CN112448926A - 一种带内操作管理维护ioam的处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带内操作管理维护IOAM的处理方法及系统，涉及通信技术领域。IOAM的处理方法包括：源节点接收网管下发的IOAM配置信息，IOAM配置信息包括业务数据报文信息、交替标记周期和传输节点信息；源节点按照交替标记周期对业务数据报文进行交替标记，基于交替标记信息和IOAM配置信息生成IOAM头部，并将IOAM头部封装在业务数据报文中后发送给下一传输节点；下一传输节点接收业务数据报文，获取IOAM头部携带的IOAM配置信息并保存在本地，以及根据业务数据报文信息和交替标记周期启动定时器进行报文监控。本发明在业务数据报文经过的网络节点上生成IOAM配置信息，节约网络资源。

Description

一种带内操作管理维护IOAM的处理方法及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体是涉及一种带内操作管理维护IOAM(In-situOperations，Administration and Maintenance)的处理方法及系统。
背景技术
在5G飞速发展过程中，网络传输能力不断增强，对网络质量也达到了更高要求，对网络传输丢包、时延和乱序高度敏感。网络传输过程中存在很多的突发现象，如果传输负荷超过设备的传输能力会有丢弃行为，而且会引起传输时延抖动过大，从而导致通信双方重传报文，进而影响通信质量。
IOAM技术是将IOAM数据内容封装到业务数据报文中，即在业务数据报文中插入一个IOAM头部(IOAM header)，随业务数据报文在网络中传递。IOAM技术在丢包率、时延测量和乱序上能带来更好的运维服务，但是需要网络管理员对业务数据报文传输路径上的源节点、中间节点和宿节点分别进行配置，而随着网络传输的业务类型和路径的不断变化，以及网络智能运维的要求，网络管理员的工作负荷与日俱增，并且需要消耗较大的网络资源。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种带内操作管理维护IOAM的处理方法及系统，在业务数据报文经过的网络节点上生成IOAM配置信息，节约网络资源。
本发明提供一种带内操作管理维护IOAM的处理方法，其包括：
源节点接收网管下发的IOAM配置信息，其中，IOAM配置信息包括业务数据报文信息、交替标记周期和传输节点信息；
源节点按照交替标记周期对业务数据报文进行交替标记，基于交替标记信息和IOAM配置信息生成IOAM头部，并将IOAM头部封装在业务数据报文中后发送给下一传输节点；
所述下一传输节点接收业务数据报文，获取IOAM头部携带的IOAM配置信息并保存在本地，以及根据业务数据报文信息和交替标记周期启动定时器进行报文监控。
在上述技术方案的基础上，所述IOAM头部包括流标识字段、扩展头字段以及保存所述交替标记信息的字段；
其中，流标识字段用于保存根据所述业务数据报文信息确定的流标识，所述交替标记周期位于扩展头字段中，保存交替标记信息的字段包括用于标识不同所述交替标记周期的交替标记位，以及用于标识每个所述交替标记周期的第一报文的报文标记位。
在上述技术方案的基础上，所述下一传输节点获取业务数据报文中IOAM头部携带的IOAM配置信息并保存在本地，以及根据业务数据报文信息和交替标记周期启动定时器进行报文监控，具体包括：
所述下一传输节点识别所述业务数据报文，根据所述报文标记位获取每个所述交替标记周期的第一报文；
获取每个第一报文中所述IOAM头部携带的所述IOAM配置信息，并至少在本地保存第一个所述交替标记周期中的所述IOAM配置信息；
基于所述流标识和交替标记周期启动定时器，并为每个所述交替标记周期设置一个计数器进行报文统计。
在上述技术方案的基础上，所述至少在本地保存第一个所述交替标记周期中的所述IOAM配置信息包括：
在本地保存第一个所述交替标记周期中的所述IOAM配置信息，如果后续的所述第一报文中携带的IOAM配置信息与本地保存的所述IOAM配置信息相同，则不保存。
在上述技术方案的基础上，所述方法还包括：
当所述下一传输节点在设定时长内没有接收到业务数据报文时，删除本地保存的所述IOAM配置信息。
本发明还提供一种带内操作管理维护IOAM的处理系统，所述系统包括设于源节点中的第一收发模块和封装模块、以及设于下一传输节点中的第二收发模块和处理模块；
