以太网OAM-H3C

以太网 OAM1 以太网 OAM为了推动城域网应用的拓展，IEEE 和 ITU-T 等标准化组织正在大力推动相关技术的标 准化工作。

简单的说，城域网所应用的技术主要有两种，一种是 MPLS，一种是以太网。

目 前这两种技术都存在缺乏 OAM 机制的问题。

MPLS OAM 由 IETF 主导完成， 本文不做描述。

除了 OAM 机制外，以太网还缺乏应用于核心网的能力，因此，IEEE 也正在完善这部分标 准，主要包括 QinQ 和 MacinMac。

OAM(Operations, Administration, and Maintenance) 即操作、管理和维护机制在传统电信 网中已应用很久了，主要是通过故障检测、告警、定位和隔离等手段提高网络的运维水平。

OAM 技术在 SDH 和 ATM 中已取得成功的应用，实践证明它能有效地降低运行维护成本， 最大限度地有效利用投资。

随着电信管制政策的开放、电信竞争的引入与加剧，OAM 技术 受到工业界(尤其是运营商)的空前重视。

长期以来，以太网的运行、维护和管理大多由使用者（例如公司的网管人员）承担。

过 去，由于局域网很少作为服务出售，因此，尽管以太网在运行维护方面远远达不到电信级的 水平（与 SDH、ATM 等技术相比） ，尽管耗费人力且效率低下，却也能够接受。

但是，若 以太网进入需要付费的电信运营领域，这样的维护方式和水平不能满足运营商的服务模式。

目前，各标准化组织正在完成和已经完成的以太网 OAM 相关标准有： ü IEEE 802.3-2005 第 57 章（原 IEEE 802.3ah 第 57 章） ü 城域以太网论坛制定的 E-LMI（Ethernet Local Management Interface） ü Connectivity Fault Management (CFM)即 IEEE 802.1ag ü ITU-T 和城域以太网论坛制定的 Y.1731，可兼容 802.1ag 本文将介绍 802.3 第 57 章和 CFM。

1.1 关于“以太网 OAM”名称以太网 OAM 相关的标准有若干， 每个标准的内容也不同， 当交流中碰到“以太网 OAM” 这个名称的时候，指的是哪个呢？ 802.3 的名称是“以太网 MAC 层和物理层规范”，它的第 57 章标题为“Operations, Administration, and Maintenance (OAM)”，因此，IEEE 802.3-2005 第 57 章是可以称作“以太 网 OAM”的。

ITU-T 和城域以太网论坛制定的 Y.1731 的标题为“OAM functions and mechanisms for Ethernet based networks”，将它简单地称作“以太网 OAM”也无不可。

IEEE 802.1ag 的标题为“Connectivity Fault Management”，在该标准中， 没有提到 “Ethernet”的字样，也没有提到“OAM”。

作者选用了 CFM 做为协议名称，避开“OAM”字眼， 也是为了不与其他协议混淆。

这同 IEEE 的一贯逻辑是一致的，作为 802.1Q 协议（Virtual Bridged Local Area Networks）的修订，802.1ag 并非必须基于以太网，在理论上它也可以用 在令牌环网等其他介质上。

而 IEEE 标准中所指的以太网，是非常严谨的，仅局限于 802.3 协议中。

但是，802.1ag 同 Y.1731 是兼容的，它实际上是 Y.1731 的一个子集，两个协议具有相同的概念、相同的体系结构，只不过有些名词使用不同，802.1ag 协议范围更小、规定 具体、更贴近实现。

正如以太网的发明者 Bob Metcalfe 所说，如今人们所指的以太网，已经与他和 Dave 在 1973 年所发展的称为 CSMA/CD 的技术鲜有相似之处。

上述这些协议，不论其名词，就内 涵而言，它们都主要用于以太网上，功能也都符合 OAM 的范畴，都归于“以太网 OAM”也 没有什么错。

因此，在实际交流当中，当客户提到“以太网 OAM”时，我们应当弄清楚，它 是泛指 OAM 的功能，还是特指某个标准，如果是特指，指的是哪一个。

1.2 OAM 类协议的常用方法 各种 OAM 协议，在不同的网络层次上使用，均有一些类似的方法，本节总结了一些。

1.2.1 连通检测 即检测链路是否能正常传输报文， 一般各种 OAM 协议都采用周期性发送特定报文的方 式完成，当一定数量的报文丢失，便判断为链路不可用。

例如：在 802.3 OAM 中，每秒发 送一个 Information 报文，当连续 5 个报文丢失时，认为链路断开；在 802.1ag 中，周期性地 （周期可配置）发送 CCM 报文，连续 3 个报文丢失则认为对方已不可达；在 MPLS OAM 中，则周期性地发送 CV 报文和 FFD 报文。

