CN1866849A - 一种检测以太网用户线状态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以太网OAM的方法，该方法包括以下步骤：在用户设备CE断电或CE网络接头从网络断开的时候设置用户线形成环路状态；运营商设备PE向CE发出PING请求报文；在PE接收到的报文为环回报文的时候，断定用户线正常。本发明在CE断电或CE网络接头从网络断开的时候，PE能够正确判断出此时的用户线状态，避免了将这种情况错误地判断为用户线故障。并且，本发明所采用的开关电路、切换装置，具有简便、容易实现的特点，适合于大规模使用。

Description

一种检测以太网用户线状态的方法

技术领域

本发明涉及以太网运行管理和维护(Operations、Administration &Maintenance，OAM)领域，特别是一种检测以太网用户线状态的方法。

背景技术

在以太网的接入层，用户设备(Customer Equipment，CE)一般通过用户线与运营商设备(Provider Equipment，PE)相连接，所述CE是指用户的计算机，所述PE是指与用户直接连接的运营商设备，比如交换机，所述用户线一般为双绞线或五类线等。如果用户线发生故障，用户将无法与网络连接获得服务，因此及时检测到用户线故障是一个非常重要的技术问题。

电气和电子工程师学会(IEEE)801.1AH标准描述了一种以太网运行管理和维护(OAM)机制，该标准在介质访问控制(MAC)层和物理(PHY)层之间增加了一个OAM子层，并且定义了一种OAM报文格式，用以在设备之间传递OAM信息。

如图1所示，位于MAC层和PHY层之间的OAM子层的主要功能是，在输出方向的数据流中插入发送给其它设备的OAM报文，从输入方向的数据流中解析并分流出其它设备发送过来的OAM报文，对其进行处理。OAM报文的格式与传统的以太网帧格式一致，只是新定义了一种OAM类型。如表1所示，OAM报文一般包括：目的MAC，表示接收OAM报文的设备的MAC地址；源MAC，表示发送OAM报文的设备的MAC地址；报文长度和类型(LENGTH/TYPE)，取值为8809，表示该报文为OAM报文；报文子类型(SUB-TYPE)，可以为PING请求报文(PING REQ)、PING应答报文(PING ACK)等；版本(VERSION)；标记位(FLAG)；编码(CODE)；数据及填充位(DATA/PAD)；校验(FCS)等等。

目的MAC

源MAC

LENGTH/TYPE

SUB-TYPE

VERSION

FLAG

CODE

DATA/PAD

FCS

                  表1  OAM报文格式示例

在现有技术中一般通过从PE向连接在自身的CE发起PING请求报文，然后根据在规定时间内是否收到CE的PING应答报文判断用户线是否正常。图1所示的PING机制的示意图，PE的OAM子层通过底层PHY层向CE发出PING请求报文，CE的OAM子层分流出该PING请求报文后，作出应答，再向PE发出PING应答报文。如果PE的OAM子层在规定时间内收到CE的PING应答报文，则说明用户线是正常的；如果PE在规定时间内没有收到CE的PING应答报文或者收到的报文不是CE的PING应答报文，则作出线路故障的判断，并发出告警。

上述PING机制中的PING请求报文和PING应答报文都是OAM报文的一种子类型。其中PING请求报文的格式如表2所示，包括但不限于如下信息：目的MAC，表示CE的MAC地址；源MAC，表示PE的MAC地址；报文类型，表示该报文为OAM报文；报文子类型，为PING请求(PING REQ)报文；时间邮戳，表示该报文发出的时间；序列号；校验。相应的PING应答报文如表3所示，包括以下信息：目的MAC，为PE的MAC地址；源MAC为CE的MAC地址；报文类型为OAM报文；报文子类型为PING应答报文(PING ACK)；时间邮戳，表示该PING应答报文从CE发出的时间；序列号；校验。

目的MAC

源MAC

报文类型

报文子类型

时间邮戳

序列号

校验

                         表2  PING请求报文格式示例

目的MAC

源MAC

报文类型

报文子类型

时间邮戳

序列号

校验

                         表3  PING应答报文格式示例

但是，PE没有收到CE的PING应答报文，除了是用户线发生故障的原因外，还有可能是用户刚刚将CE关机、或者用户将CE的网线插头临时从网络用户线接口拔起。现有技术仅根据没有收到PING应答报文判断线路是否故障，会将这些情况错误的判断为线路故障，进一步还会造成运营商的线路维护资源被大大的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种检测以太网用户线状态的方法，用以在CE断电或CE网络接头从网络断开时，正确判断出用户线的状态。