所述第一收发模块用于接收网管下发的IOAM配置信息，其中，IOAM配置信息包括业务数据报文信息、交替标记周期和传输节点信息；还用于将所述封装模块封装的报文发送给所述第二收发模块；
所述封装模块用于按照交替标记周期对业务数据报文进行交替标记，基于交替标记信息和IOAM配置信息生成IOAM头部并封装在业务数据报文中；
所述第二收发模块用于接收业务数据报文；
所述处理模块用于获取IOAM头部携带的IOAM配置信息并保存在本地，并根据业务数据报文信息和交替标记周期启动定时器进行报文监控。
在上述技术方案的基础上，所述IOAM头部包括流标识字段、扩展头字段以及保存所述交替标记信息的字段；
其中，流标识字段用于保存根据所述业务数据报文信息确定的流标识，所述交替标记周期位于扩展头字段中，保存交替标记信息的字段包括用于标识不同所述交替标记周期的交替标记位，以及用于标识每个所述交替标记周期的第一报文的报文标记位。
在上述技术方案的基础上，所述处理模块用于识别所述业务数据报文，根据所述报文标记位获取每个所述交替标记周期的第一报文；获取每个第一报文中所述IOAM头部携带的所述IOAM配置信息，并至少在本地保存第一个所述交替标记周期中的所述IOAM配置信息；基于所述流标识和交替标记周期启动定时器，为每个所述交替标记周期创建一个计数器并进行报文计数。
在上述技术方案的基础上，所述处理模块用于在本地保存第一个所述交替标记周期中的所述IOAM配置信息，如果后续的所述第一报文中携带的IOAM配置信息与本地保存的所述IOAM配置信息相同，则不保存。
在上述技术方案的基础上，所述处理模块还用于当所述第二收发模块在设定时长内没有接收到业务数据报文时，删除本地保存的所述IOAM配置信息。
与现有技术相比，本发明实施例通过源节点接收网管下发的IOAM配置信息，其中，IOAM配置信息包括业务数据报文信息、交替标记周期和传输节点信息；源节点按照交替标记周期对业务数据报文进行交替标记，基于交替标记信息和IOAM配置信息生成IOAM头部，并将IOAM头部封装在业务数据报文中后发送给下一传输节点；下一传输节点接收业务数据报文，获取IOAM头部携带的IOAM配置信息并保存在本地，以及根据业务数据报文信息和交替标记周期启动定时器进行报文监控，在业务数据报文经过的网络节点上生成IOAM配置信息，节约网络资源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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是本发明实施例带内操作管理维护IOAM的处理方法流程图；
图2是IOAM头部的一种结构示意图；
图3是本发明实施例的IOAM头部的结构示意图；
图4是本发明实施例带内操作管理维护IOAM的处理系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
参见图1所示，本发明实施例提供一种带内操作管理维护IOAM的处理方法，其包括：
S110源节点接收网管下发的IOAM配置信息，其中，IOAM配置信息包括业务数据报文信息、交替标记周期和传输节点信息。
S120源节点按照交替标记周期对业务数据报文进行交替标记，基于交替标记信息和IOAM配置信息生成IOAM头部，并将IOAM头部封装在业务数据报文中后发送给下一传输节点。
S130下一传输节点接收业务数据报文，获取IOAM头部携带的IOAM配置信息并保存在本地，以及根据业务数据报文信息和交替标记周期启动定时器进行报文监控。
传输节点信息包括源节点、中间节点和宿节点。使能IOAM之前，首先要在业务数据报文传输路径上部署时间同步功能，例如，IEEE1588协议是一种精确时间协议(PrecisionTime Protocal，PTP)，基于PTP报文以及时间戳对时钟的频率和相位进行调整，进而实现不同设备之间的时钟同步。各个节点设备间1588时间的同步误差能够在ns级内，保证满足IOAM秒级标记周期的要求。
为了对业务数据报文进行统计，每个网络节点需要识别业务流。
在步骤S110中，业务数据报文信息可以包括流识别信息和流标识(FlowIdentification，Flow ID)，其中，流识别信息包括每一条业务流的源互联网协议地址(Source Internet Protocol，SIP)、目的IP地址(Destination IP，DIP)、用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)和差分服务代码点(Differentiated Services CodePoint，DSCP)等。