1.2.2 环回 主要目的是检测链路的双向连通性。

方法是将报文发送到目标实体， 并由目标实体应答 报文，发送者根据返回报文的情况判断连通性。

在发送和返回的报文中可以携带各种信息。

例如：IP 协议中的 ping；802.3 OAM 中的远端环回；802.1ag 中的 loopback；MPLS OAM 中 的 LSP Ping。

1.2.3 链路跟踪 方法是将报文发送到目标实体， 处于发送路径上、 能识别该报文的设备向源实体回应报 文。

源实体通过收到的回应报文确定到达目标实体所经过的路径。

例如：IP 协议中的 traceroute ；在 802.1ag 协议中使用的 linktrace。

1.2.4 错误指示 可分为前向错误指示和反向错误指示。

在一个路径上， 当某个节点发现源节点发送的报 文有错误时， 它可以通知其他节点， 它可以沿着这个路径向下游发送通知， 起到预防的作用， 这就是前向错误指示；它也可以沿着路径逆向传递，告诉发送者，它发出的报文有错误。

在各种协议中，反向错误指示更常见。

一般来说，报文的发送者感知不到自己发出的报 文有错误，它只能通过其他节点的反馈来了解自己。

错误指示的形式多样，可以是单独的报 文，也可以是插入到周期性报文中的比特位或 TLV。

1.3 802.3 OAM1.3.1 简介 3ah 是 IEEE 在协议制定过程中的编号，其中‘a’表示对原协议的修订，3ah 在 2004 年已 经成为正式标准，并合入 2005 年发布的 802.3 协议中，不再单独发布。

因此，之前所用的 名称“3ah OAM”将逐渐淡化，由“802.3 第 57 章”或“802.3 OAM”替代。

3ah 协议是关于以太网最后一英里（Ethernet in the First Mile）的技术，该协议第 57 章为 OAM，主要是用在网 络边缘。

802.3 OAM 协议属于慢速协议（slow protocol） ，另一个著名的慢速协议是链路聚合控 制协议（LACP） 。

慢速协议具有如下共同特点： ü 每秒钟传输的报文不超过 10 帧。

ü 协议报文（PDU）不带 VLAN Tag。

ü 协议报文目的地址为 01-80-C2-00-00-02。

ü 协议报文的 Type 域为 88-09。

慢速协议之间的区分采用报文中的 SubType 域，值为 03 时，表示该报文为 OAM 报文。

DA（6 字节）=01-80-C2-00-00-02 SA（6 字节） ：源 MAC Type（2 字节）=88-09 SubType（1 字节）=0x03 Flags（2 字节） ：OAM 协议状态位 Code（1 字节） ：OAM 协议报文类型 Data（若干字节） ：根据不同类型内容不同 图 1 OAM 协议报文格式 慢速协议还有一个共同的处理方式是协议报文不能被转发， 这就会引出 OAM 协议的作 用范围。

802.3 OAM 监控一段链路，从一个以太网口到另外一个以太网口，中间不能经过 其他设备。

在正常情况下，OAM 链接的两端每秒会互发一个 Information 报文，报文中携带本地的 一些状态信息，这相当于是握手报文。

当有 5 个报文接收不到，即认为 OAM 连接有问题。

目前，我们系统所实现的 802.3 OAM 功能包括：链路监控，异常通知和远端环回。

1.3.2 链路监控 链路监控用于发现错误和低效的连接。

802.3 OAM 定义了四种一般链路事件来描述链路的质量。

如果端口上所收到的报文的 错误统计在给定的周期内达到了预设的值，OAM 就报错，同时，发送一般链路事件报文给 对端，告诉对端：你发出的报文错误很多。

这种 OAM 报文的 Code 为 01。

ü 错误信号周期(Errored Symbol Period) ： 就是误码率， 目前不支持误码率的检测。

ü 错误帧(Errored Frame)：在指定时间内的错误帧数超过阈值，会产生本事件。

ü 错误帧周期(Errored Frame Period)：在指定的连续帧数内的错误帧数超过阈值， 会产生本事件。

ü 错误帧秒数(Errored Frame Seconds Summary)：若在一秒内有错误帧出现，则计 数为一个错误帧秒数；在指定的时间内的错误帧秒数超过阈值，会产生本事件。

应用中可以根据具体的要求选用一种或几种事件，设置阈值和周期，对链路进行监控。

1.3.3 异常通知 异常通知是告知对端发生了严重的错误，会导致链路不可用。

异常通知采用 OAM 协议 报文中 Flags 域中的 3 个比特位通知对端。

当发生这些事件时，会立即产生一个比特位置位 Information 报文，在之后发送的其他报文中，该比特位也会置位，直到故障解除。

这三个比特位分别表示：ü 链路故障(Link Fault)：对端链路信号丢失，在光口上，收端收不到信号时，在发 端发送。

在电口上，一般不会产生这个事件，因为在电口上，采用 RJ-45 接头的收发端在一 根电缆中，仅有收端出现故障而发端无故障的概率几乎没有。

ü 临终遗言(Dying Gasp)：不可预知的状态发生，比如电源中断，则利用电池或电 容中的电量发出报文。

目前我司系统不支持。

ü 紧急事件(Critical Event)：不能确定的紧急事件发生，目前我司系统不支持。

1.3.4 远端环回 由于处于物理层，802.3 的环回同其他 OAM 类协议的环回有所不同。