根据上述目的，本发明提供了一种检测以太网用户线状态的的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A.在用户设备CE断电或CE网络接头从网络断开的时候设置用户线形成环路状态；

B.运营商设备PE向CE发出PING请求报文；

C.在PE接收到的报文为环回报文的时候，断定用户线正常。

在上述技术方案中，所述步骤C进一步包括：在PE收到的报文为PING应答报文的时候，断定用户线路正常。

在上述技术方案中，所述步骤C进一步包括：在PE没有收到报文的时候，断定用户线故障；和/或在PE收到的报文不是环回报文或PING应答报文的时候，断定用户线路故障。

进一步，在所述断定用户线路故障的步骤之后包括发出故障告警的步骤。

较佳地，在连续多次断定用户线故障之后进一步包括发出故障告警的步骤。

所述步骤A包括：在CE上设置一个开关电路；当CE断电的时候，通过所述开关电路旁路CE使得用户线形成环路状态。

步骤A进一步包括：当CE上电时，通过所述开关电路连接用户线与CE。

较佳地，所述开关电路为继电器。

在与CE网络接头连接的用户线接头上增加一个切换装置；当CE网络接头从网络断开的时候，通过所述切换装置旁路CE使得用户线形成环路状态。

所述步骤A进一步包括：当CE网络接头连接到网络的时候，通过所述切换装置连接用户线与CE。

较佳地，所述切换装置为分别与用户线的两条线路连接的弹簧片，在CE网络接头从网络断开时通过所述弹簧片短路以旁路CE，在CE网络接头连接到网络时通过所述弹簧片断路以连接用户线与CE。

从上述方案中可以看出，由于本发明在CE断电或CE网络接头从网络断开的时候将用户线设置为环路状态，当PE发出PING请求报文后，如果CE关闭或者CE网络接头从网络断开，PE会接收到环回报文，从而判断出此时用户线正常，避免了将这种情况错误地判断为用户线故障。并且，本发明利用在CE内增加的继电器等开关电路，在CE关闭时将用户线设置为环路状态，或者在与CE连接的用户线接头增加的弹簧片等切换装置，在CE网络接头从网络断开时将用户线设置为环路状态。本发明采用的方法具有简便、容易实现的特点，适合于大规模使用。

附图说明

图1为OAM子层结构与功能示意图；

图2为PING机制的示意图；

图3为环回报文的形成原理示意图；

图4为本发明的流程示意图；

图5a和图5b为CE上开关电路的原理示意图；

图6a和图6b为CE用户线接头上切换设备的原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

本发明在CE处于断电状态或者CE网络接头从网络断开的时候，将用户线自环，使得PE发出PING请求报文后，接收到自身发出的PING请求报文，即环回报文，本发明还相应地改进了PE的OAM子层中PING的处理机制，将这种状态与用户线故障区分开。

所述环回报文的形成如图3所示，图3中在CE端已经将用户线设置为环路状态，PE发出PING请求报文，该PING请求报文通过与PE发送端口连接的线路到达用户端后，由于用户线的两根线路处于环路状态，该PING请求报文接着通过与PE接收端连接的线路又返回到PE，因此PE接收到的是自身发出的PING请求报文，即环回报文。

需要注意的是，本发明中的用户线环路仅仅是将用户线的两根线路进行对接，相当于将设备的数据发送端和数据接收端对接在一起，对于用户线的物理特性没有任何不良影响。

如图4所示，本发明的实现流程如下：

步骤401，预先在CE中增加一个开关电路，用于在CE关闭或掉电时将用户线设置为环路状态，在CE上电启动时将用户线设置为与CE接通状态。预先在与CE连接的用户线接头上增加一个切换设备，该切换设备在CE网络接头从用户线接头拔出的时候，即从网络断开的时候，将用户线设置为环路状态；在CE网络接头插入用户线接头的时候，即接通网络的时候，将用户线设置为与CE连接状态。

下面详细介绍所述开关电路和切换设备。

图5a和图5b所示的是开关电路的原理示意图。该开关电路相当于一个双刀双掷开关，位于CE的网络接头与CE内部模块之间，开关电路的A端为CE网络接头的用户线输入端，B端为环路线，C端为用户设备内部模块。所述开关电路可以用继电器来构造。当CE关机或掉电时，继电器处于如图5a所示的AB状态，此时继电器将CE旁路，用户线处于环路状态。当CE上电时，继电器处于如图5b所示的AC状态，此时继电器连接用户线与CE，用户线与CE处于连通状态。

