CN102136959B - 以太网链路管理方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及一种以太网链路管理方法、装置及系统，其中方法包括：发送前向监测帧，所述前向监测帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识；所述发送报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的发送报文的信息；接收回应报告帧，所述回应报告帧携带有所述第二流标识对应的接收报文信息、所述第一流标识及所述发送报文信息；所述接收报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的接收报文的信息；根据所述发送报文信息和所述接收报文信息，获取以太网链路的性能信息。本发明实施例实现了有针对性的根据不同的监测类型对以太网链路的性能进行监测，提高了监测的效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种以太网链路管理方法、装置及系统。
背景技术
以太网以高带宽、低成本、快速部署等特性获得了高速发展，占据了大部分网络份额，几乎完全替代了同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy，简称：SDH)/准同步数字系列(Plesiochronous Digital Hierarchy，简称：PDH)网络。随着因特网的飞速发展和电信增值业务的兴起，以太网承载的数据业务越来越多，对以太网在可靠性，可扩展性、服务质量等级上有了更高的要求。
传统以太网没有电信级管理能力，不能监测以太链路层故障和性能，在可靠性、可维护性上有明显不足，不能满足以太网发展的需求。基于此原因，IEEE和国际电信联盟(International Telecommunication Union，简称：ITU)都定义了一种OAM(Operation Administration and Maintenance，操作、管理与维护)技术用于管理以太网链路，该OAM技术提供了链路性能监控、连接性故障管理等功能。
下面以ITU-T Y.1731提供的以太网链路性能监测方法为例，对OAM技术进行说明：
首先，在PE1(Provider’s edge，运营商网络边缘设备)和PE2之间采用以太网(ETH)OAM发现协议连接，建立监测链路；然后，PE1发送携带有按照类型、长度和值(Type Length and Value，简称：TLV)格式自定义的性能参数的OAM报文；PE2接收到PE1发送的OAM报文之后，回应一个携带有按照TLV格式自定义的性能参数的OAM报文；PE1接收到回应的OAM报文后，提取出其中携带的性能参数；根据该性能参数，统计和计算以太网链路性能信息。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在如下缺点：
现有的以太链路性能监测方法不能有针对性的根据不同的监测类型对以太网链路的性能进行监测，影响了监测的效率。
发明内容
本发明实施例提供了一种以太网链路管理方法、装置及系统，实现有针对性的根据不同的监测类型对以太网链路的性能进行监测。
本发明实施例提供的一种以太网链路管理方法，包括：
发送前向监测帧，所述前向监测帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识；所述发送报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的发送报文的信息；
接收回应报告帧，所述回应报告帧携带有所述第二流标识对应的接收报文信息、所述第一流标识及所述发送报文信息；所述接收报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的接收报文的信息；
根据所述发送报文信息和所述接收报文信息，获取以太网链路的性能信息。
本发明实施例提供的一种以太网链路管理装置，包括：
发送模块，用于发送前向监测帧，所述前向监测帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识；所述发送报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的发送报文的信息；
接收模块，用于接收回应报告帧，所述回应报告帧携带有所述第二流标识对应的接收报文信息、所述第一流标识及所述发送报文信息；所述接收报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的接收报文的信息；
性能获取模块，用于根据所述发送报文信息和所述接收报文信息，获取以太网链路的性能信息。
本发明实施例提供的另一种以太网链路管理装置，包括：
接收模块，用于接收激活方发送的前向监测帧，所述前向监测帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识；所述发送报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的发送报文的信息；
发送模块，用于向所述激活方发送回应报告帧，所述回应报告帧携带有所述第二流标识对应的接收报文信息、所述第一流标识及所述发送报文信息，以供所述激活方根据所述发送报文信息和所述接收报文信息，获取以太网链路的性能信息；所述接收报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的接收报文的信息。
本发明实施例提供的一种以太网链路管理系统，包括：
激活方设备，用于发送前向监测帧，所述前向监测帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识，所述发送报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的发送报文的信息；接收回应报告帧，所述回应报告帧携带有所述第二流标识对应的接收报文信息、所述第一流标识及所述发送报文信息，所述接收报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的接收报文的信息；根据所述发送报文信息和所述接收报文信息，获取以太网链路的性能信息；
被激活方设备，用于接收所述激活方设备发送的所述前向监测帧，向所述激活方设备发送所述回应报告帧。
本发明实施例提供了一种通过发送FR帧、接收BR帧来获取以太网链路的性能信息的以太网链路管理方法、装置及系统，其中FR帧和BR帧中携带的信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的相关信息，使得本发明实施例实现了有针对性的根据不同的监测类型对以太网链路的性能进行监测，提高了监测的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的以太网链路管理方法的流程图；
图2为本发明实施例ETH PM监测过程的示意图；
图3为本发明实施例二提供的以太网链路性能监测方法的流程图；
图4为本发明实施例二中激活方更新记录的发送报文数和发送字节数的流程图；
图5为本发明实施例二中被激活方更新记录的接收报文数和接收字节数的流程图；
图6为本发明实施例三提供的以太网链路性能监测方法中建立链路协商阶段的流程图；
图7为本发明实施例三提供的以太网链路性能监测方法中正常监测阶段激活方更新第一流监测表的流程图；
图8为本发明实施例三提供的以太网链路性能监测方法中正常监测阶段被激活方更新第二流监测表的流程图；
图9为本发明实施例三提供的以太网链路性能监测方法中正常监测阶段激活方和被激活方交互FM帧和BR帧的流程图；
图10为本发明实施例三提供的以太网链路性能监测方法中拆除链路协商阶段的流程图；
图11为本发明实施例四提供的一种以太网链路管理装置的结构示意图；
图12为本发明实施例五提供的一种以太网链路管理装置的结构示意图；
图13为本发明实施例六提供的另一种以太网链路管理装置的结构示意图；
图14为本发明实施例七提供的另一种以太网链路管理装置的结构示意图；
图15为本发明实施例八提供的以太网链路管理系统的结构示意图；
图16为图15所示的实施例所适用的数据中心网络的组网示意图；
图17为图15所示的实施例所适用的基站接入以太网链路的监测示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种高效低成本的以太网链路管理方法，包括以太网链路性能监测及调整过程，其中，以太网性能监测技术在本文中简称为ETHPM(Ethernet Performance Monitor)技术，该技术可广泛应用于以太网中需要监测链路性能的场景中。
图1为本发明实施例一提供的以太网链路管理方法的流程图。如图1所示，本实施例具体包括如下步骤：
步骤101、发送前向监测(Forward Monitor，简称：FM)帧，该FM帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识；
步骤102、接收回应报告(Backward Reporting，简称：BR)帧，该BR帧携带有第二流标识对应的接收报文信息、第一流标识及发送报文信息；
