CN102984030A - 芯片级实现以太网oam帧时延测量的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种芯片级实现以太网OAM帧时延测量的方法和装置，通过在芯片中设置时钟模块，在网络设备的入方向端口和出方向端口分别设置入方向OAM处理模块及出方向OAM处理模块，时钟模块定时向网络设备的MAC，入方向OAM处理模块及出方向OAM处理模块发送时间戳，在内向MEP配置在出方向端口上接收DM报文时，从出方向OAM处理模块中获得时钟信息；在内向MEP配置在入方向端口上发送DM报文时，从入方向OAM处理模块中获得时钟信息，从而在测量内向MEP的帧时延时，将转发模块上的时延也纳入测量范围，使得内向MEP的帧时延的测量更加精确，也更加符合协议的要求。

Description

芯片级实现以太网OAM帧时延测量的方法和装置

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及芯片级实现以太网OAM中内向MEP(Up MEP)的帧时延测量的方法和装置。

背景技术

以太网OAM(Operations，Administration，and Maintenance，操作，管理，维护)技术最初由IEEE 802.1ag提出，用于在以太网中对各层次业务通道进行监测，故障定位，错误报告。后经由ITU-Y.1731进行扩展，增加了错误管理和性能侦测方面的内容，其中重要的就是ETH-DM(EthernetDelay Measurement function)，即帧时延测量的机制和功能。协议规定，维护域的接收双方两端MEP(维护端点)记录接收、发送时的时间信息，并交由一端进行时延计算，从而得到这两个MEP之间的时延。

为了使OAM满足电信级50ms切换的需求，越来越多的芯片设计生产厂商把OAM功能在芯片中实现，相应的，ETH-DM功能也需要在芯片中实现，这就需要相应的时钟模块与OAM共同来完成这一功能。

在以太网OAM中有一个重要的概念，MEP(Maintenance End Point，维护端点)，即OAM域边缘的维护点，其配置于网络转发实体设备如交换机，网桥(Bridge)等的端口上。在以太网OAM中，MEP可以分为两类，外向MEP(Down MEP)和内向MEP(Up MEP)，如图1A和图1B所示，为分别为配置有外向MEP和内向MEP的网桥，外向MEP的监测和管理的范围包括PortA以及其向左的链路，内向MEP监测和管理的范围包括PortA中间的转发模块Relay Entity及Port B方向的链路。详细定义及解释参考ITU-T Y.1731及IEEE802.1ag。

由此可见，外向MEP和内向MEP在监测和管理范围上是有所区别的，随之而来的问题是，ETH-DM在外向MEP和内向MEP上的测量也应符合其管理范畴。

而由于时钟模块的特殊性，目前普遍的做法是在MAC上取得时钟信息。而对于内向MEP而言，如图1B所示，在内向MEP所配置的Port A为接收ETH-DM相关报文的出端口时，时钟信息并不能到达Port A的MAC层，于是只能从入端口，即Port B的MAC处取得时钟信息，后进一步传递并处理。这就带来了这样的问题，对于内向MEP，ETH-DM并没有完全准确的按照协议随规定的监测管理范围做DM的相关检测，跳过了转发模块，即Relay Entity，这会导致ETH-DM的不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种芯片级实现以太网OAM中内向MEP的帧时延测量(DM)方法和装置，其在内向MEP上进行测量帧时延时，将转发模块上的时延也进行了检测，使得对帧时延的测量更为精确，也更符合ITU-Y.1731协议的规定。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种芯片级实现以太网OAM帧时延测量的方法，包括：

