CN101986604B - 分组传送网的链路故障定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分组传送网的链路故障定位方法及系统，该方法包括：第一业务端点检测到其与第二业务端点之间的链路出现连通性故障时，自动触发故障定位，沿发生故障的链路向第二业务端点发送环回报文；位于发生故障的链路上的中间节点接收到环回报文时，向下一节点转发环回报文，并沿接收环回报文的反向路径向第一业务端点发送环回响应报文；第一业务端点根据所接收到的环回响应报文定位故障链路的故障位置。在本发明中，通过检测到故障后自动触发装置，避免人工定位故障所需要的一系列配置，适合故障快速定位；通过发送环回报文进行逐段的链路通断性检查，从回送的环回响应报文排查出故障路段，从而实现故障的准确定位。

Description

分组传送网的链路故障定位方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种分组传送网的链路故障定位方法及系统。

背景技术

在竞争不断加剧的市场环境中，运营商的网络和业务都开始了向分组化的演进。基于对现有SDH传送网(Synchronous DigitalHierarchy，同步数字体系)的信赖和运营经验，运营商对分组传送网的需求最重要一点就是：易于维护和管理，以减少人工现场操作的需求，以及降低对维护和管理人员的要求。所以在现有的分组传送网中定义了功能强大的OAM(Operations Administration andMaintenance，操作维护管理)机制。

在现有的分组传送网中，定义了端到端的故障检测。通过定期向对端发送OAM报文来确认网络的连通性。将分组传送网的连通性检测方式与SDH的告警检测相比较，能够发现：分组传送网的连通性检测强调了端到端的概念，而SDH的告警检测则着重于在点和点之间的跨段检测。两种检测方法各有优缺点，而分组传送网的连通性检测缺点是：当路径连通性故障时，不能快速定位到整个路径中的故障点。

分组传送网中，为了能够快速定位故障点，目前有如下几种方式：

(1)光纤等物理路径故障，通过端口光接口los(信号丢失)告警或性能等定位。

(2)通过分组传送网的以太网属性，定义ping功能(以太网通过发包后，对方返回报文可达以及传送时延信息)，可以分段检测以太网承载层的通断性。

(3)分组传送网中，定义了两种环回检测。一种是会环回数据报文的方法；另一种是通过接收报文后回送相同数据内容，然后由发送端判断通断的方法。方法一是继承了SDH网络中的环回检测，但是在分组传送网中，由于定义了标签交换路径，必须要标签对齐才能够进行数据转发，所以此种方法在进行故障定位时，就会力不从心，因为一般正向和反向路径的标签都是不一致的，从中间路径环回的数据由于标签不符合反向转发条件就会被丢弃。在方法二中，决定报文转发路径的报文头需要改变，例如，T-MPLS/MPLS-TP(Transportation-Multiple Protocol Label Switch，多协议标签交换传送)中的LB(loopback，环回)技术，需要如下步骤：

步骤一，在A端点定义MEP(Maintenance Entity Point，维护实体点)，定义MEP的MEG(Maintenance Entity Group，维护实体组)ID、MEP ID和peer MEP ID；

步骤二，在B端点定义MEP，定义MEP的MEG ID、MEP ID和peer MEP ID；其中A、B端点的MEG ID需要相同，MEP ID互为对方的peer MEP ID；

步骤三，在A端点或B端点发起LB检查，返回LB结果，判断A端点和B端点之间的连通性。

在上述步骤中，由于分组传送网的LB检查都是基于ME(维护实体，一对维护实体点)的概念进行的，所以任意两个需要进行LB检查的端点需要设置唯一的MEG ID，也就是说当进行完A与B节点之间的LB检查之后，检查节点A与C之间的连通性时，需要把B端点的配置删除，再在C端点进行相同的配置后才能再次执行如上步骤。

上述的步骤虽然只有三个步骤，但在需要进行检查的节点较多时，这种操作易用性不好的缺陷就会比较明显。

(4)通过定义增加段层OAM检测来检测路径通断性。通过分析TMS(TMPL Section，TMPL段层)层和TMP/TMC层(TMPL Path/TMPL Channel，TMPL隧道和伪线层)的检测路径发现，TMP/TMC的检测区间大于所有TMS检测区间的总和，即存在TMP可以检测，但是TMS检测不到的区域。这种检测方式存在以下缺陷：

