WO2006102840A1

WO2006102840A1 - Procede de surveillance du taux de perte de paquets

Info

Publication number: WO2006102840A1
Application number: PCT/CN2006/000534
Authority: WO
Inventors: Jianfei He
Original assignee: Huawei Technologies Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2006-10-05
Also published as: CN100583784C; EP1865646A4; EP1865646A1; CN1842033A; US20070064611A1

Description

监测丟包率的方法技术领域

本发明涉及标签交换技术，特别涉及在标签交换网络中以及分域管理的标签交换网络中监测丢包率的方法。发明背景

作为下一代网络（NGN ) 的关键技术，多协议标签交换（MPLS ) 技术在 IP网络中扮演的角色越来越重要。目前， MPLS技术通过进一步改造，巳逐渐演变成为通用 MPLS ( GMPLS )技术。 GMPLS技术可以应用到以太网等分組包交换网络中。这些分组包交换网可统称为标签交换网络。

由于丟包率是体现网络性能的一个重要指标 , 能够反映网络对业务的服务质量，因此，如何在标签交换网络中监测丢包率已经逐渐成为标签交换网络一个亟待解决的问题。发明内容

本发明提供一种在标签交换网络中监测丟包率的方法，可以及时、准确地获得标签交换网络中标签交换路径 ( LSP ) 的丢包率指标。

本发明还提供了一种在分域管理的标签交换网络监测丢包率的方法，可以及时、准确地计算得到标签交换网络 LSP各个操作维护管理域 ( OAM )域的丢包率指标。

根据本发明的第一方面，在标签交换网络中监测丢包率的方法包括：在标签交换路径 LSP的源节点向宿节点发送携带有报文统计信息的 OAM帧；以及所述宿节点接收并解析所述 OAM帧，从中提取所述报文统计信息，并根据所述报文统计信息计算所述 LSP的丢包率。

其中，所述报文统计信息为所述源节点已发送的报文数 T_t;

所述计算包括： '

所述宿节点从所接收 OAM报文中提取源节点巳发送的报文数 T_t 后，获取自身已接收的报文数 R_t, 得到一个数据对（T_t, R_t )并存储；宿节点读取上一次接收到用于丟包率监测的 OAM帧时获得的数据对（Tw,— Rt-i );

分別计算所述两个数据对对应项之间差值的绝对值，得到在连续两次接收到用于丟包率监测的 OAM帧的时间内，所述源节点共发出的报文数 iT_t-T 以及所述宿节点共接收到的报文数 iR_t-R_t— 1|;并计算所述源节点共发出的报文数及宿节点共接收的报文数之差，得到在连续两次接收到用于丢包率监测的 OAM帧的时间内的丢包数 ITt-T HRt-Rnl;

使用计算得到的丢包数除以所述源节点共发出的报文数，得到在连续两次接收到用于丟包率监测的 OAM帧的时间内该 LSP的丢包率。

才艮据本发明的另一方面，在分域管理的标签交换网络中监测丟包率的方法包括如下步骤：

•在标签交换路径上指定一个或多个操作维护管理 OAM域，并确定各个 OAM域的入口节点和出口节点；

每个 OAM域的入口节点向该 OAM域的出口节点发送携带有报文统计信息的域内 OAM帧；以及

所述出口节点接收并解析所述域内 OAM帧，从中提取所述寺艮文统计信息，并根据所述报文统计信息计算本 OAM域的丢包率。

其中 , 所述报文统计信息为所述 OAM域入口节点已发送或已接收的报文数 T_t; 所述计算包括：

所述 OAM域的出口节点从所接收域内 OAM报文中提取所述入口节点已发送或已接收的报文数 T_t后，获取自身已接收或已发送的报文数 R_t, 得到一个数据对（T_t, R_t ) 并存储；

所述 OAM域的出口节点读取上一次接收到域内 OAM帧时获得的数据对（T_t— R_t-! );

分別计算所述两个数据对对应项之间差值的.绝对值，得到在连续两次接收到用于丢包率监测的 OAM帧的时间内，所述入口节点共发出或共接收的报文数 |T_t-T_t- 1|以及宿节点共接收或共发出的报文数 |R_t- — i|；并计算所述入口节^共发出或共接收的报文数及出口节点共接收或共发出的报文数之差，得到在连续两次接收到用于丢包率监测的 OAM帧的时间内的丢包数 ITrU-IRt-Rt— .