在芯片中设置时钟模块，在网络设备的入方向端口和出方向端口分别设置入方向OAM处理模块及出方向OAM处理模块；

所述时钟模块定时向网络设备的MAC，入方向OAM处理模块及出方向OAM处理模块发送时间戳；

在内向MEP配置在所述出方向端口上接收DM报文时，从所述出方向OAM处理模块中获得时钟信息；

在内向MEP配置在所述入方向端口上发送DM报文时，从所述入方向OAM处理模块中获得时钟信息。

其中，所述内向MEP接收DM报文时包括以下步骤：

S1，DM报文从所述入方向端口的MAC进入，经转发处理后，转发至出方向端口；

S2，DM报文从所述出方向OAM处理模块中取得时钟信息，通过出方向回环，将报文和时间信息发送至OAM引擎中；

S3，OAM引擎根据报文中的时钟信息，改写报文中的时间字段，CPU根据所述时间字段进行帧时延的计算。

所述S2中取得的时钟信息记入报文的带外信息中。

所述内向MEP发送DM报文时包括以下步骤：

S1，将CPU发出的内向MEP的DM报文通过入方向回环转发至所述入方向端口；

S2，在所述入方向OAM处理模块中取得时钟信息；

S3，将所述DM报文连通所述时钟信息转发至出方向端口，并在出方向端口处理结束时将所述时钟信息写入报文的时间字段中，CPU根据所述时间字段进行帧时延的计算。

所述S1中，CPU携带带外信息发送报文至转发模块，转发模块根据带外信息确认所述报文为CPU发送的内向MEP的DM报文后进行转发至入方向处理模块。

本发明提出的另一种芯片级实现以太网OAM帧时延测量的方法，为内向MEP接收DM报文的过程，包括以下步骤：

S1，DM报文从网络设备的入方向端口的MAC进入，经转发处理后，转发至出方向端口；

S2，DM报文从出方向OAM处理模块中取得时钟信息，通过出方向回环，将报文和时间信息发送至OAM引擎中；

S3，OAM引擎根据报文中的时钟信息，改写报文中的时间字段，CPU根据所述时间字段进行帧时延的计算。

本发明提出的又一种芯片级实现以太网OAM帧时延测量的方法，为内向MEP发送DM报文的过程，包括以下步骤：

S1，将CPU发出的内向MEP的DM报文通过入方向回环转发至所述入方向端口；

S2，在所述入方向OAM处理模块中取得时钟信息；

S3，将所述DM报文连通所述时钟信息转发至出方向端口，并在出方向端口处理结束时将所述时钟信息写入报文的时间字段中，CPU根据所述时间字段进行帧时延的计算。

其中，所述S1中，CPU携带带外信息发送报文至转发模块，转发模块根据带外信息确认所述报文为CPU发送的内向MEP的DM报文后进行转发至入方向处理模块。

本发明还提出一种芯片级实现以太网OAM帧时延测量的装置，包括：

时钟模块，设置于芯片上，用于定时向维护域的MAC，入方向端口及出方向端口上的OAM处理模块中发送时间戳；

入方向处理模块，设于所述入方向端口上，用于处理入方向端口接收和发送的报文，其包括入方向OAM处理模块；

出方向处理模块，设于所述出方向端口上，用于处理出方向端口接收和发送的报文，其包括出方向OAM处理模块；

转发模块，用于向入方向端口和出方向端口及OAM引擎转发DM报文。

其中，所述入方向OAM处理模块用于内向MEP发送DM报文时，向报文提供时钟信息；

所述出方向OAM处理模块用于外向MEP发送DM报文时，向报文提供时钟信息。

与现有技术相比，本发明提出的芯片级实现以太网OAM帧时延测量的方法和装置，其准确地按照协议规定，在芯片上实现了以太网OAM中内向Mep帧时延测量功能的设计和方法，使得内向Mep在接收和发送DM报文时，按照其管理范围，将转发真正纳入测量范围，以便准确的测量出内向Mep所监测管理范围的时延。

附图说明

图1A是包括外向MEP的网络的示意图；

图1B是包括内向MEP的网络的示意图；

图2是本发明在本发明时钟模块发送时间戳的示意图；

图3是本发明在本发明芯片设计架构的示意图；

图4A是本发明内向MEP接收DM报文的网络示意图；

图4B是本发明内向MEP发送DM报文的网络示意图；

图5是本发明实现以太网OAM帧时延测量装置的模块图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1A所示，对于维护域的外向MEP，即方向向外的维护端点，由于其监测的范围为网桥Bridge的端口A以及其向左的链路，因此，当外向MEP配置在维护域的端口进行接收或发送DM报文时，其时延测量的过程为：

当外向MEP配置在入方向端口，接收OAM中的DM报文时，则DM报文直接在入方向端口的MAC中取得时间信息，记入带外信息，然后在入方向OAM处理模块中解析报文为OAM DM报文后，通过队列处理模块，将DM报文发送至OAM处理引擎，OAM处理引擎根据报文类型，将带外信息中的时间信息填入报文相应字段(Field)中，并通过CPUMAC送至CPU，从而根据DM报文中的时间信息得到该链路的时延。

