CN101911589B - 用于以太网多播连续性检测的方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供了用于以太网多播连续性检测的方法和系统。根MEP使用多播DA向多播组中所有叶MEP多播具有连续性检测功能信息的帧。处于故障状态的叶MEP向根MEP发送具有故障指示信息的帧。响应于接收所述具有故障指示信息的帧，所述根MEP使用处于故障状态的叶MEP的单播地址，仅向处于故障状态的叶MEP发送具有连续性丢失信息的帧。

Description

用于以太网多播连续性检测的方法和系统

技术领域

本发明大致涉及多播以太网OAM(运营、管理和维护)机制，而且更加特别的涉及以太网多播的连续性检测的方法和系统。

背景技术

随着以太网部署的快速扩展，出现越来越多的以太网OAM功能需求。针对提供先进的OAM能力(也被称为以太网连接性和故障管理或者以太网CFM)的各种标准正在开发。特别的，通过引用合并至此的两个标准IEEE 802.1ag和ITU-T Y.1731已经定义了在以太网网络中用于OAM功能的机制，特别是点到点(也即，单播)以太网OAM。在ITU-T Y.1731的上下文中，以太网MEG(维护实体组)的端点被称为“MEG端点”或MEP。MEP被系统管理员用于初始化和监控OAM行为(通过发出适当的OAM帧)。

以太网连续性检测功能被用于主动OAM。其被用于在MEG中的任何MEP对之间检测连续性丢失(LOC)和其他故障状态，诸如错误合并、异常MEP、异常MEG水平、异常周期等等。用于点到点连接的连续性检测的过程如图1所示。在过程中，在步骤110，具有为0的RDI(远端故障指示)比特的CCM(连续性检测消息)被周期性从一个MEP(例如，在图1中的MEP 101)发送到另一MEP(例如，在图1中的MEP 102)。在步骤120，如果所述两个MEP之间的链路出现故障，例如SF(信号故障)或SD(信号劣化)等，MEP 102将向MEP 101发回RDI，以指示接收CCM时的故障。在步骤130，当MEP 101接收到RDI时，它进入RDI故障状态，并且向MEP 102发送具有为1的RDI比特的CCM，以指示所述两个MEP之间的链路上出现某种问题。

CCM和RDI是检测和监控连续性的最重要的要素。MEP使用的CCM消息的格式在图2中示出。“MEL”(MEG水平)被用于识别OAM PDU的MEG水平。“Version”被用于识别OAM协议版本，通常为0。“OpCode”被用于识别剩余内容的类型，而且用于CCM的OpCode值为1。“Flag”被用于连续性检测中CCM所需要的RDI和其他信息。“TLVOffset”包含在OAM PDU中相对于TLV Offset域到第一TLV的偏移量，而且对于CCM设定为70。在本建议中“Sequence Number”被设定为全零。“MEP ID”被用于识别发送所述CCM帧的MEP，而且在MEG中是唯一的。“MEG ID”被用于识别MEP发送的所述CCM帧所属的MEG。“TxFCf”、“TxFCb”、“RxFCb”中的每个都是4字节整型数值，采用回转帧计数器采样。“Reserved”域被设定为全零。“End TLV”字节值是全零。

作为图3中示出的域“Flag”的一种格式，RDI由域“Flag”的第一比特标识。如果所述比特为1，它指示链路出现某种问题，否则它为0。“Period”包含CCM发送周期的值，在发送CCM帧的MEP 101处被配置。域“Period”的值可以是“000”，这意味着所述CCM消息没有被周期性发送。

在单播场景中，通过上述用于点到点连接的连续性检测过程，连续性检测可以以相对直接的方式实施。然而，在多播场景中，也即点到多点，将发生问题。在多播场景中，当根MEP从属于多播组的处于故障状态的MEP接收RDI时，它将向多播组中所有的叶MEP发送具有为1的RDI比特的CCM消息。这将造成系统管理员认为从根MEP到叶MEP的所有连接都失效，而且将反过来造成所有的叶MEP认为它们与根MEP之间的连接都失效，而且于是所有的叶MEP都被禁止通过所述连接发送数据。换句话说，问题在于，在根MEP和没有处于故障状态下的叶MEP之间的连接将被处于故障状态下的叶MEP中断。