步骤103、根据发送报文信息和接收报文信息，获取以太网链路的性能信息。
其中，发送报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的发送报文的信息，接收报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的接收报文的信息。
本实施例提供了一种通过发送FR帧、接收BR帧来获取以太网链路的性能信息的方法，其中FR帧和BR帧中携带的信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的相关信息，使得本实施例实现了有针对性的根据不同的监测类型对以太网链路的性能进行监测，提高了监测的效率。
图2为本发明实施例ETH PM监测过程的示意图。如图2所示，本发明实施例中ETH PM监测过程分为三个阶段，分别为建立链路协商阶段、正常监测阶段和拆除链路协商阶段。在建立链路协商阶段，激活方向被激活方发送激活(Activing，简称：ACT)帧，被激活方根据ACT帧向激活方返回激活确认(Activing Acknowledge，简称：ACT_ACK)帧，从而建立激活方与被激活方之间的PM链路；在正常监测阶段，激活方定时向被激活方发送FM帧，被激活方接收到一个FM帧，就向激活方返回一个BR帧；在拆除链路协商阶段，激活方向被激活方发送删除激活(Delete Active，简称：DEA)帧，被激活方根据DEA帧向激活方返回删除激活确认(Delete ActiveAcknowledge，简称：DEA_ACK)帧，从而拆除激活方与被激活方之间的PM链路。
基于图2所示的监测过程，本发明实施例二提供了一种以太网链路性能监测方法，本实施例在上述实施例一的基础上，进一步的：发送报文信息包括发送报文数，接收报文信息包括接收报文数；和/或，发送报文信息包括发送字节数，接收报文信息包括接收字节数；和/或，发送报文信息包括第一时间戳，接收报文信息包括第二时间戳，其中第一时间戳为激活方发送FM帧的时间，第二时间戳为被激活方接收FM帧的时间。
图3为本发明实施例二提供的以太网链路性能监测方法的流程图。如图3所示，本实施例具体包括如下步骤：
步骤201、激活方向被激活方发送ACT帧，该ACT帧携带有激活方分配的第一流标识、预设的监测类型和监测对象信息。
ACT帧是激活方发送给被激活方的PM链路建立协商帧，其中，监测类型和监测对象信息是预先设定的，激活方为需要监测的数据流分配第一流标识。举例来说，若预先设定的监测类型为基于端口，则需要监测的数据流为来自某个端口的数据流，监测对象信息应为该端口的端口号；若预先设定的监测类型为基于队列，则需要监测的数据流为属于某一队列的数据流，监测对象信息应为该队列的队列号；若预先设定的监测类型为基于优先级，则需要监测的数据流为属于某一优先级的数据流，监测对象信息应为该优先级的级别；若预先设定的监测类型为基于四元组(源IP、目的IP、源端口、目的端口)，则需要监测的数据流为具有某一四元组信息的数据流，监测对象信息应为该四元组信息；若预先设定的监测类型为基于五元组(源IP、目的IP、源端口、目的端口、协议类型)，则需要监测的数据流为具有某一五元组信息的数据流，监测对象信息应为该五元组信息。
步骤202、被激活方根据监测类型和监测对象信息分配第二流标识，记录第二流标识对应的接收报文数和接收字节数。
具体地，可以采用第二流监测表来记录上述信息，以该第二流标识为索引建立第二流监测表，第二流监测表用于记录第二流标识对应的接收报文数和接收字节数。
被激活方根据监测类型和监测对象信息获知需要监测的数据流，为该需要监测的数据流分配第二流标识。被激活方建立的第二流监测表参见表1。
表1.第二流监测表
| 2B | 4B | 4B |
| 第二流标识 | 接收报文数 | 接收字节数 |
如表1所示，共有3个字段，分别是第二流标识、接收报文数以及接收字节数。其中，第二流监测表中第二流标识为索引，第二流标识与接收报文数和接收字节数对应。本发明实施例中，第二流标识字段占用2B(Byte)，接收报文数字段为4B，接收字节数字段为4B；上述第二流监测表中的各字段大小并不固定，可以根据实际应用情况进行具体调整，其余监测表中的字段大小也可以根据实际应用情况进行具体调整。
步骤203、激活方接收被激活方返回的ACT_ACK帧，该ACT_ACK帧携带有第一流标识和第二流标识。
ACT_ACK帧是被激活方对ACT帧的回应帧，激活方接收到ACT_ACK帧后，PM链路建立成功。
ACT_ACK帧中携带第一流标识和第二流标识，表明该第一流标识和第二流标识属于为同一数据流分配的流标识。
步骤204、激活方记录第一流标识对应的发送报文数和发送字节数。
具体地，可以采用第一流监测表来记录上述信息，以第一流标识为索引建立第一流监测表，第一流监测表用于记录第一流标识对应的发送报文数和发送字节数。
激活方建立的第一流监测表参见表2。
表2.第一流监测表
| 2B | 4B | 4B |
| 第一流标识 | 发送报文数 | 发送字节数 |
与第二流监测表类似，如表2所示，第一流监测表中第一流标识为索引，第一流标识与发送报文数和发送字节数对应。这里第一流标识字段为2B，发送报文数字段为4B，发送字节数字段为4B。
步骤205、激活方向被激活方发送FM帧，该FM帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识。
FM帧是链路监测的主要帧之一，可以由激活方定时发送(如每隔10ms定时发送一次)，也可以根据实际应用状况按自定义规则发送(如在某一时段每隔20ms发送一次，在某一时段每隔10ms发送一次等)。发送时间间隔越小，监测精度越高，对链路状态感知灵敏度也越高。
其中，第一流标识对应的发送报文信息包括：第一流监测表中记录的第一流标识对应的发送报文数、和/或第一流监测表中记录的第一流标识对应的发送字节数、和/或第一时间戳。第一时间戳为激活方发送该FM帧的时间。
步骤206、激活方接收被激活方返回的BR帧，该BR帧携带有第二流标识对应的接收报文信息、第一流标识及ACT帧携带的发送报文信息。
BR帧也是链路监测的主要帧之一，被激活方接收到一个FM帧就回应一个BR帧。
其中，第二流标识对应的接收报文信息包括：第二流监测表中记录的第二流标识对应的接收报文数、和/或第二流监测表中记录的第二流标识对应的接收字节数、和/或第二时间戳。第二时间戳为被激活方接收到FM帧的时间。更为具体地说，当发送报文信息包括发送报文数时，接收报文信息包括接收报文数；当发送报文信息包括发送字节数时，接收报文信息包括接收字节数；当发送报文信息包括第一时间戳时，接收报文信息包括第二时间戳。
步骤207、激活方根据发送报文信息和接收报文信息，获取以太网链路的性能信息。
具体地，可以通过预设一统计周期，在每个统计周期达到时对报文信息进行统计，以获取以太网链路性能信息。
当发送报文信息包括发送报文数，接收报文信息包括接收报文数时，激活方根据发送报文数和接收报文数，得到以太网链路的丢包数。具体地，激活方计算得到发送报文数和接收报文数差值，即为以太网链路的丢包数。进一步的，激活方将接收报文数与发送报文数相除，得到以太网链路的丢包率。
当发送报文信息包括发送字节数，接收报文信息包括接收字节数时，激活方根据发送字节数和接收字节数，得到以太网链路的发送速率和接收速率。具体地说，激活方将发送字节数与自身统计周期相除，得到激活方发送速率；激活方将接收字节数与被激活方统计周期相除，得到被激活方接收速率。
当发送报文信息包括第一时间戳，接收报文信息包括第二时间戳时，根据第一时间戳和第二时间戳，得到以太网链路的时延或抖动信息。具体地，激活方将第一时间戳和第二时间戳的差值与时延常量相除，得到时延；激活方将时延和时延平均值的差值与时延常量相除，得到抖动。
步骤208、激活方向被激活方发送DEA帧，该DEA帧携带有第二流标识。
DEA帧是激活方发送给被激活方的PM链路拆除协商帧。
步骤209、被激活方根据第二流标识，删除第二流监测表。
被激活方接收到DEA帧后，根据其中携带的第二流标识，删除第二流监测表，并释放第二流监测表所占用的资源。
步骤210、激活方接收被激活方返回的DEA_ACK帧，该DEA_ACK帧携带有第一流标识和第二流标识。
DEA_ACK帧是被激活方对DEA帧的回应帧。
步骤211、激活方根据第一流标识，删除第一流监测表。
激活方接收到DEA_ACK帧后，根据其中携带的第一流标识，删除第一流监测表，拆除PM链路，释放相应的资源，如第一流监测表所占用的资源。
进一步的，本实施例在正常监测阶段还包括激活方更新第一流监测表及被激活方更新第二流监测表的流程，具体说明如下。
图4为本发明实施例二中激活方更新记录的发送报文数和发送字节数的流程图，如图4所示，具体包括如下步骤：
步骤301、激活方接收数据报文。
具体地，激活方接收到报文后，可以经过对报文类型进行判断，确定接收到的报文是否为数据报文。
步骤302、当激活方获知该数据报文与预设的监测类型和监测对象信息相符合时，更新第一流监测表，具体地，将记录的第一流标识对应的发送报文数累加1，将第一流标识对应的发送字节数累加该数据报文的字节数。
举例来说，当预先设定的监测类型为基于端口，监测对象信息为该端口的端口号时，若该数据报文是来自该端口号对应的端口的数据流，则激活方获知该数据报文与预设的监测类型和监测对象信息相符合；