当外向MEP配置在出方向端口，发送OAM中的DM报文时，CPU携带带外信息并发送报文至队列处理模块，队列处理模块根据带外信息中的内容，确认该报文为CPU发出的外向MEP的DM报文，直接发送至出方向处理模块，在出方向端口的MAC处理时，从MAC上取得时间信息，并根据带外信息将取得的时间信息填入报文相应的字段中，并根据报文中的时间信息得到该链路的时延。

而对于内向MEP，如图1B所示，为方向向内的维护端点，由于其检测的范围包括了图中网桥Bridge的端口A，转发模块Relay Entity及端口B方向的链路，因此，在内向MEP发送或接收报文时，都要经过维护域中间的转发模块，因此，将在转发模块上产生时延。

为了满足协议的要求，如图2所示，本发明通过在芯片中设计时钟模块，使其可以提供精确的秒至纳秒的时间戳(Time Stamp)，并定时发送至所述入方向端口上的入方向OAM处理模块，所有MAC，以及出方向端口上的出方向OAM处理模块，以便DM报文在入方向OAM处理模块，和出方向OAM处理模块以及所有MAC上都能够获得时间信息。

因此，在所述时钟模块的支持下，在内向MEP在发送或接收DM报文时，当无法在网络设备的端口的MAC上取得时钟信息时，则可以通过在入方向OAM处理模块或出方向OAM处理模块上取得时钟信息。基于此，如图3所示，本发明提出的内向MEP中的帧时延测量的方法为：

当内向MEP配置在图4A所示的网桥Bridge的出方向端口Port A处，接收OAM的帧时延测量报文DM报文时，DM报文从网桥的入方向端口Port B的MAC进入，识别为OAM DM报文，经过入方向处理模块，队列处理模块处理后，转发至出方向处理模块，确认出端口OAM使能后，在出方向OAM处理模块处取得时钟信息，并记入带外信息，通过出方向回环，将报文和带外信息发送至队列处理模块，然后再由队列处理模块发送至OAM引擎。

在OAM引擎中，根据接收到的DM报文及带外信息中的时钟信息，改写报文中相应的时间相关字段，并通过CPUMAC发送至CPU，让CPU根据报文中的时间相关字段进行以太网中帧时延测量的计算，得出链路上的时延。

而在内向MEP配置在如图4B所示的入方向端口Port B处，发送OAM的DM报文时，CPU携带带外信息并发送DM报文至队列处理模块，队列处理模块根据带外信息中的内容，确认该报文为CPU发出的内向MEP的DM报文，然后将该报文通过入方向回环发送至入方向处理模块。在入方向OAM处理模块中取得时间信息，并记入带外信息。该DM报文会根据数据转发流程，通过队列处理模块进入出方向处理模块。

在出方向处理模块，DM报文会根据带外信息中表明的该报文是从CPU发送出来的，则跳过出方向OAM处理模块相关检查和查找，直接按数据转发到出端口，在出方向处理模块结束时，将带外信息中的时间信息填入报文相应位置的字段中。

经过以上处理过程，可以做到内向MEP接收报文时是在配置内向MEP的端口处理位置，即已经经过队列处理模块转发模块(即图4A，4B中的转发模块)，在出方向处理模块中获得时间信息。而在内向MEP发送报文时，通过入方向回环，在内向MEP配置的端口处理位置，即入方向处理模块中，未经过图4A，4B中所标明的转发模块Relay Entity，在入方向处理模块中获得时间信息，从而使得内向MEP在接收DM报文及发送DM报文时，都能较准确的符合协议中对内向MEP的定义及功能的实现。

此外，本发明还提出了芯片级实现以太网OAM帧时延测量的装置，用以实现本发明提出的在内向MEP上进行OAM帧时延测量的方法，如图5所示，所述装置包括设置于芯片上的时钟模块，设置于网络设备的入方向端口的入方向处理模块，设置于网络设备出方向端口的出方向处理模块，转发模块，以及OAM引擎，所述入方向处理模块包括入方向OAM处理模块，该入方向OAM处理模块中包括有由芯片上的时钟模块发送过来的时间戳；所述出方向处理模块包括出方向OAM处理模块，该出方向OAM处理模块中包括有由芯片上的时钟模块发送过来的时间戳。