目前，在多播场景下用于连续性检测的普遍使用的解决方案是使用一组点到点连续性检测，来验证在根MEP和各个叶MEP之间的每个连接的连续性。在连续性检测过程中，CCM被寻址到带有叶MEP的单播DA(目的MAC地址)的相应叶MEP。在多播组中唯一的识别MEP的单播DA的单播地址不依赖于分支机制。因此，连续性检测机制在所有叶MEP之间独立。这是一种检测连续性的好方法。然而对每个连接的点到点连续性检测的使用效率不高，而且首先破坏了多播的目的——目标在于更大可用带宽和相关联的更高处理效率。

因此，提供方法和系统以允许更简单和更高效的以太网多播连续性检测而且克服上述限制和缺陷，将是现有技术的进步。

发明内容

下文提供了本发明简化的概要以提供本发明部分方面的基本理解。本概要不是本发明的广泛概括。它并不旨在识别本发明的关键点或关键元素或者描绘本发明的范围。下文的概要仅仅以简化形式作为下文提供的更加详细的描述的序言提供本发明部分方面。

为了克服上述现有技术的限制，并且克服其他在阅读和理解本发明规定时明显的限制，本发明针对用于以太网多播连续性检测的方法和系统。

在本发明实施例中，一种用于以太网多播连续性检测的方法，包含使用多播DA，从根MEP向多播组中所有叶MEP多播具有连续性检测功能信息的帧；从处于故障状态的叶MEP向所述根MEP发送具有故障指示信息的帧；以及响应于接收所述具有故障指示信息的帧，所述根MEP使用处于故障状态的叶MEP的单播地址仅向所述处于故障状态中的叶MEP发送具有连续性丢失信息的帧。

在本发明另一实施例中，所述方法进一步包含，当接收到具有故障指示信息的帧时，所述根MEP从所述多播DA中删除处于故障状态的叶MEP的单播地址。

在本发明另一实施例中，所述方法进一步包含，在从所述多播DA中删除所述单播地址之后，像之前那样采用所述多播DA从根MEP向所述多播组中除所述处于故障状态的叶MEP之外的所有叶MEP多播具有连续性检测功能信息的帧。

在本发明实施例中，一种用于以太网多播连续性检测的系统，包含根MEP和多播组中多个叶MEP。所述根MEP包含发射机，配置用于使用多播DA向所述多播组中全部多个叶MEP多播具有连续性检测功能信息的帧，并且配置用于响应于接收来自多播组中叶MEP的具有故障指示信息的帧，使用所述叶MEP的单播地址，仅向所述叶MEP发送具有连续性丢失信息的帧；以及接收机，配置用于从处于故障状态的叶MEP接收具有故障指示信息的帧。所述叶MEP包含发射机，配置用于当检测到故障状态时，向所述根MEP发射具有故障指示信息的帧；以及接收机，配置用于利用多播DA从所述根MEP的发射机接收具有连续性检测功能信息的帧，以及利用它自己的单播地址从所述根MEP的发射机接收具有连续性丢失信息的帧。

通过本发明解决方案，可以通过多播高效地完成连续性检测。而且，它比使用点到点连续性检测组的现有技术更加简单。与此同时，通过本发明，在根MEP和处于故障状态的叶MEP之间的连接不会打扰没有处于故障状态的其他叶MEP与根MEP之间的其他连接。此外，可以保留与现有OAM规范之间的兼容性。

本领域技术人员将理解，上文仅仅是对下文详细描述的主题的介绍。

附图说明

通过参考附图，本发明可以被更好的理解，而且对于本领域技术人员它的多个目标、特征和优点可以更明确，其中：

图1原理性示出现有技术中用于点到点连接的连续性检测的过程；

图2示出CCM消息的标准化格式；

图3示出RDI的标准化格式；

图4示出根据本发明实施例的用于以太网多播连续性检测的系统的原理性功能块；

图5示出根据本发明实施例的用于以太网多播连续性检测的方法的流程图；以及

图6示出根据本发明另一实施例的用于以太网多播连续性检测的其他方法的流程图。

具体实施方式

在以下各个示例性实施例的描述中参考附图，附图形成实施例的一部分，并且在附图中通过图解来示出可以实践本发明的各个示例性实施例。应理解，可以使用其它实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以进行结构上和功能上的修改。

图4示出能够实施本发明的以太网多播系统的原理性功能块。以太网多播系统的结构和功能以及那些相关网络单元仅当与本发明相关时描述。

根据示例性实施例系统400包含多个叶MEP 420、430和440，以及根MEP 410。根MEP 410能够将数据多播至属于MEP组的所有叶MEP，因此如果需要向多于2个叶MEP发送数据，可以便利的节省从根到叶的带宽资源。