需要持续发送OAM报文，因此，占用较多的带宽资源；对于路径中的节点本身的转发故障检测不到或由于配置错误造成的节点不能转发的故障检测不到。

综上所述，目前分组传送网的操作维护管理机制对于链路故障的排查存在易用性不好、占用较多的带宽资源或存在检测不到的空白区域等各种不同的缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种分组传送网的链路故障定位方法及系统，以至少解决上述的现有技术中存在检测不到的空白区域的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种分组传送网的链路故障定位方法，包括：第一业务端点检测到其与第二业务端点之间的链路出现连通性故障时，沿发生故障的链路向第二业务端点发送环回报文；位于发生故障的链路上的中间节点接收到环回报文时，向下一节点转发环回报文，并沿接收环回报文的反向路径向第一业务端点发送环回响应报文；第一业务端点根据所接收到的环回响应报文定位故障链路的故障位置。

进一步地，在第一业务端点检测到其与第二业务端点之间的链路出现连通性故障时之前，还包括；在第一业务端点和第二业务端点上分别进行用于第一业务端点与第二业务端点之间的链路连通性检测的操作维护管理OAM配置。

进一步地，第一业务端点检测到其与第二业务端点之间的链路出现连通性故障后，间隔预定时间段向第二业务端点发送环回报文。

进一步地，环回报文的格式为在T-MPLS LBM(Transportation-Multiple Protocol Label Switch Loopback Message，传送多协议标签交换环回报文)前增加一环回报文头；环回响应报文的格式为在T-MPLS LBR(Transportation-Multiple Protocol LabelSwitch Loopback Reply，传送多协议标签环回响应)前增加一环回响应报文头；其中，环回报文头和环回响应报文头分别至少包括以下字段：报文类型Function Type字段、MEG ID字段、和MEP ID字段。

进一步地，位于发生故障的链路上的中间节点接收到环回报文时，向下一节点转发环回报文，并沿接收环回报文的反向路径向第一业务端点发送环回响应报文包括：根据环回报文中的FunctionType字段确定所接收到的报文为环回报文；沿接收环回报文的反向路径向第一业务端点发送环回响应报文，其中，环回响应报文中的MEG ID字段和MEP ID字段与所接收到的环回报文中的MEG ID字段和MEP ID字段相同；判断环回报文中的OAM配置与本节点的OAM配置是否匹配，如果否，将环回报文中的MEP字段值加1后继续转发环回报文至下一节点。

进一步地，第一业务端点根据所接收到的环回响应报文定位故障链路的故障位置包括：第一业务端点根据所返回的环回响应报文的MEP字段的值确定故障链路的故障位置。

进一步地，如果环回报文中的OAM配置与本节点的OAM配置相匹配，则丢弃环回报文。

根据本发明的另一方面，提供了一种分组传送网的链路故障定位系统，该系统包括：第一业务端点、第二业务端点以及位于第一业务端点和第二业务端点之间的链路上的中间节点，其中，第一业务端点包括：链路检测模块，用于检测第一业务端点与第二业务端点之间链路的连通性故障；第一发送模块，用于沿故障链路向第二业务端点发送环回报文；第一接收模块，用于接收中间节点回送的环回响应报文；故障定位模块，用于根据环回响应报文定位故障链路的故障位置；中间节点为一个或多个，每个中间节点包括：第二接收模块，用于接收来自第一业务端点的环回报文；第二发送模块，用于沿接收环回报文的反向路径向第一业务端点发送环回响应报文，以及向下一节点转发环回报文。

进一步地，第一业务端点还包括第一配置模块，第二业务端点包括第二配置模块，其中，第一配置模块，用于第一业务端点上的OAM配置，以检测第一业务端点与第二业务端点之间的链路的连通性；第二配置模块，用于第二业务端点的OAM配置；以检测第一业务端点与第二业务端点之间的链路的连通性。

进一步地，环回报文的格式为在T-MPLS LBM报文前增加一环回报文头；环回响应报文的格式为在T-MPLS LBR报文前增加一环回响应报文头；其中，环回报文头和环回响应报文头分别至少包括以下字段：报文类型字段Function Type、MEG ID字段、和MEP ID字段。

通过本发明，在业务节点检测到链路连通性故障时，自动发送环回报文进行逐段的链路通断性检查，通过各节点返回的环回响应报文排查出故障路段，避免了现有技术中必须对每一节点进行OAM配置的步骤，实现故障的快速定位；并且环回报文的发送路径与客户数据转发路径相同，不存在检测不到的空白区间，故障定位准确。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有T-MPLS LBM报文头的结构示意图；