当预先设定的监测类型为基于队列，监测对象信息为该队列的队列号时，若该数据报文是属于该队列号对应的队列的数据流，则激活方获知该数据报文与预设的监测类型和监测对象信息相符合；
当预先设定的监测类型为基于优先级，监测对象信息为该优先级的级别时，若该数据报文是属于该优先级的级别的数据流，则激活方获知该数据报文与预设的监测类型和监测对象信息相符合；
当预先设定的监测类型为基于四元组，监测对象信息为该四元组信息时，若该数据报文的四元组信息与监测对象信息一致，则激活方获知该数据报文与预设的监测类型和监测对象信息相符合；
当预先设定的监测类型为基于五元组，监测对象信息为该五元组信息时，若该数据报文的五元组信息与监测对象信息一致，则激活方获知该数据报文与预设的监测类型和监测对象信息相符合。
步骤303、激活方转发该数据报文。
激活方通过更新第一流监测表，使得第一流监测表中记录了激活方所发送的数据报文的个数及字节数。
图5为本发明实施例二中被激活方更新记录的接收报文数和接收字节数的流程图，如图5所示，具体包括如下步骤：
步骤401、被激活方接收数据报文。
具体地，被激活方接收到报文后，可以经过对报文类型进行判断，确定接收到的报文是否为数据报文。
步骤402、当被激活方获知该数据报文与预设的监测类型和监测对象信息相符合时，更新第二流监测表，具体地，将记录的第二流标识对应的接收报文数累加1，将第二流标识对应的接收字节数累加该数据报文的字节数。
举例来说，当预先设定的监测类型为基于端口，监测对象信息为该端口的端口号时，若该数据报文是来自该端口号对应的端口的数据流，则被激活方获知该数据报文与预设的监测类型和监测对象信息相符合；
当预先设定的监测类型为基于队列，监测对象信息为该队列的队列号时，若该数据报文是属于该队列号对应的队列的数据流，则被激活方获知该数据报文与预设的监测类型和监测对象信息相符合；
当预先设定的监测类型为基于优先级，监测对象信息为该优先级的级别时，若该数据报文是属于该优先级的级别的数据流，则被激活方获知该数据报文与预设的监测类型和监测对象信息相符合；
当预先设定的监测类型为基于四元组，监测对象信息为该四元组信息时，若该数据报文的四元组信息与监测对象信息一致，则被激活方获知该数据报文与预设的监测类型和监测对象信息相符合；
当预先设定的监测类型为基于五元组，监测对象信息为该五元组信息时，若该数据报文的五元组信息与监测对象信息一致，则被激活方获知该数据报文与预设的监测类型和监测对象信息相符合。
步骤403、被激活方转发该数据报文。
被激活方通过更新第二流监测表，使得第二流监测表中记录了被激活方所接收的数据报文的个数及字节数。
本实施例以太网链路管理方法除了对以太网链路性能进行监测外，还包括根据监测得到的以太网链路性能信息对以太网链路进行动态调整。
具体地，在步骤207后可以得到丢包率、抖动均值、发送速度等性能信息，可以根据这些信息对以太网链路进行调整，包括：
1)基于丢包率和发送速率的带宽动态调整
以太网链路的性能信息至少包括丢包率和发送速率。
当以太网链路的性能信息包括的丢包率大于预设的最大丢包率阈值时，将带宽减小预设的第一步长值；当以太网链路的性能信息包括的丢包率小于预设的最小丢包率阈值且以太网链路的性能信息包括的发送速率小于预设的最大发送速率阈值时，将带宽增大预设的第二步长值。
2)基于抖动均值和发送速率的带宽动态调整
以太网链路的性能信息至少包括抖动均值和发送速率，其中抖动均值即为步骤207中获得的抖动的平均值。
当以太网链路的性能信息包括的抖动均值大于预设的最大时延阈值时，将带宽减小预设的第一步长值；当以太网链路的性能信息包括的抖动均值小于最小时延阈值且以太网链路的性能信息包括的发送速率小于预设的最大发送速率阈值时，将带宽增大预设的第二步长值。
本实施例提供了一种通过发送FR帧、接收BR帧来获取以太网链路的性能信息的方法，基于该方法可以预先设定监测类型和监测对象信息，并为与监测类型和监测对象信息相符合的数据流分配第一流标识和第二流标识，通过第一流监测表记录发送报文信息、第二流监测表记录接收报文信息，然后在交互的FR帧和BR帧携带第一流监测表和第二流监测表的相关信息，其中携带的信息符合预设的监测类型和监测对象信息，使得本实施例实现了有针对性的根据不同的监测类型对以太网链路的性能进行监测，提高了监测的效率。
本实施例可以由软件和硬件结合来实现，其中交互FM帧和BR帧可以由控制面软件或网络处理器(Network Processor，简称：NP)微码软件来实现，也可以由现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称：FPGA)或专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)实现。当本实施例由软件来实现时，简单易用，不会增加硬件装置和对应的驱动软件，降低了应用复杂度，也降低了成本；并且，软件开发速度较快，也降低了人力成本。
本实施例可以根据链路状态动态调整被监测流的链路带宽，具体地，如果激活方监测到数据流在激活方和被激活方之间发生拥塞、丢包率太高或时延太大等情况，会自动向下调整数据流的发送带宽，当监测到数据流的链路恢复正常后，再自动向上调整数据流的发送带宽。因此，本实施例可以灵活控制以太网中的数据流量，提高以太网带宽的利用率，缓解网络拥塞的状况，增强以太网链路的传输效率和可靠性。
另外，本实施例ETH PM网络传输的开销低，占用带宽资源少；对网络中间设备要求低，需二层交换设备即可，激活方和被激活方的设备不需支持三层以上协议栈。
本发明实施例中，ETH PM在业务功能上可分控制面和数据面两部分，其中，控制面运行在中央处理单元(Central Process Unit，简称：CPU)中，其主要功能包括指定监测类型、分配流标识、建立流监测表、发送或接收ETHPM帧、维护状态机及动态调整带宽功能；数据面可运行在CPU、NP和处理数据包的硬件芯片(如：LanSwitch)中，其主要功能包括数据流的报文类型识别、统计及报文转发。ETH PM帧在其它以太网交换机中只依赖于以太头进行二层转发，不需作其它特殊处理。控制面和数据面的功能都是通过软件实现，它们相互紧密结合成一体，下面描述时不进行特别区分。
本发明实施例在上述实施例的基础上，提供了一种实施方式，具体地，本发明实施例定义了ETH PM报文的帧结构，参见表3。
表3.ETH PM报文的帧结构
| 6B | 6B | 4B | 4B | 40B～10KB | 4B |
| DMAC | SMAC | VlanTag | 业务标签(Service Tag) | 有效负荷(Payload) | CRC |
其中“业务标签(Service Tag)”字段的帧结构具体参见表4。
表4.ETH PM报文中“业务标签”字段的帧结构
“有效负荷(Payload)”字段的帧结构具体参见表5。
表5.ETH PM报文中“有效负荷”字段的帧结构
在表3、表4、表5以及以下各个表中，表格的第一行为各个信息字段的大小，第二行为各个信息字段的名称，信息字段名称后有括号的，括号中的信息为该信息字段的大小。
表3所示的ETH PM报文是一个完整的以太网报文，它包括一个完整的以太头，可选地携带802.1Q虚拟局域网标签(Virtual Local Area Network Tag，简称：Vlan Tag)。ETH PM业务标签后承载的是ETH PM报文内容。相对于ETH OAM格式，ETH PM报文格式简单，报文中有效负荷利用充分，可承载更多的数据和更大的数据取值范围，且网络开销小。
表3中各信息字段具体说明如下：
目的介质访问控制(Direct Media Access Control，简称：DMAC)：以太头的目的MAC；
源介质访问控制(Source Media Access Control，简称：SMAC)：以太头的源MAC；
Vlan Tag：802.1Q协议定义的Vlan Tag；
循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，简称：CRC)：校验信息。
表4中各信息字段具体说明如下：
Eth类型：Eth类型和业务标签的类型字段复用，使用自定义的Eth PM类型值，其值可以取任意与现有标准定义不冲突的值，如0xFFCF，设备在接收到以太网报文后，通过判断Eth类型的值来识别ETH PM报文。
Pri：优先级信息，类似Vlan Tag的pri字段的功能；
Res：1bit保留位；
序列号：Eth PM报文的发送序列号，只对FM帧和BR帧有效，在激活方每发送一个FM帧后加1，BR帧中回填FM帧中的序列号；该序列号可用于检测FM帧和BR帧是否丢包；该字段对其它帧作为保留字段，取值可为0x0。
表5中各信息字段具体说明如下：
Ver：ETH PM的版本号，取值范围0x0～0xF，可自定义；
帧类型：用于表示ACT、ACT_ACK、DEA、DEA_ACK、FM和BR六种ETH PM的帧类型，取值范围是0x0～0xf，可自定义；在以下实施例中，ACT帧类型值为0x01，ACT_ACK帧类型值为0x02，DEA帧类型值为0x03，DEA_ACK帧类型值为0x04，FM帧类型值为0x05，BR帧类型值为0x06。