使用计算得到的丢包数除以所述入口节点共发出或共接收的报文数，得到在连续两次接收到用于丟包率监测的 OAM帧的时间内本 OAM 域内的丟包率。

由此可以看出，本发明所述的方法利用扩展的 OAM帧，包括：新定义的用于丢包率监测的 OAM帧、 ςΝ帧或 FFD帧将 LSP源节点统计的才艮文统计信息发送给宿节点，使得宿节点可以及时获得上游节点的报文统计信息，计算出所述丢包率。这种方法不仅及时、准确、实现筒单，而且也减少了标签交换网络中为传送报文统计信息所占用的带宽 f网络资源。

另夕卜，本发明还对分域管理的标签交换网络提供了丢包率的监测方法，可对 LSP在某个 OAM域内的一段的丟包率进行监测，因而能够方便地确定标签交换网络中各部分的性能和可靠性，以便在 LSP性能恶化的时候，进行责任认定。附图简要说明

+ 图 1为本发明优选实施例 1所述通过扩展的 OAM帧进行丢包率监测的方法流程图；

图 2为本发明优选实施例 1所述的标签交换网络中的 LSP示意图；图 3为本发明优选实施例 2所述通过 CV帧进行丟包率监测的方法流程图； .

图 4为本发明优选实施例 3所述的标签交换网络中分域管理的 LSP 示意图；

图 5为本发明优选实施例 3所述通过扩展的域内 OAM帧对 LSP的 OAM域进行丟包率监测的方法。实施本发明的方式

为了在标签交换网络中监测 LSP 的丢包率，本发明主要通过 LSP 的源节点向宿节点发送的 OAM帧来传递报文统计信息，在接收到来自 LSP源节点发送的 OAM帧后，所述宿节点根据其中携带的报文统计信息来确定丢包率。下面将通过本发明的优选实施例详细说明本发明的方' 法。

实施例 1:

在本实施例所述的方法中, 可以通过对现有 OAM帧进行扩展来传递所述才艮文统计信息。所述广展的具体方法为：定义一个新的 OAM类型，用于标识用于丢包率监测的 OAM帧，通过在现有 OAM帧结构中的类型字段中使用新定义的 OAM类型来唯一标识这种用于丢包率监测的 OAM帧，同时定义该 OAM帧结构中的另一个字段为报文统计字段，用来携带所述文统计信息。本实施例中，所述报文统 i十信息为 LSP 的源节点已发送的报文数。

通过上述扩展 OAM帧进行丟包率监测的方法如图 1所示，主要包括以下步骤：

101、 LSP的源节点发送用于丢包率监测的 OAM帧到该 LSP的宿节点，并在所述 OAM帧中携带所述源节点已发送的报文数 T_t。

如前所述，源节点在所发送的 OAM帧的类型字段中使用新定义的 OAM帧类型来标识当前的 OAM帧用于丢包率监测，并且在所述 OAM 帧的报文统计字段中携带所述已发送的报文数 T_t。 '

102、所述宿节点接收到所述用于丢包率监测的 OAM帧后，提取其中携带的源节点已发送的报文数 T_t, 然后提取自身已接收的报文数 R_t, 获得一个数据对（T_t， R_t )。 .

为了实现上述步驟，所述宿节点在接收报文的同时还需要统计自身已接收的报文数。

103、所述宿节点根据获得的数据对（T_t, R_t )以及在上一次接收到用于丢包率监测的 OAM帧时获得的数据对 ( Tt-!, R_t- i )计算该 LSP的丢包率。

本步骤所述计算采用如下公式（1 )和公式（2 ) 实现：

丢包数（Packet Loss ) = iT_rTt-i |R_r t-i| ( 1 ) 丢包率（ Packet Loss Rate ) = Racket Loss/|T_t-T_t-i| ( 2 ) 另外，为了避免宿节点接口处的緩存可能造成的计算误差， LSP宿节点将在靠近发送緩存队列发送数据包的位置捕获所述用于丟包率监测的 OAM帧。