图2示出了现有T-MPLS LBR报文头的结构示意图；

图3示出了现有T-MPLS LBM/LBR报文中TLV字段结构示意图；

图4示出了本发明实施例的链路故障定位方法流程图；

图5示出了本发明实施例的链路故障定位系统结构框图；

图6示出了本发明实施例一的链路故障定位结构示意图；

图7示出了实施例一的链路故障定位流程图；

图8示出了实施例一中的环回报文头的结构示意图；以及

图9示出了实施例一中的环回响应报文头的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图4示出了本发明实施例的链路故障定位方法流程图，如图4所示，包括以下步骤：

步骤S402，第一业务端点检测到其与第二业务端点之间的链路出现连通性故障时，沿发生故障的链路向第二业务端点发送环回报文。

步骤S404，位于发生故障的链路上的中间节点接收到环回报文时，向下一节点转发环回报文，并沿接收环回报文的反向路径向第一业务端点发送环回响应报文。

步骤S406，第一业务端点根据所接收到的环回响应报文定位故障链路的故障位置。

在上述方法中，在业务节点检测到链路连通性故障时，自动发送环回报文进行逐段的链路通断性检查，通过各节点返回的环回响应报文排查出故障路段，避免了现有技术中必须对每一节点进行OAM配置的步骤，从而实现故障的快速定位；并且环回报文的发送路径与客户数据转发路径相同，不存在检测不到的空白区间，故障定位准确。

其中，在第一业务端点检测到其与第二业务端点之间的链路出现连通性故障时之前，在第一业务端点和第二业务端点上分别配置端到端业务之间的连通性检测。在第一业务端点检测到其与第二业务端点之间的链路出现连通性故障后，可以等待数秒后向第二业务端点发送环回报文，以避免在故障告警闪现时，频繁启动故障定位检测。

上述定位方法中，环回报文格式为在T-MPLS LBM报文前增加一环回报文头；环回响应报文的格式为在T-MPLS LBR报文前增加一环回响应报文头；其中，环回报文头和环回响应报文头分别至少包括以下字段：报文类型Function Type字段、MEG ID字段、和MEP ID字段。中间节点根据环回报文中的Function Type字段确定所接收到的报文为环回报文，则沿反向路径向第一业务端点发送环回响应报文，其中，环回响应报文中的MEG ID字段和MEP ID字段与所接收到的环回报文中的MEG ID字段和MEP ID字段相同；并将环回报文中的MEP字段值加1后继续转发环回报文至下一节点。如果链路恢复正常，使环回报文转发至第二业务端点，第二业务端点判断出环回报文内层OAM配置与本节点的OAM配置相匹配，则回送环回响应报文后，丢弃环回报文。

图5示出了本发明实施例的链路故障定位系统结构框图，如图5所示，该系统包括：第一业务端点10、第二业务端点30以及位于第一业务端点10和第二业务端点30之间的链路上的中间节点20。

其中，第一业务端点10包括：链路检测模块12，用于检测第一业务端点与第二业务端点之间链路的连通性故障；第一发送模块14，用于沿故障链路向第二业务端点发送环回报文；第一接收模块16，用于接收中间节点回送的环回响应报文；故障定位模块18，用于根据环回响应报文定位故障链路的故障位置；其中，链路检测模块12、第一发送模块14、第一接收模块16和故障定位模块18依次连接。

中间节点20为一个或多个，每个中间节点包括：第二接收模块22，用于接收来自第一业务端点的环回报文；第二发送模块24，用于沿接收环回报文的反向路径向第一业务端点发送环回响应报文；以及向下一节点转发环回报文，其中，第二接收模块22与第二发送模块24相连接。

在上述系统中，在第一业务端点检测到链路连通性故障时，自动发送环回报文进行逐段的链路通断性检查，通过各节点返回的环回响应报文排查出故障路段，避免了现有技术中必须对每一节点进行OAM配置的步骤，实现故障的快速定位；并且环回报文的发送路径与客户数据转发路径相同，不存在检测不到的空白区间，故障定位准确。

实施例一

本实施例详细描述了实际应用中的链路故障定位过程，图6示出了该实施例的故障链路定位结构示意图，如图6所示，该链路包括节点A、B、C、...N、N+1、Y，其中节点A和节点Y为端点，其余节点为链路上的中间节点，在节点N与节点N+1之间的链路发生了连通性故障。在该链路上的连通性故障定位流程如图7所示，包括以下步骤：