监测类型：用于表示不同的监测类型，其取值范围0x00～0xFF，可自定义；该监测类型可以为：基于端口、基于队列、基于优先级、基于四元组或基于五元组，也就是说，属于同一监测类型的数据报文可以为：来自同一端口的数据报文、属于同一队列的数据报文、属于同一优先级的数据报文、具有相同四元组信息的数据报文或具有相同五元组信息的数据报文。本发明实施例可以采用上述五种监测类型中的任一监测类型进行监测。
在以下实施例中，基于端口的监测类型值为0x01，基于队列的监测类型值为0x02，基于优先级的监测类型值为0x03，基于四元组的监测类型值为0x04，基于五元组的监测类型值为0x05。
流标识：用于表示需要监测的数据流的标识，激活方和被激活方分别为属于需要监测的数据流分配流标识，激活方分配的为第一流标识，被激活方分配的为第二流标识。举例来说，若监测类型为基于四元组，且提供了需要监测的某一四元组信息，则激活方为具有该四元组信息的数据流分配第一流标识，被激活方为具有该四元组信息的数据流分配第二流标识。
本发明实施例三基于上述定义的ETH PM报文的帧结构，提供了一种太网链路管理方法。本实施例中，在激活方和被激活方建立链路协商之前，需要预先设定监测类型和监测对象信息，激活方为需要监测的数据流分配第一流标识。具体地说，若预先设定监测类型为基于端口，监测对象信息应为端口号；若预先设定监测类型为基于队列，监测对象信息应为队列号；若预先设定监测类型为基于优先级，监测对象信息应为优先级的级别；若预先设定监测类型为基于四元组，监测对象信息应为四元组信息；若预先设定监测类型为基于五元组，监测对象信息应为五元组信息。
下面将ETH PM监测过程分为三个阶段，分别进行描述。
图6为本发明实施例三提供的以太网链路性能监测方法中建立链路协商阶段的流程图。如图6所示，包括如下步骤：
步骤501、激活方向被激活方发送ACT帧，该ACT帧携带有第一流标识、预设的监测类型和监测对象信息，进一步的，该ACT帧还可以携带ETHPM版本号和帧类型。
ACT帧是激活方发送给被激活方的PM链路建立协商帧，按照不同的监测类型来划分，该ACT帧可以为基于端口的ACT帧、基于队列的ACT帧、基于优先级的ACT帧、基于四元组的ACT帧或基于五元组的ACT帧，具体地，ACT帧的“有效负荷”字段的具体帧结构可参见表6、表7、表8、表9和表10。
表6.基于端口的ACT帧的“有效负荷”字段的帧结构
表6中，帧类型值为0x01，表示这是ACT帧；监测类型值为0x01，表示需要监测来自同一端口的数据流；端口号字段中写入的值即为激活方所要监测端口的端口号，该端口号为监测对象信息；第一流标识是激活方为来自该端口号对应的端口的数据流分配的流标识。
表7.基于队列的ACT帧的“有效负荷”字段的帧结构
表7中，帧类型值为0x01，表示这是ACT帧；监测类型值为0x02，表示需要监测属于同一队列的数据流；队列号字段中写入的值即为激活方所要监测队列的队列号，该队列号为监测对象信息；第一流标识是激活方为属于该队列号对应的队列的数据流分配的流标识。
表8.基于优先级的ACT帧的“有效负荷”字段的帧结构
表8中，帧类型值为0x01，表示这是ACT帧；监测类型值为0x03，表示需要监测属于同一优先级的数据流；优先级字段中写入的值即为激活方所要监测的优先级的级别，该优先级的级别为监测对象信息；第一流标识是激活方为属于该优先级的数据流分配的流标识。
表9.基于四元组的ACT帧的“有效负荷”字段的帧结构
表9中，帧类型值为0x01，表示这是ACT帧；监测类型值为0x04，表示需要监测具有相同四元组信息的数据流；源IP(Source IP，简称：SIP)字段中写入的值是激活方所要监测数据流的源IP地址，目的IP(DIP)字段中写入的值是激活方所要监测数据流的目的IP地址，协议类型(PT)字段中写入的值是激活方所要监测数据流的IP头中协议类型，差分服务代码点(Differentiated Services Code Point，简称：DSCP)字段中写入的值是激活方所要监测数据流的差分服务代码点，这四个字段中写入的值构成四元组信息，该四元组信息为监测对象信息；第一流标识是激活方为具有该四元组信息的数据流分配的流标识；Res字段为保留字段。
表10.基于五元组的ACT帧的“有效负荷”字段的帧结构
表10中，帧类型值为0x01，表示这是ACT帧；监测类型值为0x05，表示需要监测具有相同五元组信息的数据流；SIP字段中写入的值是激活方所要监测数据流的源IP地址，DIP字段中写入的值是激活方所要监测数据流的目的IP地址，PT字段中写入的值是激活方所要监测数据流的IP头中协议类型，Sport字段中写入的值是激活方所要监测数据流的用户数据报协议(UserDatagram Protocol，简称：UDP)/传输控制协议(Transmission Control Protocol，简称：TCP)头中源端口号，Dport字段中写入的值是激活方所要监测数据流的UDP/TCP头中目的端口号，这五个字段中写入的值构成五元组信息，该五元组信息为监测对象信息；第一流标识是激活方为具有该五元组信息的数据流分配的流标识；Res字段为保留位。
进一步的，本实施例还提供了一种可扩展ACT帧，其“有效负荷”字段的具体帧结构参见表11。
表11.可扩展ACT帧的“有效负荷”字段的帧结构
通过表11提供的可扩展ACT帧，本实施例可以扩展监测类型，也就是本实施例不仅限于监测上述监测类型的数据流，进一步的，可以将数据流任一特征信息(如VlanTag)及其组合作为监测类型，然后利用本实施例提供的方法，实现对任意监测类型的数据流的监测。
步骤502、被激活方提取ACT帧中的信息，保存ACT帧中携带的第一流标识，并根据监测类型和监测对象信息为需要监测的数据流分配第二流标识。
步骤503、被激活方以第二流标识为索引建立第二流监测表，该第二流监测表用于记录第二流标识对应的接收报文数和接收字节数。
步骤504、激活方接收被激活方返回的ACT_ACK帧，该ACT_ACK帧携带有第一流标识和第二流标识，进一步的，该ACT_ACK帧还可以携带ETHPM版本号、帧类型和监测类型。
ACT_ACK帧是被激活方对ACT帧的回应帧，激活方接收到ACT_ACK帧后，PM链路建立成功。ACT_ACK帧的“有效负荷”字段的具体帧结构参见表12。
表12.ACT_ACK帧的“有效负荷”字段的帧结构
表12中，帧类型值为0x02，表示这是ACT_ACK帧；监测类型值与ACT帧中携带的监测类型值相同；第一流标识与ACT帧中携带的第一流标识相同；第二流标识是被激活方为所要监测的数据流分配的。
步骤505、激活方以第一流标识为索引建立第一流监测表，该第一流监测表用于记录第一流标识对应的发送报文数和发送字节数。
在建立链路协商阶段，如果激活方向被激活方发送ACT帧后，在预设时间内没有接收到被激活方返回的ACT_ACK帧，激活方可以再发送ACT帧；如果激活方发送了预设次数的ACT帧，仍然没有接收到ACT_ACK帧，激活方建立链路协商失败，释放相应的资源。
本实施例的正常监测阶段主要包括：激活方或被激活方更新各自的流监测表以及激活方和被激活方交互FM帧和BR帧。
图7为本发明实施例三提供的以太网链路性能监测方法中正常监测阶段激活方更新第一流监测表的流程图。如图7所示，包括如下步骤：
步骤601、激活方接收数据报文。
具体地，激活方接收到报文后，可以经过对报文类型进行判断，确定接收到的报文是否为数据报文。
步骤602、激活方根据监测类型查询该数据报文的信息，判断该数据报文的信息是否与监测对象信息相符合，若是，执行步骤603；否则执行步骤605。
若监测类型为基于端口，激活方查询该数据报文的端口，判断该数据报文的端口是否与预先设定的端口号对应的端口一致，若是，执行步骤603；否则执行步骤605。
若监测类型为基于队列，激活方查询该数据报文的队列，判断该数据报文的队列是否与预先设定的队列号对应的队列一致，若是，执行步骤603；否则执行步骤605。
若监测类型为基于优先级，激活方查询该数据报文的优先级，判断该数据报文的优先级是否与预先设定的优先级一致，若是，执行步骤603；否则执行步骤605。
若监测类型为基于四元组，激活方查询该数据报文的四元组信息，判断该数据报文的四元组信息是否与预先设定的四元组信息一致，若是，执行步骤603；否则执行步骤605。
若监测类型为基于五元组，激活方查询该数据报文的五元组信息，判断该数据报文的五元组信息是否与预先设定的五元组信息一致，若是，执行步骤603；否则执行步骤605。
步骤603、激活方获取该数据报文的字节数。
步骤604、激活方更新第一流检测表，具体地，将第一流标识对应的发送报文数累加1，将第一流标识对应的发送字节数累加步骤603获取的字节数。
步骤605、激活方转发该数据报文。
激活方通过更新第一流监测表，使得第一流监测表中记录了激活方所发送的数据报文的个数及字节数。
图8为本发明实施例三提供的以太网链路性能监测方法中正常监测阶段被激活方更新第二流监测表的流程图。如图8所示，包括如下步骤：
步骤701、被激活方接收数据报文。
具体地，被激活方接收到报文后，可以经过对报文类型进行判断，确定接收到的报文是否为数据报文。
步骤702、被激活方根据监测类型查询该数据报文的信息，判断该数据报文的信息是否与监测对象信息一致，若是，执行步骤703；否则执行步骤705。
若监测类型为基于端口，被激活方查询该数据报文的端口，判断该数据报文的端口是否与预先设定的端口号对应的端口一致，若是，执行步骤703；否则执行步骤705。
若监测类型为基于队列，被激活方查询该数据报文的队列，判断该数据报文的队列是否与预先设定的队列号对应的队列一致，若是，执行步骤703；否则执行步骤705。