在一种示例中，网管在源节点(Ingress Node)下发IOAM配置信息，IOAM配置信息包括交替标记周期、流识别信息、Flow ID和传输节点信息等。
在另一种示例中，业务数据报文信息也可以包括流识别信息，源节点根据业务数据报文信息确定流标识Flow ID。
在步骤S120中，源节点按照交替标记周期对业务数据报文进行交替标记包括：
参照RFC8321：Alternate-Marking Method for Passive and HybridPerformance Monitoring的方法，交替标记周期包括交替的A周期和B周期，源节点按照交替标记周期将同一条业务流的业务数据报文分别标记为A周期的数据包和B周期的数据包，每个周期均包括多个数据包。
每一条业务流在各个传输节点间保持A周期和B周期一致，不同的业务流之间的A周期和B周期顺序可以不同，然后各个传输节点分别通过A和B标记周期的计数器来统计源节点发出的标记了A和B标记周期的数据包。
具体的，源节点可以在业务数据报文中插入一个IOAM头部，也可以对业务数据报文中的IOAM头部的值进行设置。
如图2所示的IOAM头部中，IOAM头部包括流标识字段、扩展头(Next header)字段以及保存交替标记信息的字段，其中，流标识字段用于前述的流标识FLOW ID，保存交替标记信息的字段包括用于标识不同交替标记周期的交替标记位，以及用于标识每个交替标记周期的第一报文的报文标记位。
其它字段的含义如下：
TC:Traffic Control，流量管理；
S：stack，栈底标识；
TTL：Time To Live，生存时间；
R：保留字段；
Next Header：代表是否携带扩展头，
0x00：保留；
0x01：表示FIH为基本检测信息，不携带扩展头；
0x02：表示FIH为可选逐跳检测信息，不携带扩展头；
0x03-0x1f：保留
Optional data：其它数据；
Payload：有效净荷。
源节点根据交替标记周期启动定时器，按照IOAM配置信息的流识别信息识别业务数据报文，并将IOAM报文标识(In-Band Flow OAM Lable Indication)和FLOW ID封装到业务数据报文中(如图2所示)。按照交替标记周期将业务数据报文标记为A标记周期和B标记周期的报文(即图2所示的L比特位bit为0或1)，同时将每个标记周期的第一报文标记为D(即图2所示的D比特位bit为1)报文，基于FLOW ID配置A和B标记周期的两个计数器，用来统计标记A和B标记周期的数据包。
如果源节点向中间节点和宿节点发送图2所示的报文，则网管需要预先在中间节点和宿节点配置交替标记周期、FLOW ID和传输节点信息，然后中间节点和宿节点按照IOAM配置信息启动定时器以及A和B标记周期的计数器，
图3为本发明实施例的IOAM头部的结构示意图，在图2所示的IOAM头部的基础上，交替标记周期Period位于扩展头Next header字段中，例如扩展头Next header字段的最后3个比特位。
步骤S130包括：
S131下一传输节点识别业务数据报文，根据报文标记位获取每个交替标记周期的第一报文。
S132获取每个第一报文中IOAM头部携带的IOAM配置信息，并至少在本地保存第一个交替标记周期中的IOAM配置信息。
S133基于流标识和交替标记周期启动定时器，并为每个交替标记周期设置一个计数器进行报文统计。统计数据包括以下参数中的至少一种：丢包率、时延和抖动性能。
在步骤S132中，每个数据包均携带图3所示的IOAM头部，下一传输节点接收数据包，可以持续地获取每个标记周期的第一个数据包，获取每个第一个数据包的IOAM头部携带的IOAM配置信息，并至少在本地保存第一个交替标记周期中的所述IOAM配置信息。每个交替标记周期的第一报文即第一个数据包。
在一种可选的实施方式中，步骤S132包括：
在本地保存第一个交替标记周期中的IOAM配置信息，如果后续的第一报文中携带的IOAM配置信息与本地保存的IOAM配置信息相同，则不保存，从而降低本地资源占用，节省本地资源。
在一种可选的实施方式中，在步骤S130之后，带内操作管理维护IOAM的处理方法还包括：
S140当下一传输节点在设定时长内没有接收到业务数据报文时，删除本地保存的IOAM配置信息。