图6a和图6b为所述切换设备的原理示意图。该切换设备可以简单地通过弹簧片来实现，弹簧片分别连接到用户线的两条线路上。当CE网络接头从用户线接头拔开的时候，弹簧片闭合相互接触短路，旁路CE，使得用户线处于环路状态；当CE网络接头插入用户线接头的时候，CE网络接头的塑料扣撑开用户线接头的弹簧片，使得弹簧片断路，弹簧片张开与CE网络接头的两根接触探针连接，实现用户线与CE的连接。

步骤402，PE向CE发出PING请求报文。如表4所示，该PING请求报文的信息包括：目的MAC，表示CE的MAC地址，这里用2来示意；源MAC，表示PE的MAC地址，这里用1来示意；报文类型，表示该报文为OAM报文；报文子类型，为PING请求(PING REQ)报文；时间邮戳，表示该报文发出的时间，这里为18:00；序列号为001；校验为循环冗余码(CRC)校验。

目的MAC	源MAC	报文类型	报文子类型	时间邮戳	序列号	校验
							2	1	8809	PING REQ	18:00	0001	CRC校验

                 表4  PING请求报文示例

步骤403，PE的OAM子层判断在预设时间内是否收到报文，如果收到，则执行步骤404，否则说明用户线发生故障，执行步骤408。

步骤404至步骤405，PE的OAM子层判断所接收到的报文是否是环回报文，如果是环回报文，则断定用户线正常，当前情况为CE断电或者CE网络接口从网络上断开了。PE还可以进一步发出一个提示性的告警，通知维护人员PE接收到了环回报文以及对应的CE断电或CE网络接口从网络上断开的信息。

如果PE所接收到的报文不是环回报文，则执行步骤406。

步骤406至步骤407，判断所接收到的报文是否是CE的PING应答报文，如果是则断定用户线正常。否则说明用户线故障，执行步骤408。

与步骤302中PING请求报文对应的PING应答报文如表3所示，包括以下信息：目的MAC，为PE的MAC地址；源MAC为CE的MAC地址；报文类型为OAM报文；报文子类型为PING应答报文(PING ACK)；时间邮戳，表示该PING应答报文从CE发出的时间，这里为18:01；序列号为0001；校验为CRC校验。

目的MAC	源MAC	报文类型	报文子类型	时间邮戳	序列号	校验
							1	2	8809	PING ACK	18:01	0001	CRC校验

                         表5  PING应答报文示例

步骤408，断定用户线发生故障，发出故障报警。

进一步，为了提高检测的可靠性，避免偶然的PING报文丢失的情况，可以从PE多次发出PING请求报文，在多次结果都断定用户线发生故障时，再发出故障报警。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (11)

1、一种检测以太网用户线状态的的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A.在用户设备CE断电或CE网络接头从网络断开的时候设置用户线形成环路状态；

B.运营商设备PE向CE发出PING请求报文；

C.在PE接收到的报文为环回报文的时候，断定用户线正常。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C进一步包括：

在PE收到的报文为PING应答报文的时候，断定用户线路正常。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C进一步包括：

在PE没有收到报文的时候，断定用户线故障；和/或

在PE收到的报文不是环回报文或PING应答报文的时候，断定用户线路故障。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述断定用户线路故障的步骤之后进一步包括发出故障告警的步骤。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在连续多次断定用户线故障之后进一步包括发出故障告警的步骤。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：在CE上设置一个开关电路；当CE断电的时候，通过所述开关电路旁路CE使得用户线形成环路状态。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤A进一步包括：

当CE上电时，通过所述开关电路连接用户线与CE。

8、根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述开关电路为继电器。

9、根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，步骤A包括，在与CE网络接头连接的用户线接头上增加一个切换装置；

当CE网络接头从网络断开的时候，通过所述切换装置旁路CE使得用户线形成环路状态。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括：

当CE网络接头连接到网络的时候，通过所述切换装置连接用户线与CE。

11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述切换装置为分别与用户线的两条线路连接的弹簧片，在CE网络接头从网络断开时通过所述弹簧片短路以旁路CE，在CE网络接头连接到网络时通过所述弹簧片断路以连接用户线与CE。

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