在本实施例中， LSP的.源节点通过扩展的 OAM帧将报文统计信息一一 LSP源节点已发送的报文数发送给宿节点，这样，所述宿节点就可以根据自身已接收的报文数以及源节点巳发送的报文数计算出该 LSP 当前的丢包率了。由此可以看出，本实施例所述的方法不仅可以及时、准确地监测出 LSP当前的丢包率，而且实现筒单，对现有标签交换网络的改动极小。

下面结合图 2举例说明本实施例所述的方法。在图 2中， LSP A— >B— >C->D->E的源节点 A定时向宿节点 E发送扩展的用于丢包率监测的 OAM帧 , 并在其中的报文统计字段中携带自身已发送的报文数 T_t; 所述扩展的 OAM帧穿过节点 B、 C、 D后到达宿节点 E。宿节点 E 监测到扩展的 OAM帧后捕获该帧，从其中的报文统计字段中取出源节点 A已发送的报文数 T_t,再提取自身已接收的报文数 R_t,获得一个数据对（T_t, R_t ), 然后根据获得的数据对（T_t, R_t ) 以及在上一次接收到用于丟包率监测的 OAM帧时获得的数据对（T_t— Rt-j )通过公式（1 ) 和公式 ( 2 )计算得到该 LSP的丟包率。

实施例 2: . . 除了通过对现有 OAM帧进行扩展的方法之外，还可以利用其他类型的 OAM帧进行丢'包率监测。本实施例给出了利用现有的连通性校验 ( CV )帧或快速故障检测（FFD )帧作为 OAM帧来传递所述报文统计信息的方法。. '

在标签交换网络中，为了检测已建立 LSP的状态， LSP的源节点会定期向宿节点发送 CV帧或 FFD帧， LSP的宿节点将根据是否定期接收到源节点发送的 CV帧或 FFD帧来判断 LSP是否正常。所述源节点发送 CV帧或 FF.D帧的时间间隔可以是数毫秒到数秒。例如，对于 FFD帧而言，其发送的时间间隔最小可以为 10ms。因此，所述源节点也可以利用 CV帧或 FFD帧将所迷^ =艮文统计信息传递给宿节点。

在目前定义的 CV帧和 FFD 帧结构中， CV帧有 18 字节的填充 ( Padding )字段， FFD帧有 17字节的 Padding字段，所述填充字段尚未定义具体的含义， '使用 Padding字段主要目的是为了使不同 OAM帧具有相同的长度。由于现有的 CV帧或 FFD帧无法携带所述报文统计信息，本实施例对现有的 CV帧或 FFD帧进行了扩展, 即将 CV帧或 FFD 帧 Padding字段中的一部分字节定义为一个新的报文统计字段, 用于携带所述报文统计信息。这样，宿节点就可以根据所述 CV帧或 FFD帧携带的报文统计信息计算 LSP的丢包率了。

下面以 CV帧为例详细说明本实施例的方法。需要说明的是，本实施例所述的报文统计信息为源节点已发送的报文数。该方法如图 3所示，主要包括： .

301、 LSP的源节点定期发送 CV帧到该 LSP的宿节点, 并在所述 CV帧中携带源节点已发送的报文数 T_t。

如前所述，所述源节点已发送的报文数 T_t由在 CV帧的 Padding字段中扩展的报文统计字段承载。

- 302、所述宿节点接收到所述 CV帧后，提取其报文统计字段中携带的源节点已发送的报文数 T_t，然后提取自身巳接收的报文数 R_t, 获得一个数据对（T_t, R_t )。

与步骤 102相同，所述宿节点在接收报文的同时还需要统计自身已接收的报文数 R_t。

303、所述宿节点根据获得的数据对（T_t, R_t )以及在上一次接收到用于丢包率监测的 CV帧时获得的数据对 ( Tt-_{1 ?} R_t- 1 )计算该 LSP的丢包率。

本步驟所述计算与步骤 103 所述的计算相同，即利用公式（1 )和公式（2 )计算得到所述丢包率。

通过 FFD帧监测丟包率的处理过程与上述过程基本相同，在此就不再赘述了。

同样，为了避免宿节点接口处缓存可能造成的计算误差， LSP宿节点将在靠近发送緩存队列发送数据包的位置捕获所述 CV帧或 FED帧。

在本实施例中， LSP的源节点通过扩展的 CV帧或 FFD帧将报文统计信息一一 LSP源节点已发送的报文数发送给宿节点，这样，所迷宿节点就可以根据自身已接收的报文数以及源节点巳发送的报文数计算出该 LSP当前的丟包率了。由此可以看出，本实施例所述的方法可以及时、准确地监测出 LSP当前的丟包率，并且实现筒单，对现有标签交换网络的改动极小。，实施例 3:

本实施例描述了在对 LSP进行分域管理的情况下，在 LSP的各个 OAM域内分别实现丢包率监测的方法。

在对 LSP进行分域管理时， LSP上将被预先指定一个或多个 OAM 域，同时确定各个 OAM域的入口节点和出口节点。所述 OAM域可以与 LSP的路由域一致，此时所述 OAM域在所述路由域形成的时候自然形成。所述 OAM域也可以不与所述路由域一致，此时可以通过配置参指定每个 OAM域及其入口节点和出口节点。 ' '

如图 4所示，标签交换网络中的节点八、 B、 C、 G构成一个 OAM 域，其中，节点 A是该 OAM域的入节点，节点 C是该 OAM域的出口节点， LSPA->B->C为工作 LSP, LSPA->G->C为保护 LSP; 节点 C、

D、. E、 F构成另一个 OAM域，其中，节点 C是该 OAM域的入口节点, 节点 E是该 OAM域的出口节点， LSP C->D->E为工作 LSP , LSP C->F->E 为保护 LSP。可以看出，节点 C同时属于 2个 OAM域。

对于进行分域管理的 LSP , 该 LSP上的各个 OAM域可以通过新定义的域内 OAM帧来实现 LSP的分域管理。具体来讲，通过在每个 OAM域入口节点插入携带有管理信息的域内 OAM帧， OAM域的出口节点将接收并解析所述域内 OAM帧，并按该域内 OAM帧携带的管理信息管理本 OAM域。

与端对端的 OAM帧一致，所述域内 OAM帧也将包括 OAM标签和 OAM净荷两个部分，其封装格式是在 LSP的标签内部再压入一层域内 OAM标签并携带 OAM净荷来实现.的。所述 OAM标签的格式与 MPLS的标签格式相同, 分为 4个字段: labei、 exp、 s、 ttl, 其中 label 字段为一个用来识别该数据帧为域内的 OAM帧的特殊数值, 例如，采用 MPLS预留的标签值 13 , 以区別于端对端 OAM帧,根据 MPLS协议规定端对端 OAM帧的标签值为 14。其他， exp、 s、 ttl字段的含义与现有 MPLS标签的定义相同， '具体内容奇参见 RPC3032。 OAM净荷部分按照其功能的不同可以包含多种类型的管理信息，例如，可以包含目前各标准組织定义的各种端到端的 OAM类型。除此之外，域内 OAM帧净荷中还应当包含有 OAM域的标识，用以区分不同的 OAM域。

在本实施例所述的方法中就是利用域内 OAM来传递所述报文统计信息的.。本实施例所述的域内 OAM帧可以是域内的 CV帧或域内 FFD 帧，也可以是扩展的新类型的域内 OAM帧。需要在域内 CV帧或域内 FFD帧的 Padding字段中增加一个报文统计字段，使用该艮文统计字段承载所述艮文统计信息。

如果使用扩展的新类型的域内 OAM帧，则需要首先定义一个新的用于丢包率监测的域内 OAM类型，并在域内 OAM帧结构的类型字段中使用新定义的域内 OAM 类型来唯一标识用于丢包率监测的域内 ΌΑΜ帧，同时定义该域内 OAM帧结构中的另一个字段为报文统计字段，用于携带所述报文统计信息。

在本实施例中，所述报文统计信息为 LSP上一个 OAM域入口节点已接收或已发送的报文数 T_t。由于 LSP上某些 OAM域的入口节点仅仅进行报文的转发，因此，所述报文统计信息也可以是该 OAM域入口节点所接收的报文数。