S150当下一传输节点接收到新的业务数据报文时，重新执行步骤S130。
在其他实施方式中，在设定时长内，如果下一传输节点接收到的多批业务数据报文携带的IOAM配置信息均相同，也可以对相同IOAM配置信息不进行重复保存处理。
当下一传输节点为中间节点时，下一传输节点将携带IOAM头部的业务数据报文发送给其下一传输节点，直至宿节点。
携带IOAM头部的业务数据报文是IOAM报文，本发明实施例通过IOAM报文的流触发形式自动生成中间节点和宿节点的IOAM配置信息，不再需要人工下发IOAM配置信息，减轻人员负荷，减少出错概率。IOAM配置信息只在业务流经过的单盘按需生成，没有业务流时则删除，节约了设备资源；通过定义的L和D比特位的值和A、B标记周期的关系，为不同厂家提供了一种IOAM流识别功能的互通方案，这种流触发的IOAM实现方案简单，且不区分设备类型。
参见图4所示，本发明实施例提供一种带内操作管理维护IOAM的处理系统，用于实现上述实施例的处理方法，处理系统包括设于源节点中的第一收发模块和封装模块、以及设于下一传输节点中的第二收发模块和处理模块。
第一收发模块用于接收网管下发的IOAM配置信息，其中，IOAM配置信息包括业务数据报文信息、交替标记周期和传输节点信息；还用于将封装模块封装的报文发送给第二收发模块。
封装模块用于按照交替标记周期对业务数据报文进行交替标记，基于交替标记信息和IOAM配置信息生成IOAM头部并封装在业务数据报文中。
第二收发模块用于接收业务数据报文。当下一传输节点为中间节点时，第二收发模块还用于将携带IOAM头部的标记的业务数据报文发送给其下一传输节点，直至宿节点。
处理模块用于获取IOAM头部携带的IOAM配置信息并保存在本地，并根据业务数据报文信息和交替标记周期启动定时器进行报文监控。
在一种可选的实施方式中，IOAM头部包括流标识字段、扩展头(Next header)字段以及保存交替标记信息的字段；其中，流标识字段用于保存根据业务数据报文信息确定的流标识，交替标记周期位于扩展头(Next header)字段中，保存交替标记信息的字段包括用于标识不同交替标记周期的交替标记位，以及用于标识每个交替标记周期的第一报文的报文标记位。
在一种可选的实施方式中，处理模块用于识别业务数据报文，根据报文标记位获取每个交替标记周期的第一报文；获取每个第一报文中IOAM头部携带的IOAM配置信息，并至少在本地保存第一个交替标记周期中的所述IOAM配置信息；基于流标识和交替标记周期启动定时器，为每个交替标记周期创建一个计数器并进行报文计数。
在一种可选的实施方式中，处理模块用于在本地保存第一个交替标记周期中的IOAM配置信息，如果后续的第一报文中携带的IOAM配置信息与本地保存的IOAM配置信息相同，则不保存。
在一种可选的实施方式中，处理模块还用于当第二收发模块在设定时长内没有接收到业务数据报文时，删除本地保存的IOAM配置信息。
具体的，下一传输节点首先根据IOAM头部中的In-Band Flow OAM LableIndication(在每条业务流中该值相同，例如默认值可以是7)识别IOAM报文；如果是IOAM报文且D比特位等于1时，对此报文镜像一份报文到处理模块，处理模块可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或其他硬件处理单元。
处理模块学习收到的报文所携带的IOAM配置信息，需要学习的配置信息主要是FLOW ID、L值、框/槽/子卡/端口、1588时间和标记周期Period等信息。根据学习到的FLOWID启动定时器，根据L值将定时器调整到A标记周期(L等于0)或B标记周期(L等于1)，基于FLOW ID自动产生A、B标记周期的计数器，然后将IOAM配置信息下发到本地设备。同时，启动读取统计A、B标记周期的计数器，根据D报文的内容启动定时器和性能采集器，将每个标记周期的计数值、1588时间、框/槽/子卡/端口、标记周期Period和FLOW ID进行汇总，然后将汇总信息送到性能采集器，性能采集器完成丢包率和时延的计算。通过这种业务流触发的方式实现中间节点和出口宿节点的IOAM功能的自动运行。
性能采集器可以设于传输节点中，也可以是独立的设备，性能采集器将计算结果上报网管。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种带内操作管理维护IOAM的处理方法，其特征在于，其包括：
