IEEE802.1ag和Y.1731学习总结
1、IEEE802.1ag简介
1、IEEE802.1ag的由来
在传统的电信网络里面,传统电信网络(在一个局域网中同时有且只有一个客户端发送数据,其他客户端必须等待一段时间发送数据)有着专用的管理通道,可以快速发现网络连接的问题,实现快速保护切换,同时提供了丰富的信息供管理员方便地定位故障所在,所以网络稳定性高,可管理行强,定位问题的手段丰富。但是由于Ethernet的简单性,低成本,高扩展性,对突发流量很好的支持等极具吸引力的优势,传统电信网络逐步向Ethernet发展。Ethernet网络相比于传统电信网络有着很多的不足,其中一个就是可管理性差,因此IEEE提出了802.1ag等标准来解决这个问题。
2、什么是802.1ag
802.1ag是IEEE提出的一个用于Ethernet网络中进行错误管理的一个标准,即Connectivity Fault Management(CFM).
它提供了如下五中功能:
I、.路径发现
II、故障检测
III、故障确认和定位
IV、故障通知
V、故障恢复
3、跟802.1ag相关的协议
Y.1731:这是ITU基于802.1ag提出的一个标准,是802.1ag的超集,另外加了一些功能,更加全面地考虑了电信网络的需求。
G.8031和G.8032:这时两个APS(自动保护切换协议),前者提供Linear保护,后者提供ring保护。
理论上CFM和APS结合起来应用才能完整的提供对一个网络的管理和保护。前者发现,定位报告故障,后者快速反应,对故障通道进行保护切换。
4、802.1ag的设计理念
802.1ag把整个网络划分成很多的维护域MD(Maintenance Domain),MD分为8个层次,层级越高管理的范围越大。
在每个MD里面,针对该MD所提供的每一个服务(service)进行维护管理,这些service会跨越网络中很多个节点,802.1ag的核心思想是在这个service所涉及到的部分或者全部节点上进行维护监控,从而发现故障以及定位出故障的网络段。参与维护的节点称为维护点(Maintenance Point)MP,不是配置在brige上,而是配置在brige的某个具体的port上,从而将维护粒度进一步细化。
MP分为MIP(维护中间点,Maintenance association End Point)和MEP(维护端点,Maintenance domain Intermediate Point,MIP)
每一个service 都有两个或者两个以上MEP,这些MEP的组合称为维护关联MA(Maintenan
ce Association,MA)。每个MA都对应一个服务实例(Service Instance),802.1ag就是对一个个MA进行管理维护,检测MA中的故障。
MA中每个MEP之间都会有full mesh的连接,每个MEP-MEP之间点到点的连接称为维护实体ME(Maintenance Entity)。这时CFM作用的最小单位。
5、维护域(MD)
网络中可以有很多个MD,每个MD都有特定的Level,Level共分为8级。Level越高管理的范围越大。同时,每个MD都有一个全局唯一的MD NAME,用于标识该MD。相同Level的维护域可以不止一个,彼此之间独立,用MD区别。维护域之间只能相切或嵌套,不能交叠。
6、维护域工作原理
每个维护域的维护者只看到他自己的维护域,底层的维护域为与它直接相邻的上层提供服务。如下图所示:
Customer Domain检出出问题之后,管理员只知道MD出了问题,他可以定位出customer设备到provider之间出了问题,还是provider网络出了问题,但是如果是后者,它无法进一步定位具体哪里出了问题。于是定位工作就交给了Provider Domain,Provider Domain跨越了多个Operator Domain或者结合处出了问题,但是无法进一步定位Operator Domain里面哪里出了问题,于是定位工作继续交给了Operator Domain,在Operator Domain,管理员就
可以定位是哪一段网络出了问题,如果Operator Domain比较大,它仍然可以在里面继续划分低层次的Domain,从而可以有效地缩小故障范围。
7、Domain Service Access Point(DoSAP)
Domain Service Access Point(DoSAP)即维护与服务接入点是一组特殊的服务接入点,它们为外界提供了访问MD的接口,所以都是位于MD的边缘,在802.1ag中会被配置成MEP。一个MD为外界提供的每个service,都会在该MD中到至少两个DoSAP。DoSAP只存在于802.1ag的理论模型中,实际配置中相当于MEP,因为一个MEP就是一个维护域服务接入点。
8、维护关联(MA)
Maintenance Association(MA),即维护关联。一个MD通常对外提供多个服务实例,802.1ag最终想维护的并不是domain,而是service,一个MA就唯一地跟一个service instance 相关联。
在当前的Ethernet实际部署中,provider domain里面的MA通常是跟一个EVC(以太虚连接)