步骤S702，配置端到端业务之间的连通性检测，即在节点A和节点Y上配置节点OAM，该配置过程与背景技术部分所描述的T-MPLS/MPLS-TP中的OAM配置相同，即节点A和节点Y的MEGID相同，节点A和节点Y的MEP ID互为对方的peer MEP ID；具体配置过程在此不作详细描述。

步骤S704，业务端点A检测到连通性故障后，等待N秒(N可以为0，等待N秒是为了避免在告警闪现时频繁启动定位检测)，启动自动定位检测流程，向节点B发送环回报文。

在本实施例中，定义了环回报文和环回响应报文的格式，环回报文和环回响应报文的格式兼容现有的OAM LB报文格式，在OAM报文头之前再嵌入一个OAM报文头，即在T-MPLS LBM报文和T-MPLS LBR报文前分别增加一个OAM报文头作为环回报文和环回响应报文。

图1和2分别示出了现有技术中的T-MPLS LBM报文和T-MPLS LBR报文的报文头格式，其中，行的数字标号表示字节和比特位；标签(Label_14)字段设置为14，表示OAM报文；MEL(maintenance entity level)字段表示维护实体层次；S(stack)字段表示栈底标识；Function Type字段表示功能类型；TransactionID/Sequence Number字段为传送序列号。

图3示出了图1和图2中的报文头的TLV字段的结构，其中，Type字段表示功能类型；Length字段表示报文长度；MEP/MIP ID(MEG end point/MEG intermediate point ID)字段表示维护实体结点的ID号；MEG ID(maintenance entity group)字段表示维护实体组。

图8和图9分别示出了本实施例的环回报文和环回响应报文的报文格式，各字段表示的意义与图1和图2中的相同，其中，环回报文和环回响应报文增加的报文头的Function Type字段采用定义的特殊值，例如可以为0x00或0xFF；MEG ID字段为发起此自动检测的故障MEG，在本实施例中为20；MEP字段则可以设置一个初始值，在本实施例中初始值为0。

步骤S706，节点B收到环回报文后，检查到Function Type为特殊值，则无条件回送环回响应报文给节点A，环回响应报文中的MEG ID字段和MEP ID字段的值与所接收到的环回报文的值相同。

步骤S708，节点B判断所接收到的环回报文内层的OAM配置和本节点配置的OAM配置是否匹配，如果不配置，则将环回报文的MEP字段值加1后，继续向节点C转发环回报文。

步骤S710，节点C、D、...、N重复上述步骤，由于N节点和N+1节点之间出现故障点，环回报文无法继续转发，转发结束。

步骤S712，A节点从发起自动检测后，持续W秒回收环回响应报文，并通过检查收到的环回响应报文中的MEP字段，可获得A节点到其它节点的可达性。

步骤S714，以列表或者图形的形式返回故障路段。

在本实施例中，当N和N+1之间故障已恢复，环回报文将会沿链路各节点一直转发到Y节点。Y节点检查报文的内层OAM配置(MEG ID和MEP ID)和本节点配置的OAM配置是否有匹配记录；有匹配记录，进行回送处理后丢弃源报文。

在上述的实施例中，当链路出现双向连通性故障时，节点A和节点Y将会同时启动故障检测流程，这样能够将故障范围定为一个左右封闭的段。

通过本发明的上述各实施例，在业务节点检测到链路连通性故障时，自动启动端口发送环回报文进行逐段的链路通断性检查，排查出故障路段，最后显式呈现。从而具有以下有益效果：自动启动检测，避免人工繁琐操作，易用性较好，并能实现故障的快速定位；检测报文不需要持续发送，对网络带宽资源占用较小；环回报文的发送路径与客户数据转发路径相同，不存在检测不到的空白区间，故障定位准确；定位结果可选择图像呈现或端到端路径显示，故障节点的定位结果直观。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种分组传送网的链路故障定位方法，其特征在于，包括：