源节点接收网管下发的IOAM配置信息，其中，IOAM配置信息包括业务数据报文信息、交替标记周期和传输节点信息；
源节点按照交替标记周期对业务数据报文进行交替标记，基于交替标记信息和IOAM配置信息生成IOAM头部，并将IOAM头部封装在业务数据报文中后发送给下一传输节点；
所述下一传输节点接收业务数据报文，获取IOAM头部携带的IOAM配置信息并保存在本地，以及根据业务数据报文信息和交替标记周期启动定时器进行报文监控。
2.如权利要求1所述的带内操作管理维护IOAM的处理方法，其特征在于：
所述IOAM头部包括流标识字段、扩展头字段以及保存所述交替标记信息的字段；
其中，流标识字段用于保存根据所述业务数据报文信息确定的流标识，所述交替标记周期位于扩展头字段中，保存交替标记信息的字段包括用于标识不同所述交替标记周期的交替标记位，以及用于标识每个所述交替标记周期的第一报文的报文标记位。
3.如权利要求2所述的带内操作管理维护IOAM的处理方法，其特征在于，所述下一传输节点获取业务数据报文中IOAM头部携带的IOAM配置信息并保存在本地，以及根据业务数据报文信息和交替标记周期启动定时器进行报文监控，具体包括：
所述下一传输节点识别所述业务数据报文，根据所述报文标记位获取每个所述交替标记周期的第一报文；
获取每个第一报文中所述IOAM头部携带的所述IOAM配置信息，并至少在本地保存第一个所述交替标记周期中的所述IOAM配置信息；
基于所述流标识和交替标记周期启动定时器，并为每个所述交替标记周期设置一个计数器进行报文统计。
4.如权利要求3所述的带内操作管理维护IOAM的处理方法，其特征在于，所述至少在本地保存第一个所述交替标记周期中的所述IOAM配置信息包括：
在本地保存第一个所述交替标记周期中的所述IOAM配置信息，如果后续的所述第一报文中携带的IOAM配置信息与本地保存的所述IOAM配置信息相同，则不保存。
5.如权利要求1所述的带内操作管理维护IOAM的处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述下一传输节点在设定时长内没有接收到业务数据报文时，删除本地保存的所述IOAM配置信息。
6.一种带内操作管理维护IOAM的处理系统，其特征在于：
所述系统包括设于源节点中的第一收发模块和封装模块、以及设于下一传输节点中的第二收发模块和处理模块；
所述第一收发模块用于接收网管下发的IOAM配置信息，其中，IOAM配置信息包括业务数据报文信息、交替标记周期和传输节点信息；还用于将所述封装模块封装的报文发送给所述第二收发模块；
所述封装模块用于按照交替标记周期对业务数据报文进行交替标记，基于交替标记信息和IOAM配置信息生成IOAM头部并封装在业务数据报文中；
所述第二收发模块用于接收业务数据报文；
所述处理模块用于获取IOAM头部携带的IOAM配置信息并保存在本地，并根据业务数据报文信息和交替标记周期启动定时器进行报文监控。
7.如权利要求6所述的带内操作管理维护IOAM的处理系统，其特征在于：
所述IOAM头部包括流标识字段、扩展头字段以及保存所述交替标记信息的字段；
其中，流标识字段用于保存根据所述业务数据报文信息确定的流标识，所述交替标记周期位于扩展头字段中，保存交替标记信息的字段包括用于标识不同所述交替标记周期的交替标记位，以及用于标识每个所述交替标记周期的第一报文的报文标记位。
8.如权利要求7所述的带内操作管理维护IOAM的处理系统，其特征在于：
所述处理模块用于识别所述业务数据报文，根据所述报文标记位获取每个所述交替标记周期的第一报文；获取每个第一报文中所述IOAM头部携带的所述IOAM配置信息，并至少在本地保存第一个所述交替标记周期中的所述IOAM配置信息；基于所述流标识和交替标记周期启动定时器，为每个所述交替标记周期创建一个计数器并进行报文计数。
9.如权利要求8所述的带内操作管理维护IOAM的处理系统，其特征在于：
所述处理模块用于在本地保存第一个所述交替标记周期中的所述IOAM配置信息，如果后续的所述第一报文中携带的IOAM配置信息与本地保存的所述IOAM配置信息相同，则不保存。
10.如权利要求6所述的带内操作管理维护IOAM的处理系统，其特征在于：
所述处理模块还用于当所述第二收发模块在设定时长内没有接收到业务数据报文时，删除本地保存的所述IOAM配置信息。
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