根MEP 410包含分别用于向或从叶MEP 420、430和440发送或者接收用于连续性检测过程的帧的发射机411和接收机412。发射机411和接收机412的基本结构和操作是本领域技术人员所熟知的，而且仅对与本解决方案相关的细节进行详细讨论。根MEP 410进一步包含装置413，其耦合至发射机411和接收机412并且用于管理以太网多播的连续性检测。装置413的功能可以通过数字信号处理器、存储器和用于执行计算机过程的计算机程序实现。

每个叶MEP 420、430、440分别包含用于向或从根MEP 410发射或接收用于连续性检测过程的帧的发射机421、431、441以及接收机422、432、442。发射机421、431、441以及接收机422、432、442的基本结构和操作是本行业技术人员所熟知的，而且仅对与本解决方案相关的细节进行详细讨论。

现在参照图5依照本发明实施例描述以太网多播的连续性检测过程。所述过程可以被系统管理员手工地或自动地初始化。根MEP 501和叶MEP502、503、504的结构和功能与在图4中示出的系统400中的相应单元(根MEP 410，以及叶MEP 420、430、440)是相同的。

在步骤510，根MEP 501向处于多播组内的所有的叶MEP 502、503、504多播带有连续性检测信息的帧(也即被称为CCM帧的携带CCM消息的帧)。优选地，所述CCM帧可以被周期性发送，而且所述周期可以在参照图3所述的相应比特中被设置。多播机制类似于以太网网络中的普通多播。CCM帧精简化的格式在代表步骤510的箭头之上的块511中示出，其中RDI比特为0。CCM帧511通过该多播组的多播DA被寻址到所有的叶MEP。

当所述多播组中的叶MEP 502遭遇故障状况，例如叶MEP 502在3.5个周期中没有接收到CCM帧511，它将向根MEP 501发送带有故障指示信息的帧，如步骤520中所示。优选地，所述帧是CCM帧，其中RDI比特被叶MEP 502设定为1以指示叶MEP 502和根MEP 501之间的连接性处于故障情况。CCM帧的简化格式在代表步骤520的箭头上方的块521中示出，其中叶MEP 502的单播地址在域“Source”中提供。

在步骤530，响应于从叶MEP 502接收到具有RDI＝1的CCM帧，根MEP 501将向叶MEP 502发送具有连续性丢失信息的帧，以确认根MEP501和叶MEP 502之间的连续性已经丢失。优选地，所述帧是CCM帧，其中RDI比特为1。CCM帧精简化的格式在代表步骤530的箭头上方的块531中示出。通过叶MEP 502的单播地址CCM帧531仅被发送给叶MEP 502，而且其他叶MEP 503、504不接收CCM帧531。

当叶MEP 502接收到CCM帧531时，它停止从/向根MEP 503接收和/或发送数据。在某些情况下，叶MEP 502将根据预先定义的规定或CCM帧531中携带的额外指示信息启动保护机制。

如本领域技术人员可以理解的那样，根MEP 501和叶MEP 502、503以及504是示意性的，而且处于故障状态的叶MEP可以是所述多播组中的任意叶MEP。处于故障状态的叶MEP的数量不仅限于1个，而可以是任意数量。

图6是示出依照本发明另一实施例的用于以太网多播的连续性检测的进一步方法的流程图。在图6中示出的过程中，步骤610、620和640类似于图5中示出的对应步骤510-530。差异在于，当接收到具有故障状态信息的帧时，根MEP 501可以从多播DA中删除处于故障状态中的叶MEP 502的单播地址。例如，根MEP中的装置413可以提取所述单播地址并从关于多播组中叶MEP单播地址与多播DA之间的映射的列表中删除它。优选地，删除可以通过使处于故障状态中的MEP离开多播组来实现。删除的更加详细的描述在IETF RFC4604-IGMP(互联网组管理协议)标题为“Using Internet Group Management Protocol Version 3(IGMPv3)andMulticast Listener Discovery Protocol Version 2(MLDv2)forSource-Specific Multicast”中和IEEE 802.1d-2004-第十章-GMRP(GARP多播注册协议)标题为“Media Access Control(MAC)bridge”中提供，其通过引用被全部包含在此。

所述过程可以进一步包含在步骤630之后完成的步骤650。在步骤650，在从多播DA中删除所述单播地址之后，根MEP 501继续像之前那样，也即如步骤610中，使用多播DA向所述多播组中除叶MEP 502之外的所有叶MEP 503、504多播具有连续性检测功能信息的帧。由于所述单播地址已经被从多播DA中删除，MEP 502将不接收使用多播DA被多播的帧。步骤650与步骤640同时或者不同时发生。根据根MEP 501中的设定，步骤650可以在步骤640之前或之后发生。

