延统计功能及其AIS等功能。考虑当前测量船网络状态的关键管理需求，本文只讨论时延统计功能。

当前测量船的业务网络中，时间完全同步是不实际的，因此在测量船网络应用中使用双向时延测量。在图1测量船模拟应用网络场景中，业务接入交换机S1作为本地MEP向远端MEP广域网交换机GS发送包含ETH-DM请求的信息帧DMM，GS向S1发送回复信息DMR。通过DMM报文和DMR报文中的时间戳信息计算双向时延。双向时延可以作为衡量网络状态的关键指标。

测量船业务网络中还有一个关键指标就是时延抖动，可以通过周期性（1S）发送时延测量帧，相邻测量值之间的差值作为时延抖动的计算值。双向时延测量值和时延抖动的计算值可以通过网管系统向用户呈现，作为网管人员衡量网络状态的数据支撑。

3 结论

本文重点针对Y.1731标准中连通性检测功能、链路跟踪功能、双向时延测量功能在测量船网络中的应用进行了研究和探讨，帧时延抖动统计、丢包率统计、吞吐量统计等功能也是测量船网络业务中需要重点关注的部分，在后续华为设备支持后进行下一步的应用研究。

参考文献：

[1] 余张军，滕惠玲，沈琼霞，等.基于电信级以太网OAM的Y.1731应用[J].电子设计工程，2015（9）：163-166.

[2] 余张军. 电信级以太网Y.1731的OAM模块的设计与实现[D].武汉邮电科学研究院，2015.

[3] 赵杨晨. 网络通信安全与信息系统管理的安全探讨[J].电子元器件与信息技术， 2019（1）：112-115.

[4] ITU-T Recommendation Y.1731-2008，OAM functions and mechanisms for Ethernet? based networks [S].Geneva：TELECOMMUNICATION STANDARDIZATION SECTOR OF ITU ，2006.

【通联编辑：梁书】

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