若监测类型为基于优先级，被激活方查询该数据报文的优先级，判断该数据报文的优先级是否与预先设定的优先级一致，若是，执行步骤703；否则执行步骤705。
若监测类型为基于四元组，被激活方查询该数据报文的四元组信息，判断该数据报文的四元组信息是否与预先设定的四元组信息一致，若是，执行步骤703；否则执行步骤705。
若监测类型为基于五元组，被激活方查询该数据报文的五元组信息，判断该数据报文的五元组信息是否与预先设定的五元组信息一致，若是，执行步骤703；否则执行步骤705。
步骤703、被激活方获取该数据报文的字节数。
步骤704、被激活方更新第二流检测表，具体地，将第二流标识对应的接收报文数累加1，将第二流标识对应的接收字节数累加步骤703获取的字节数。
步骤705、被激活方转发该数据报文。
被激活方通过更新第二流监测表，使得第二流监测表中记录了被激活方所接收的数据报文的个数及字节数。
图9为本发明实施例三提供的以太网链路性能监测方法中正常监测阶段激活方和被激活方交互FM帧和BR帧的流程图。如图9所示，包括如下步骤：
步骤801、激活方向被激活方发送FM帧，该FM帧携带有第二流标识、发送报文数、发送字节数和第一时间戳等发送报文信息，进一步的，该FM帧还可以携带ETH PM版本号、帧类型和监测类型。
FM帧是链路监测的主要帧之一，由激活方定时发送，发送时间间隔可自定义，如10ms。发送时间间隔越小，监测精度越高，对链路状态感知灵敏度也越高。具体地，FM帧的“有效负荷”字段的具体帧结构参见表13。
表13.FM帧的“有效负荷”字段的帧结构
表13中，帧类型值为0x05，表示这是FM帧；监测类型值与ACT帧中携带的监测类型值相同；第二流标识与ACT_ACK帧中携带的第二流标识相同；发送报文数是激活方从第一流监测表中取出的与第一流标识对应的发送报文数；发送字节数是激活方从第一流监测表中取出的与第一流标识对应的发送字节数；第一时间戳是激活方发送该FM帧的时间，用T1来表示。
步骤802、被激活方接收到FM帧后，向激活方发送BR帧，该BR帧携带有第一流标识、发送报文数、发送字节数、第一时间戳、接收报文数、接收字节数、第二时间戳和第三时间戳等信息，进一步的，该BR帧还可以携带ETH PM版本号、帧类型和监测类型。
BR帧也是链路监测的主要帧之一，被激活方接收到一个FM帧就回应一个BR帧。具体地，BR帧的“有效负荷”字段的具体帧结构参见表14。
表14.BR帧的“有效负荷”字段的帧结构
表14中，帧类型值为0x06，表示这是BR帧；监测类型值与ACT_ACK帧中携带的监测类型值相同；第一流标识是在链路协商阶段中，被激活方根据接收到的ACT帧而保存的；发送报文数与FM帧携带的发送报文数相同；发送字节数与FM帧携带的发送字节数相同；第一时间戳与FM帧携带的第一时间戳相同；接收报文数是被激活方从第二流监测表中取出的与第二流标识对应的接收报文数；接收字节数是被激活方从第二流监测表中取出的与第二流标识对应的接收字节数；第二时间戳是被激活方接收到FM帧的时间，用T2来表示；第三时间戳是被激活方发送BR帧的时间，用T3来表示。
步骤803、激活方根据发送报文信息和接收报文信息，获取以太网链路的性能信息。
具体地，可以通过预设一统计周期，在每个统计周期达到时对报文信息进行统计，以获取以太网链路性能信息。
激活方根据发送报文数和接收报文数，得到以太网链路的丢包数。具体地说，激活方计算得到发送报文数和接收报文数差值，即为以太网链路的丢包数。进一步的，激活方将接收报文数与发送报文数相除，得到以太网链路的丢包率。
激活方根据发送字节数和接收字节数，得到以太网链路的发送速率和接收速率。具体地说，激活方将发送字节数与自身统计周期相除，得到激活方发送速率；激活方将接收字节数与被激活方统计周期相除，得到被激活方接收速率。
激活方根据第一时间戳T1和第二时间戳T2，得到以太网链路的时延或抖动信息。具体地说，激活方将第一时间戳和第二时间戳的差值与时延常量相除，得到时延；激活方将时延和时延平均值的差值与时延常量相除，得到抖动。
可选地，激活方可以记录接收到被激活方发送的BR帧的时间，该时间为第四时间戳，用T4来表示。激活方可以根据第三时间戳T3和第四时间戳T4，得到反向以太网链路的时延或抖动信息。
在正常监测阶段，如果激活方向被激活方发送FR帧后，在预设时间内没有接收到被激活方返回的BR帧，激活方可以释放相应的资源，结束监测。如果被激活方向激活方发送BR帧后，在预设时间内没有接收到激活方发送的FR帧，被激活方可以相应的资源，结束监测。
图10为本发明实施例三提供的以太网链路性能监测方法中拆除链路协商阶段的流程图。如图10所示，包括如下步骤：
步骤901、激活方向被激活方发送DEA帧，该DEA帧携带有第二流标识，进一步的，该DEA帧还可以携带ETH PM版本号、帧类型和监测类型等信息。
DEA帧是激活方发送给被激活方的PM链路拆除协商帧。具体地，DEA帧的“有效负荷”字段的具体帧结构参见表15。
表15.DEA帧的“有效负荷”字段的帧结构
表15中，帧类型值为0x03，表示这是DEA帧；监测类型值与建立链路时的ACT帧中携带的监测类型值相同；第二流标识与建立链路时的ACT_ACK帧中携带的第二流标识相同。
步骤902、被激活方接收到DEA帧后，根据DEA帧中携带的第二流标识，删除第二流监测表。
被激活方接收到DEA帧后，根据其中携带的第二流标识，删除第二流监测表，并释放第二流监测表所占用的资源。
步骤903、被激活方向激活方返回DEA_ACK帧，该DEA_ACK帧携带有第二流标识和第一流标识，进一步的，该DEA_ACK帧还可以携带ETH PM版本号、帧类型和监测类型等信息。
DEA_ACK帧是被激活方对DEA帧的回应帧。具体地，DEA_ACK帧的“有效负荷”字段的具体帧结构参见表16。
表16.DEA_ACK帧的“有效负荷”字段的帧结构
表16中，帧类型为0x04，表示这是DEA_ACK帧；监测类型值与DEA帧携带的监测类型值相同；第二流标识与DEA帧携带的第二流标识相同；第一流标识与建立链路时ACT_ACK帧中携带的第一流标识相同。
步骤904、激活方接收到DEA_ACK帧后，根据DEA_ACK帧中携带的第一流标识，删除第一流监测表。
激活方接收到DEA_ACK帧后，根据其中携带的第一流标识，删除第一流监测表，拆除PM链路，释放相应的资源，如第一流监测表所占用的资源。
在拆除链路协商阶段，如果激活方向被激活方发送DEA帧后，在预设时间内没有接收到被激活方返回的DEA_ACK帧，激活方可以再发送DEA帧；如果激活方发送了预设次数的DEA帧，仍然没有接收到DEA_ACK帧，激活方可以删除第一流监测表，拆除PM链路，释放相应的资源。
再进一步，本实施例还可以包括：根据步骤803获得的以太网链路的性能信息，对带宽进行动态调整。具体说明如下：
1)基于丢包率和发送速率的带宽动态调整
以太网链路的性能信息至少包括丢包率和发送速率。
当以太网链路的性能信息包括的丢包率大于预设的最大丢包率阈值时，将带宽减小预设的第一步长值；当以太网链路的性能信息包括的丢包率小于预设的最小丢包率阈值且以太网链路的性能信息包括的发送速率小于预设的最大发送速率阈值时，将带宽增大预设的第二步长值。
2)基于抖动均值和发送速率的带宽动态调整
以太网链路的性能信息至少包括抖动均值和发送速率，其中抖动均值即为步骤803中获得的抖动的平均值。
当以太网链路的性能信息包括的抖动均值大于预设的最大时延阈值时，将带宽减小预设的第一步长值；当以太网链路的性能信息包括的抖动均值小于最小时延阈值且以太网链路的性能信息包括的发送速率小于预设的最大发送速率阈值时，将带宽增大预设的第二步长值。
本实施例提供了一种通过发送FR帧、接收BR帧来获取以太网链路的性能信息的方法，并提供了ETH PM报文的具体帧结构，基于该方法可以预先设定监测类型和监测对象信息，并为与监测类型和监测对象信息相符合的数据流分配第一流标识和第二流标识，通过第一流监测表记录发送报文信息、第二流监测表记录接收报文信息，然后在交互的FR帧和BR帧携带第一流监测表和第二流监测表的相关信息，其中携带的信息符合预设的监测类型和监测对象信息，使得本实施例实现了有针对性的根据不同的监测类型对以太网链路的性能进行监测，提高了监测的效率。
本实施例可以由软件和硬件结合来实现，其中交互FM帧和BR帧可以由控制面软件或NP微码软件来实现，也可以由FPGA或ASIC实现。本实施例可以由软件实现，简单易用，具体地，由软件发送FM帧，FM帧中携带有发送报文信息，接收BR帧，BR帧携带有发送报文信息和接收报文信息，激活方根据这些信息进行统计，获取被监测数据流的链路状态，并进一步根据链路状态动态调整被监测流的链路带宽。本实施例由软件来实现不会增加硬件装置和对应的驱动软件，降低了应用复杂度，也降低了成本；并且，软件开发速度较快，也降低了人力成本。
本实施例可以根据链路状态动态调整被监测流的链路带宽，具体地说，如果激活方监测到数据流在激活方和被激活方之间发生拥塞、丢包率太高或时延太大等情况，会自动向下调整数据流的发送带宽，当监测到数据流的链路恢复正常后，再自动向上调整数据流的发送带宽。因此，本实施例可以灵活控制以太网中的数据流量，提高以太网带宽的利用率，缓解网络拥塞的状况，增强以太网链路的传输效率和可靠性。