本发明的一个或多个方面可以在计算机可执行指令，诸如可以被一个或多个计算机或其他设备执行的一个或多个程序模块中实现。通常，程序模块包括当被计算机或其他设备中的处理器执行时，完成本发明方法步骤的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。所述计算机可执行指令可以被存储在计算机可读介质中诸如硬盘、光盘、可移除存储介质、固态存储器、RAM等等。本领域技术人员应理解，所述程序模块的功能性可以在各种实施例中根据需要被合并或分布。此外，所述功能性可以体现为固件或硬件等价体诸如集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)等等中的整体或部分。

虽然参照特定实施例描述了本发明，这些描述并不意味着构成限制。被披露实施例的各种改进，以及本发明的替代实施例，参照本发明的描述将对本行业技术人员非常明确。因此，预期附加权利要求将覆盖这些落入本发明范围或它们的等价体的改进。

Claims (10)

1.一种用于以太网多播连续性检测的方法，包含：

采用多播目的地址DA，从根维护实体组端点MEP向在多播组中的所有叶MEP多播具有连续性检测功能信息的帧；

所述根MEP从处于故障状态的叶MEP接收具有故障指示信息的帧，所述具有故障指示信息的帧指示在所述处于故障状态的叶MEP与所述根MEP之间的连续性处于故障情况；以及

响应于接收所述具有故障指示信息的帧，所述根MEP使用处于故障状态的叶MEP的单播地址，仅向处于故障状态的叶MEP发送带有连续性丢失信息的帧，以确认在所述处于故障状态的叶MEP与所述根MEP之间的连续性已经丢失。

2.根据权利要求1的方法，进一步包含：

当接收到具有故障指示信息的帧时，所述根MEP从所述多播DA中删除处于故障状态的叶MEP的单播地址。

3.根据权利要求2的方法，其中所述从多播DA中删除所述单播地址是通过使处于故障状态的叶MEP离开所述多播组完成的。

4.根据权利要求2或3的方法，进一步包含：

在从所述多播DA中删除所述单播地址之后，像之前那样采用所述多播DA，从所述根MEP向所述多播组中除所述处于故障状态的叶MEP之外的所有叶MEP多播具有连续性检测功能信息的帧。

5.根据权利要求1的方法，其中所述多播被周期性进行。

6.一种用于以太网多播连续性检测的系统，其包含根维护实体组端点MEP和处在多播组中的多个叶MEP，其中

所述根MEP包含：

发射机，配置用于使用多播目的地址DA向所述多播组中所述多个叶MEP中的全部多播具有连续性检测功能信息的帧，并且配置用于响应于接收来自多播组中叶MEP的具有故障指示信息的帧，使用所述叶MEP的单播地址，仅向所述叶MEP发送带有连续性丢失信息的帧，以确认在所述叶MEP与所述根MEP之间的连续性已经丢失；以及

接收机，配置用于从处于故障状态的叶MEP接收带有故障指示信息的帧；以及

所述叶MEP包含：

发射机，配置用于当检测到故障状态时，向所述根MEP发送所述带有故障指示信息的帧，以指示在所述叶MEP与所述根MEP之间的连续性处于故障情况；以及

接收机，配置用于利用多播DA从所述根MEP的发射机接收带有连续性检测功能信息的帧，以及利用它自己单播地址从所述根MEP的发射机接收所述带有连续性丢失信息的帧。

7.根据权利要求6的系统，其中所述根MEP进一步包含：

用于当从所述叶MEP接收具有故障指示信息的帧时，从多播DA中删除叶MEP的单播地址的装置。

8.根据权利要求7的系统，其中所述用于从所述多播DA中删除所述单播地址的装置被配置用于

通过使所述叶MEP离开所述多播组来从所述多播DA中删除所述单播地址。

9.根据权利要求6或7的系统，其中所述根MEP的发射机被进一步配置用于

从所述多播DA中删除所述单播地址之后，像之前一样，通过使用多播DA，向所述多播组中除发送具有故障指示信息的帧的叶MEP之外的所有叶MEP多播带有连续性检测功能信息的帧。

10.根据权利要求6的系统，所述根MEP的发射机被配置用于周期性地多播带有连续性检测功能信息的帧。

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