所述时钟模块，用于定时向网络设备上的所有MAC，入方向端口及出方向端口上的OAM处理模块中发送时间戳；

所述入方向处理模块，设于所述入方向端口上，用于处理入方向端口接收和发送的报文，其包括入方向OAM处理模块；

所述出方向处理模块，设于所述出方向端口上，用于处理出方向端口接收和发送的报文，其包括出方向OAM处理模块；

所述转发模块，用于向入方向端口和出方向端口及OAM引擎转发DM报文，其包括队列处理模块。

所述入所述方向OAM处理模块用于内向MEP发送DM报文时，向报文提供时钟信息，所述出方向OAM处理模块用于外向MEP发送DM报文时，向报文提供时钟信息。

所述OAM引擎用于在接收信息时，将带外信息中传递的时间戳信息加入到报文中。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种芯片级实现以太网OAM帧时延测量的方法，其特征在于：

在芯片中设置时钟模块，在网络设备的入方向端口和出方向端口分别设置入方向OAM处理模块及出方向OAM处理模块；

所述时钟模块定时向网络设备的MAC，入方向OAM处理模块及出方向OAM处理模块发送时间戳；

当内向MEP配置在所述出方向端口上接收DM报文时，从所述出方向OAM处理模块中获得时钟信息；

当内向MEP配置在所述入方向端口上发送DM报文时，从所述入方向OAM处理模块中获得时钟信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述内向MEP接收DM报文时包括以下步骤：

S1，DM报文从所述入方向端口的MAC进入，经转发处理后，转发至出方向端口；

S2，DM报文从所述出方向OAM处理模块中取得时钟信息，通过出方向回环，将报文和时间信息发送至OAM引擎中；

S3，OAM引擎根据报文中的时钟信息，改写报文中的时间字段，CPU根据所述时间字段进行帧时延的计算。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述S2中取得的时钟信息记入报文的带外信息中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述内向MEP发送DM报文时包括以下步骤：

S1，将CPU发出的内向MEP的DM报文通过入方向回环转发至所述入方向端口；

S2，在所述入方向OAM处理模块中取得时钟信息；

S3，将所述DM报文连通所述时钟信息转发至出方向端口，并在出方向端口处理结束时将所述时钟信息写入报文的时间字段中，CPU根据所述时间字段进行帧时延的计算。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述S1中，CPU携带带外信息发送报文至转发模块，转发模块根据带外信息确认所述报文为CPU发送的内向MEP的DM报文后进行转发至入方向处理模块。

6.一种芯片级实现以太网OAM帧时延测量的方法，其特征在于：当内向MEP接收DM报文时，包括以下步骤：

S1，DM报文从网络设备的入方向端口的MAC进入，经转发处理后，转发至出方向端口；

S2，DM报文从出方向OAM处理模块中取得时钟信息，通过出方向回环，将报文和时间信息发送至OAM引擎中；

S3，OAM引擎根据报文中的时钟信息，改写报文中的时间字段，CPU根据所述时间字段进行帧时延的计算。

7.一种芯片级实现以太网OAM帧时延测量的方法，其特征在于：当内向MEP发送DM报文时，包括以下步骤：

S1，将CPU发出的内向MEP的DM报文通过入方向回环转发至所述入方向端口；

S2，在所述入方向OAM处理模块中取得时钟信息；

S3，将所述DM报文连通所述时钟信息转发至出方向端口，并在出方向端口处理结束时将所述时钟信息写入报文的时间字段中，CPU根据所述时间字段进行帧时延的计算。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述S1中，CPU携带带外信息发送报文至转发模块，转发模块根据带外信息确认所述报文为CPU发送的内向MEP的DM报文后进行转发至入方向处理模块。

9.一种芯片级实现以太网OAM帧时延测量的装置，其特征在于包括：

时钟模块，设置于芯片上，用于定时向网络设备的MAC，入方向端口及出方向端口上的OAM处理模块中发送时间戳；

入方向处理模块，设于所述入方向端口上，用于处理入方向端口接收和发送的报文，其包括入方向OAM处理模块；

出方向处理模块，设于所述出方向端口上，用于处理出方向端口接收和发送的报文，其包括出方向OAM处理模块；

转发模块，用于向入方向端口和出方向端口及OAM引擎转发DM报文。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：

所述入方向OAM处理模块用于内向MEP发送DM报文时，向报文提供时钟信息；

所述出方向OAM处理模块用于外向MEP发送DM报文时，向报文提供时钟信息。

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