另外，本实施例ETH PM网络传输的开销低，占用带宽资源少；对网络中间设备要求低，需二层交换设备即可，激活方和被激活方的设备不需支持三层以上协议栈。
图11为本发明实施例四提供的一种以太网链路管理装置的结构示意图。如图11所示，本实施例具体包括：发送模块21、接收模块22和性能获取模块23，其中：
发送模块21用于发送FM帧，该FM帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识；该发送报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的发送报文的信息；
接收模块22用于接收BR帧，该BR帧携带有第二流标识对应的接收报文信息、第一流标识及发送报文信息；该接收报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的接收报文的信息；
性能获取模块23用于根据发送报文信息和接收报文信息，获取以太网链路的性能信息。
上述监测类型可以为基于端口，监测对象消息为端口的端口号；或者，监测类型可以为基于队列，监测对象信息为队列的队列号；或者，监测类型可以为基于优先级，监测对象信息为优先级的级别号；或者，监测类型可以为基于四元组，监测对象信息为四元组信息；或者，监测类型可以为基于五元组，监测对象信息为五元组信息。
本实施例提供了一种通过发送FR帧、接收BR帧来获取以太网链路的性能信息的装置，其中FR帧和BR帧中携带的信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的相关信息，使得本实施例实现了有针对性的根据不同的监测类型对以太网链路的性能进行监测，提高了监测的效率。
图12为本发明实施例五提供的一种以太网链路管理装置的结构示意图。本实施例在上述实施例四的基础上，发送报文信息包括发送报文数，接收报文信息包括接收报文数；或者，发送报文信息包括发送字节数，接收报文信息包括接收字节数；或者，发送报文信息包括第一时间戳，接收报文信息包括第二时间戳，第一时间戳为发送FM帧的时间，第二时间戳为接收所述FM帧的时间。
进一步的，如图12所示，在上述实施例的基础上，性能获取模块23可以具体包括：丢包数获取单元231、速率获取单元232和时延获取单元233，其中：
丢包数获取单元231用于当发送报文信息包括发送报文数，接收报文信息包括接收报文数时，根据发送报文数和接收报文数，得到以太网链路的丢包数；
速率获取单元232用于当发送报文信息包括发送字节数，接收报文信息包括接收字节数时，根据发送字节数和接收字节数，得到以太网链路的发送速率和接收速率；
时延获取单元233用于当发送报文信息包括第一时间戳，接收报文信息包括第二时间戳时，根据第一时间戳和第二时间戳，得到以太网链路的时延或抖动信息。
进一步的，发送模块21还可以用于发送ACT帧，该ACT帧携带有分配的第一流标识、预设的监测类型和监测对象信息，以供被激活方根据监测类型和监测对象信息分配第二流标识，记录第二流标识对应的接收报文数和接收字节数；
接收模块22还可以用于接收ACT_ACK帧，该ACT_ACK帧携带有第一流标识和第二流标识；
本实施例还可以包括记录模块24，用于记录第一流标识对应的发送报文数和发送字节数。
本实施例还可以包括：降速处理模块25和升速处理模块26。
降速处理模块25用于当以太网链路的性能信息包括的丢包率大于预设的最大丢包率阈值时，将带宽减小预设的第一步长值；或者，当以太网链路的性能信息包括的抖动均值大于预设的最大时延阈值时，将带宽减小预设的第一步长值；
升速处理模块26用于当以太网链路的性能信息包括的丢包率小于预设的最小丢包率阈值且以太网链路的性能信息包括的发送速率小于预设的最大发送速率阈值时，将带宽增大预设的第二步长值；或者，当以太网链路的性能信息包括的抖动均值小于最小时延阈值且以太网链路的性能信息包括的发送速率小于预设的最大发送速率阈值时，将带宽增大预设的第二步长值。
其中，降速处理模块25可以与丢包数获取单元231和时延获取单元233相连接，升速处理模块26可以与丢包数获取单元231、速率获取单元232和时延获取单元233相连接。
本实施例提供的以太网链路管理装置可以具体为上述方法实施例二或实施例三中的激活方，该装置各模块具体功能的实现过程可以参考上述方法实施例二或实施例三中的激活方所执行的流程。
本实施例提供了一种通过发送FR帧、接收BR帧来获取以太网链路的性能信息的装置，基于该装置可以预先设定监测类型和监测对象信息，并为与监测类型和监测对象信息相符合的数据流分配第一流标识和第二流标识，记录发送报文信息和接收报文信息，然后在交互的FR帧和BR帧携带这些信息，其中携带的信息符合预设的监测类型和监测对象信息，使得本实施例实现了有针对性的根据不同的监测类型对以太网链路的性能进行监测，提高了监测的效率。
本实施例可以由软件和硬件结合来实现，其中交互FM帧和BR帧可以由控制面软件或NP微码软件来实现，也可以由FPGA或ASIC实现。本实施例可以由软件实现，简单易用，具体地，由软件发送FM帧，FM帧中携带有发送报文信息，接收BR帧，BR帧携带有发送报文信息和接收报文信息，根据这些信息进行统计，获取被监测数据流的链路状态，并进一步根据链路状态动态调整被监测流的链路带宽。本实施例由软件来实现不会增加硬件装置和对应的驱动软件，降低了应用复杂度，也降低了成本；并且，软件开发速度较快，也降低了人力成本。
本实施例可以根据链路状态动态调整被监测流的链路带宽，具体地说，如果激活方监测到数据流在激活方和被激活方之间发生拥塞、丢包率太高或时延太大等情况，会自动向下调整数据流的发送带宽，当监测到数据流的链路恢复正常后，再自动向上调整数据流的发送带宽。因此，本实施例可以灵活控制以太网中的数据流量，提高以太网带宽的利用率，缓解网络拥塞的状况，增强以太网链路的传输效率和可靠性。
另外，本实施例ETH PM网络传输的开销低，占用带宽资源少；对网络中间设备要求低，需二层交换设备即可，激活方的设备不需支持三层以上协议栈。
图13为本发明实施例六提供的另一种以太网链路管理装置的结构示意图。如图13所示，本实施例具体包括：接收模块31和发送模块32，其中：
接收模块31用于接收激活方发送的FM帧，该FM帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识；发送报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的发送报文的信息；
发送模块32用于向激活方发送BR帧，该BR帧携带有第二流标识对应的接收报文信息、第一流标识及发送报文信息，以供激活方根据发送报文信息和接收报文信息，获取以太网链路的性能信息；接收报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的接收报文的信息。
上述监测类型可以为基于端口，监测对象消息为端口的端口号；或者，监测类型可以为基于队列，监测对象信息为队列的队列号；或者，监测类型可以为基于优先级，监测对象信息为优先级的级别号；或者，监测类型可以为基于四元组，监测对象信息为四元组信息；或者，监测类型可以为基于五元组，监测对象信息为五元组信息。
本实施例提供了一种通过接收FR帧、发送BR帧以供激活方获取以太网链路的性能信息的装置，其中FR帧和BR帧中携带的信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的相关信息，使得本实施例实现了有针对性的根据不同的监测类型对以太网链路的性能进行监测，提高了监测的效率。
图14为本发明实施例七提供的另一种以太网链路管理装置的结构示意图。本实施例在上述实施例六的基础上，发送报文信息包括发送报文数，接收报文信息包括接收报文数；或者，发送报文信息包括发送字节数，接收报文信息包括接收字节数；或者，发送报文信息包括第一时间戳，接收报文信息包括第二时间戳，第一时间戳为发送FM帧的时间，第二时间戳为接收所述FM帧的时间。
进一步的，如图14所示，在上述实施例的基础上，接收模块31还可以用于接收激活方发送的ACT帧，该ACT帧携带有分配的第一流标识、预设的监测类型和监测对象信息。
本实施例还可以包括分配模块33，用于根据监测类型和监测对象信息分配所述第二流标识；记录模块34，用于记录第二流标识对应的接收报文数和接收字节数。
发送模块32还可以用于向激活方发送ACT_ACK帧，该ACT_ACK帧携带有第一流标识和第二流标识。
本实施例提供的以太网链路管理装置可以具体为上述方法实施例二或实施例三中的被激活方，该装置各模块具体功能的实现过程可以参考上述方法实施例二或实施例三中的被激活方所执行的流程。
本实施例提供了一种通过接收FR帧、发送BR帧以供激活方获取以太网链路的性能信息的装置，基于该装置可以预先设定监测类型和监测对象信息，并为与监测类型和监测对象信息相符合的数据流分配第一流标识和第二流标识，记录发送报文信息和接收报文信息，然后在交互的FR帧和BR帧携带这些信息，其中携带的信息符合预设的监测类型和监测对象信息，使得本实施例实现了有针对性的根据不同的监测类型对以太网链路的性能进行监测，提高了监测的效率。