关联,因为EVC就代表了一个service instance,因为EVC就代表了一个service instance,EVC可以是点对点或点对多点的,相应的MA也就是点对点或点对多点的。每个EVC的UNI就配置一个MEP,而且是UP MEP。
MA具有以下特性:
service fault I、每个MD可以包含多个MA,而一个MA只能属于一个MD,所以一个MA也继承了该MD的Level属性,只能属于一个特定的Level。
II、每个MA有一个MA name,这个name在它所属的domain里面是唯一的。
III、每个MA有一个MA ID,它由两部分组成,分别是MD name 和MA name。这样MA ID就是全局唯一的。为了跟y.1731兼容,MD name 可以为空,这样就要求MA name必须全局唯一。
IV、在Ethernet里面,service instance 通常由vlanId来标识,而MA又跟service instance 一一对应,所以MA跟vlanId之间也是有着某种关联。通常MA唯一对应着一个VlanId,但是802.1ag允许多个VlanId受一个MA来管理维护,这些vlanId中,有一个vlan是primary vlan,
所有在该MA中传递的报文中,都只会出现vlan。
V、通常,在实践中,MD Level+vlanId可以唯一的标志一个MA(不同MD中的vlan标志不同的MA)。但是802.1ag允许同一个MD中,同一个vlan对应多个MA。
9、维护端点(MEP)
Maintenance association End Point(MEP),即维护端点,它是CFM中的核心部件,每个MEP都跟一个特定的DoSAP相关联,配置在DoSAP所在的port上。MEP负责发起所有的CFM报文,包括CCM,LTM,LBM,从而主动负责path discovery,fault notification,fault verification and isolation,fault notification。它是一个MA的终结点。CFM主要的协议行为,状态机都发生在MEP上。
MEP分为两种,分别是UP MEP和DOWN MEP。根据802.1ag的定义,在一个brige里面,如果一个MEP从LAN侧发送和接收它对应的MA的CFM报文,那么这个MEP就是DOWN MEP;如果一个MEP从Bridge Relay 侧发送和接收它对应的MA的CFM报文,那么这个MEP就是UP MEP。
10、维护中间点(MIP)
Maintenance domain Intermediate Point(MIP),即维护中间点,它不能配置在DoSAP上,而只能是ISAP(internal Service Access Point),它不是一个MA终结点,而是一个中间点,它可以接收中转CCM和LBM、LBR和LTM报文,并能够发送LTR报文。逻辑上它包含两个MHF(MIP Half Function),一个是down MHF,另外一个是UP MHF。MIP不能主动发送CFM报文,只能相应受到的CFM报文的时候,发送Relay以及转发。也不负责检测和上报故障。
11、MD\MA\ME\MEP之间的关系
I、一个网络可以有多个MD,每个MD都有一个MD Level属性,可以有多个相同level的MD。
II、一个MD里面,可以配置多个MA,它们都具有相同的MD Level,MA name 是在MD内唯一的,而MAID则是全局唯一的。
III、每个MA可以对应多个VLAN,但是只能有一个primary vlan。
IV、实践中,Vlan+md Level通常可以唯一决定一个MA,但是有时1ag也允许对应多个MA。
V、每个MA包含多个MEP,而每个MEP只能属于唯一的MA,具有唯一MD Level,对应唯一的primary。
每个MEP有一个MEPID,这个MEPID在MA内是唯一的,全局不需要唯一。
11、MEP主要功能
I、定期主动发送CCM报文
II、验证收到的CCM报文的正确性
III、丢弃收到的来自lower level 的CFM报文
IV、发送LBM报文,接收处理收到的LBR报文
V、发送LTM报文,接收处理收到的LTR报文
VI、维护MEP CCM数据库
VII、可选择性的维护MIP CCM数据库
12、MIP主要功能
I、验证收到的LTM的正确性
II、可选择性地验证收到CCM的正确性并且维护MIP CCM数据库
III、发送回一个LBR来响应收到的LBM
IV、转发收到的LTM并且发送回一个LTR来响应LTM
13、MEP/MIP CCM Database
I、每个MEP 都必须维护着一个MEP CCM Database,这个database是手动配置的,每条记录对应一个remote MEP。
II、每个MEP和MIP都可选地维护着一个MIP CCM Database,这个Database实际上是一个
FDB表,每条记录都是一个{Mac,Fid,Port}三元组。这个记录的都是通过Mac学习动态学到的MEP的信息。
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