第一业务端点检测到其与第二业务端点之间的链路出现连通性故障时，沿发生故障的所述链路向所述第二业务端点发送环回报文；

位于发生故障的所述链路上的中间节点接收到所述环回报文时，向下一节点转发所述环回报文，并沿接收环回报文的反向路径向所述第一业务端点发送环回响应报文；

所述第一业务端点根据所接收到的环回响应报文定位所述故障链路的故障位置；

其中，所述环回报文的格式为在传送多协议标记交换环回报文前增加一环回报文头；所述环回响应报文的格式为在传送多协议标记交换环回响应报文前增加一环回响应报文头；所述环回报文头和所述环回响应报文头分别至少包括以下字段：报文类型Function Type字段、维护实体组代码MEG ID字段、和维护实体点代码MEP ID字段；

其中，位于发生故障的所述链路上的中间节点接收到所述环回报文时，向下一节点转发所述环回报文，并沿接收环回报文的反向路径向所述第一业务端点发送环回响应报文包括：

根据环回报文中的所述Function Type字段确定所接收到的报文为环回报文；

沿接收环回报文的反向路径向所述第一业务端点发送环回响应报文，其中，所述环回响应报文中的MEG ID字段和MEP ID字段与所接收到的环回报文中的MEG ID字段和MEPID字段相同；

判断所述环回报文中的OAM配置与本节点的OAM配置是否匹配，如果否，将所述环回报文中的MEP ID字段值加1后继续转发所述环回报文至下一节点。

2.根据权利要求1所述的链路故障定位方法，其特征在于，在第一业务端点检测到其与第二业务端点之间的链路出现连通性故障时之前，还包括；

在所述第一业务端点和所述第二业务端点上分别进行用于所述第一业务端点与所述第二业务端点之间的链路连通性检测的操作维护管理OAM配置。

3.根据权利要求1所述的链路故障定位方法，其特征在于，所述第一业务端点检测到其与第二业务端点之间的链路出现连通性故障后，间隔预定时间段向所述第二业务端点发送环回报文。

4.根据权利要求1所述的链路故障定位方法，其特征在于，所述第一业务端点根据所接收到的环回响应报文定位所述故障链路的故障位置包括：

所述第一业务端点根据所返回的环回响应报文的MEP ID字段的值确定所述故障链路的故障位置。

5.根据权利要求1所述的链路故障定位方法，其特征在于，如果所述环回报文中的OAM配置与本节点的OAM配置相匹配，则丢弃所述环回报文。

6.一种分组传送网的链路故障定位系统，其特征在于，包括：第一业务端点、第二业务端点以及位于所述第一业务端点和所述第二业务端点之间的链路上的中间节点，其中，

所述第一业务端点包括：

链路检测模块，用于检测所述第一业务端点与第二业务端点之间链路的连通性故障；

第一发送模块，用于沿故障链路向所述第二业务端点发送环回报文；

第一接收模块，用于接收所述中间节点回送的环回响应报文；

故障定位模块，用于根据所述环回响应报文定位所述故障链路的故障位置；

所述中间节点为一个或多个，每个中间节点包括：

第二接收模块，用于接收来自所述第一业务端点的所述环回报文；

第二发送模块，用于沿接收环回报文的反向路径向所述第一业务端点发送环回响应报文，以及向下一节点转发所述环回报文；

其中，所述环回报文的格式为在传送多协议标记交换环回报文前增加一环回报文头；所述环回响应报文的格式为在传送多协议标记交换环回响应报文前增加一环回响应报文头；所述环回报文头和所述环回响应报文头分别至少包括以下字段：报文类型Function Type字段、维护实体组代码MEG ID字段、和维护实体点代码MEP ID字段；

其中，所述中间节点还用于执行以下操作：

根据环回报文中的所述Function Type字段确定所接收到的报文为环回报文；

沿接收环回报文的反向路径向所述第一业务端点发送环回响应报文，其中，所述环回响应报文中的MEG ID字段和MEP ID字段与所接收到的环回报文中的MEG ID字段和MEPID字段相同；

判断所述环回报文中的OAM配置与本节点的OAM配置是否匹配，如果否，将所述环回报文中的MEP ID字段值加1后继续转发所述环回报文至下一节点。

7.根据权利要求6所述的链路故障定位系统，其特征在于，所述第一业务端点还包括第一配置模块，所述第二业务端点包括第二配置模块，其中，

第一配置模块，用于所述第一业务端点上的操作维护管理OAM配置，以检测所述第一业务端点与所述第二业务端点之间的链路的连通性；

第二配置模块，用于所述第二业务端点的OAM配置；以检测所述第一业务端点与所述第二业务端点之间的链路的连通性。