本实施例可以由软件和硬件结合来实现，其中交互FM帧和BR帧可以由控制面软件或NP微码软件来实现，也可以由FPGA或ASIC实现。本实施例可以由软件实现，简单易用，具体地，由软件接收FM帧，FM帧中携带有发送报文信息，发送BR帧，BR帧携带有发送报文信息和接收报文信息，以供激活方根据这些信息进行统计，获取被监测数据流的链路状态，并进一步根据链路状态动态调整被监测流的链路带宽。本实施例由软件来实现不会增加硬件装置和对应的驱动软件，降低了应用复杂度，也降低了成本；并且，软件开发速度较快，也降低了人力成本。
另外，本实施例ETH PM网络传输的开销低，占用带宽资源少；对网络中间设备要求低，需二层交换设备即可，被激活方的设备不需支持三层以上协议栈。
图15为本发明实施例八提供的以太网链路管理系统的结构示意图。如图15所示，本实施例具体包括：激活方设备41和被激活方设备42，其中：
激活方设备41用于发送FM帧，该FM帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识，该发送报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的发送报文的信息；接收BR帧，该BR帧携带有第二流标识对应的接收报文信息、第一流标识及发送报文信息，该接收报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的接收报文的信息；根据发送报文信息和接收报文信息，获取以太网链路的性能信息；
被激活方设备42用于接收激活方设备41发送的FM帧，向激活方设备41发送BR帧。
本实施例中激活方设备41可以为图11或图12所示的以太网链路管理装置，被激活方设备42可以为图13或图14所示的以太网链路管理装置。
本实施例一个优选的应用场景是应用于数据中心网络中，目前数据中心网络向大二层以太网方向发展，对以太网链路的传输性能和可靠性要求很高，需要细分数据流类型，并提供监控和流量管理。图16为图15所示的实施例所适用的数据中心网络的组网示意图。如图16所示，在第二层(Layer2，简称：L2)交换机A11和L2交换机B12之间建立基于数据流A、数据流B和数据流C的ETH PM监测链路，可以分别对数据流A、数据流B和数据流C进行监测。其中，在L2交换机A11到L2交换机B12方向上，数据流从L2交换机A11出发，经过第三层(Layer3，简称：L3)交换机13、以太传输网和L3交换机14，到达L2交换机B12，L2交换机A11作为激活方设备，L2交换机B12作为被激活方设备，由L2交换机A11监测它到L2交换机B12的链路上发送速率、丢包数、时延或抖动等性能信息。在L2交换机B12到L2交换机A11方向的原理与此相同。
本实施例另一个优选的应用场景是基站接入以太网链路的监测，图17为图15所示的实施例所适用的基站接入以太网链路的监测示意图。如图17所示，该网络包括若干个NodeB，如NodeB_1、NodeB_2、NodeB_3、NodeB_4，及L3交换机、传输网、路由器和无线网络控制器(Radio Network Controller，简称：RNC)，其中，在L3交换机和NodeB_2之间建立ETH PM监测链路。在L3交换机到NodeB_2方向上，L3交换机作为激活方设备，NodeB_2作为被激活方设备，由L3交换机监测L3交换机到NodeB_2的链路上发送速率、丢包数、时延或抖动等性能信息。在NodeB_2到L3交换机方向的原理与此相同。
上述两个应用场景是本实施例优选的应用场景，本实施例还可以应用于其他需要监测以太网链路性能的场合。本发明实施例对此应用场景不做限制。
本发明实施例可以根据链路状态动态调整被监测流的链路带宽，具体地说，当将本实施例应用于图16所示的场景中时，如果L2交换机A监测到数据流A在L2交换机A和L2交换机B之间发生拥塞、丢包率太高或时延太大等情况，会自动向下调整数据流A的发送带宽，当监测到数据流A的链路恢复正常后，再自动向上调整数据流A的发送带宽。当将本实施例应用于图17所示的场景中时，如果L3交换机监测到L3交换机和NodeB_2之间的数据流发生拥塞、丢包率太高或时延太大等情况，由L3交换机动态调整L3交换机到NodeB_2的带宽，防止L3交换机到NodeB_2链路拥塞。因此，本实施例可以灵活控制以太网中的数据流量，提高以太网带宽的利用率，缓解网络拥塞的状况，增强以太网链路的传输效率和可靠性。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤，而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (13)
1.一种以太网链路管理方法，其特征在于包括：
发送前向监测帧，所述前向监测帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识；所述发送报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的发送报文的信息；
接收回应报告帧，所述回应报告帧携带有所述第二流标识对应的接收报文信息、所述第一流标识及所述发送报文信息；所述接收报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的接收报文的信息；
根据所述发送报文信息和所述接收报文信息，获取以太网链路的性能信息；
其中，所述发送报文信息包括发送报文数和发送字节数，所述接收报文信息包括接收报文数和接收字节数，在所述发送前向监测帧之前还包括：
发送激活帧，所述激活帧携带有分配的所述第一流标识、所述预设的监测类型和监测对象信息，以供被激活方根据所述监测类型和监测对象信息分配所述第二流标识，记录所述第二流标识对应的接收报文数和接收字节数；
接收激活确认帧，所述激活确认帧携带有所述第一流标识和所述第二流标识；
记录所述第一流标识对应的发送报文数和发送字节数。
2.根据权利要求1所述的以太网链路管理方法，其特征在于：
所述发送报文信息还包括第一时间戳，所述接收报文信息还包括第二时间戳；所述第一时间戳为发送所述前向监测帧的时间，所述第二时间戳为接收所述前向监测帧的时间；
所述根据所述发送报文信息和所述接收报文信息，获取以太网链路的性能信息包括：
根据所述发送报文数和所述接收报文数，得到以太网链路的丢包数；
根据所述发送字节数和所述接收字节数，得到以太网链路的发送速率和接收速率；
根据所述第一时间戳和所述第二时间戳，得到以太网链路的时延或抖动信息。
3.根据权利要求2所述的以太网链路管理方法，其特征在于，还包括：
接收数据报文；
当所述数据报文与预设的监测类型和监测对象信息相符合时，将记录的所述第一流标识对应的发送报文数累加1，将记录的所述第一流标识对应的发送字节数累加所述数据报文的字节数。
4.根据权利要求2所述的以太网链路管理方法，其特征在于，在所述获取以太网链路的性能信息之后还包括：
当所述以太网链路的性能信息包括的丢包率大于预设的最大丢包率阈值时，将带宽减小预设的第一步长值；当所述以太网链路的性能信息包括的丢包率小于预设的最小丢包率阈值且所述以太网链路的性能信息包括的发送速率小于预设的最大发送速率阈值时，将带宽增大预设的第二步长值；
或者，当所述以太网链路的性能信息包括的抖动均值大于预设的最大时延阈值时，将带宽减小预设的第一步长值；当所述以太网链路的性能信息包括的抖动均值小于最小时延阈值且所述以太网链路的性能信息包括的发送速率小于预设的最大发送速率阈值时，将带宽增大预设的第二步长值。
5.根据权利要求1-4任一所述的以太网链路管理方法，其特征在于：
所述监测类型为基于端口，所述监测对象信息为端口的端口号；
或，所述监测类型为基于队列，所述监测对象信息为队列的队列号；
或，所述监测类型为基于优先级，所述监测对象信息为优先级的级别号；
或，所述监测类型为基于四元组，所述监测对象信息为四元组信息；
或，所述监测类型为基于五元组，所述监测对象信息为五元组信息。
6.一种以太网链路管理装置，其特征在于包括：
发送模块，用于发送前向监测帧，所述前向监测帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识；所述发送报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的发送报文的信息；
接收模块，用于接收回应报告帧，所述回应报告帧携带有所述第二流标识对应的接收报文信息、所述第一流标识及所述发送报文信息；所述接收报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的接收报文的信息；
性能获取模块，用于根据所述发送报文信息和所述接收报文信息，获取以太网链路的性能信息；
其中，所述发送报文信息包括发送报文数和发送字节数，所述接收报文信息包括接收报文数和接收字节数，所述发送模块还用于发送激活帧，所述激活帧携带有分配的所述第一流标识、所述预设的监测类型和监测对象信息，以供被激活方根据所述监测类型和监测对象信息分配所述第二流标识，记录所述第二流标识对应的接收报文数和接收字节数；
所述接收模块还用于接收激活确认帧，所述激活确认帧携带有所述第一流标识和所述第二流标识；
所述装置还包括：记录模块，用于记录所述第一流标识对应的发送报文数和发送字节数。
7.根据权利要求6所述的以太网链路管理装置，其特征在于，所述发送报文信息还包括第一时间戳，所述接收报文信息还包括第二时间戳，所述第一时间戳为发送所述前向监测帧的时间，所述第二时间戳为接收所述前向监测帧的时间；
所述性能获取模块包括：
丢包数获取单元，用于根据所述发送报文数和所述接收报文数，得到以太网链路的丢包数；
速率获取单元，用于根据所述发送字节数和所述接收字节数，得到以太网链路的发送速率和接收速率；
时延获取单元，用于根据所述第一时间戳和所述第二时间戳，得到以太网链路的时延或抖动信息。
8.根据权利要求7所述的以太网链路管理装置，其特征在于还包括：
降速处理模块，用于当所述以太网链路的性能信息包括的丢包率大于预设的最大丢包率阈值时，将带宽减小预设的第一步长值；或者，当所述以太网链路的性能信息包括的抖动均值大于预设的最大时延阈值时，将带宽减小预设的第一步长值；
升速处理模块，用于当所述以太网链路的性能信息包括的丢包率小于预设的最小丢包率阈值且所述以太网链路的性能信息包括的发送速率小于预设的最大发送速率阈值时，将带宽增大预设的第二步长值；或者，当所述以太网链路的性能信息包括的抖动均值小于最小时延阈值且所述以太网链路的性能信息包括的发送速率小于预设的最大发送速率阈值时，将带宽增大预设的第二步长值。
9.根据权利要求6-8任一所述的以太网链路管理装置，其特征在于：
所述监测类型为基于端口，所述监测对象信息为端口的端口号；
或，所述监测类型为基于队列，所述监测对象信息为队列的队列号；
或，所述监测类型为基于优先级，所述监测对象信息为优先级的级别号；
或，所述监测类型为基于四元组，所述监测对象信息为四元组信息；
或，所述监测类型为基于五元组，所述监测对象信息为五元组信息。
10.一种以太网链路管理装置，其特征在于包括：
接收模块，用于接收激活方发送的前向监测帧，所述前向监测帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识；所述发送报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的发送报文的信息；
发送模块，用于向所述激活方发送回应报告帧，所述回应报告帧携带有所述第二流标识对应的接收报文信息、所述第一流标识及所述发送报文信息，以供所述激活方根据所述发送报文信息和所述接收报文信息，获取以太网链路的性能信息；所述接收报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的接收报文的信息；
其中，所述发送报文信息包括发送报文数和发送字节数，所述接收报文信息包括接收报文数和接收字节数，所述接收模块还用于接收激活方发送的激活帧，所述激活帧携带有分配的所述第一流标识、所述预设的监测类型和监测对象信息；
所述装置还包括：分配模块，用于根据所述监测类型和监测对象信息分配所述第二流标识；记录模块，用于记录所述第二流标识对应的接收报文数和接收字节数；
所述发送模块还用于向所述激活方发送激活确认帧，所述激活确认帧携带有所述第一流标识和所述第二流标识。
11.根据权利要求10所述的以太网链路管理装置，其特征在于，所述发送报文信息还包括第一时间戳，所述接收报文信息还包括第二时间戳，所述第一时间戳为发送所述前向监测帧的时间，所述第二时间戳为接收所述前向监测帧的时间。
12.根据权利要求10或11所述的以太网链路管理装置，其特征在于：
所述监测类型为基于端口，所述监测对象信息为端口的端口号；
或，所述监测类型为基于队列，所述监测对象信息为队列的队列号；
或，所述监测类型为基于优先级，所述监测对象信息为优先级的级别号；
或，所述监测类型为基于四元组，所述监测对象信息为四元组信息；
或，所述监测类型为基于五元组，所述监测对象信息为五元组信息。
13.一种以太网链路管理系统，其特征在于包括：
激活方设备，用于发送前向监测帧，所述前向监测帧携带有第一流标识对应的发送报文信息及第二流标识，所述发送报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的发送报文的信息；接收回应报告帧，所述回应报告帧携带有所述第二流标识对应的接收报文信息、所述第一流标识及所述发送报文信息，所述接收报文信息是符合预设的监测类型和监测对象信息的接收报文的信息；根据所述发送报文信息和所述接收报文信息，获取以太网链路的性能信息；
其中，所述发送报文信息包括发送报文数和发送字节数，所述接收报文信息包括接收报文数和接收字节数，所述激活方设备还用于在所述发送前向监测帧之前：发送激活帧，所述激活帧携带有分配的所述第一流标识、所述预设的监测类型和监测对象信息，以供被激活方设备根据所述监测类型和监测对象信息分配所述第二流标识，记录所述第二流标识对应的接收报文数和接收字节数；接收激活确认帧，所述激活确认帧携带有所述第一流标识和所述第二流标识；记录所述第一流标识对应的发送报文数和发送字节数；被激活方设备，用于接收所述激活方设备发送的所述前向监测帧，向所述激活方设备发送所述回应报告帧，还用于根据所述监测类型和监测对象信息分配所述第二流标识，记录所述第二流标识对应的接收报文数和接收字节数，向所述激活方设备发送激活确认帧。
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Effective date of registration: 20180116 Address after: 155600 Shuangyashan, Shuangyashan City, Heilongjiang Province, Baoqing County, 852 farming community B District 2 Committee 69, No. 190 Patentee after: Li Jianjun Address before: 510640 Guangdong City, Tianhe District Province, No. five, road, public education building, unit 371-1, unit 2401 Patentee before: GUANGDONG GAOHANG INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION Co.,Ltd. |
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Effective date of registration: 20180905 Address after: 710000 1-301-27 room 9, hi tech two road, hi tech Zone, Xi'an, Shaanxi. Patentee after: XI'AN TAIKEWEIER INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 155600 No. 69, 2 Committee, B District, 852 agricultural reclamation community, Baoqing County, Shuangyashan, Heilongjiang, China. Patentee before: Li Jianjun |
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Effective date of registration: 20190603 Address after: 710075 6-storey Pioneer Building, Gaoxin Road, Xi'an High-tech Zone, Shaanxi Province Patentee after: Wang Fan Address before: 710000 1-301-27 room 9, hi tech two road, hi tech Zone, Xi'an, Shaanxi. Patentee before: XI'AN TAIKEWEIER INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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Effective date of registration: 20200428 Address after: 710065 room c228, block C, Xidian Science Park, 168 Kechuang Road, Yanta District, Xi'an City, Shaanxi Province Patentee after: Shaanxi Rongbang Data Technology Co.,Ltd. Address before: 710075 6-storey Pioneer Building, Gaoxin Road, Xi'an High-tech Zone, Shaanxi Province Patentee before: Wang Fan |
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Granted publication date: 20140122 Termination date: 20220122 |
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