通过上述扩展的域内 OAM帧进行丟包率监测的方法如图 5'所示，主要包括：

501、在 OAM域的入口节点插入域内 OAM帧，并在其中携带该 OAM域入口节点已发送或已接收的报文数 T_t。

在本步驟中，如前所述，所述域内 OAM帧可以是使用特定 OAM 类型标识的用于丢包率监测的域内 'OAM帧，此时，所述 OAM域入口节点已发送或已接收的报文数 T_t将由该域内 OAM帧的报文统计字段承载；另外，所述域内 OAM帧还可以是域内 CV帧或域内 FFD帧，此时，所迷 OAM域入口节点已发送或已接收或的报文数 T_t将由该域内 CV帧或域 F¾ FFD帧的 Padding字段中新定义的报文统计字段承载。 502、该 OAM域的出口节点检测到域内 OAM帧后，从中提取出该 OAM域入口节点已发送或已接收的报文数 T_t, 然后，提取自身已接收或已发送的报文数 R_t, 获得一个数据对（T_t, R_t )。

与步驟 102相同，为了实现上述步骤，所述宿节点在接收报文的同时还需要统计自身已接收或已发送的报文数 R_t。

503、所述宿节点根据获得的数据对（T_t, _t )以及在上一次接收到用于丢包率监测的域内 OAM 帧时获得的数据对（T ₁₅ R_t-i )计算该 LSP的丢包率。

本步骤所述计算与步驟 103 所述的计算相同，即利用公式（1 )和公式（2 )计算得到所述丟包率。

同样，为了避免 OAM域出口节点接口处的緩存可能造成的计算误差，该 OAM域出口节点将在靠近发送緩存队列发送数据包的位置捕获所述域内 OAM帧。

本实施例所述的方法可以看出， LSP的源节点通过扩展的用于丟包率监测的域内 OAM帧、域内 CV帧或域内 FFD帧将报文统计信息一 — OAM域入口节点已发送或已接收的报文数发送给该 OAM域出口节点，这样，所述 OAM域出口节点则可以根据自身已接收或已发送的报文数以及入口节点已发送或已接收的报文数计算出该 OAM内当前的丟包率。这种方法不但简单易行，并且对现有标签交换网络的改动非常小。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

权利要求书一种在标签交换网络中监测丢包率的方法，其特征在于，包括如下步骤： . .

在标签交换路径 LSP的源节点向宿节点发送携带有报文统计信息的 OAM帧；以及

所述宿节点接收并解析所述 OAM帧，从中提取所述报文统计信息，并根据所述报文统计信息计算所述 LSP的丟包率。

2、根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于，所述 OAM帧为用于丟包率监测的 OAM帧，包括：唯一标识自身为用于丢包率监测的 OAM 帧的类型字段以及用于携带报文统计信息的报文统计字段。

3、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述 OAM帧为包括报文统计字段的连通性校验 CV帧，所述报文统计字段通过扩展 CV帧的填充字段得到。

4、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述 OAM帧为包括报文统计字段的快速故障检测 FFD帧，所述报文统计字段通过扩展 FFD 帧的填充字段得到。

5、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述接收为：宿节点在发送緩存队列中靠近发送数据包的位置捕获所述 OAM帧。

6、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所迷报文统计信息为所述源节点已发送的报文数 T_t; '

所述计算包括：

' 所述宿节点从所接收 OAM报文中提取源节点已发送的报文数 T_t 后，获取自身已接收^报文数 R_t, 得到一个数据对（T_t, R_t ) 并存储； ' 宿节点读取上一次接收到用于丢包率监测的 OAM帧时获得的数据对（T_t— _t-i );

•分别计算所述两个数据对对应项之间差值的绝对值，得到在连续两次接收到用于丟包率监测的 OAM帧的时间内，所述源节点共发出的报文数 |T_t-T_t- J以及所述宿节点共接收到的报文数 1 - — i|; '并计算所述源节点共发出的报文数及宿节点共接收的报文数之差，得到在连续两次接收到用于丟包率监测的 OAM帧的时间内的丟包数 |T_rT_t— iHRt-Rt- il;

使用计算得到的丟包数除以所述源节点共发出的报文数，得到在连续两次接收到用于丟包率监测的 OAM帧的时间内该 LSP的丢包率。

7、 .一种在分域管理的标签交换网络中监测丟包率的方法，其特征在于，包括如下步骤： '

在标签交换路径上指定一个或多个操作维护管理 OAM域，并确定各个 OAM域的入口节点和出口节点；

所述出口节点接收并解析所述域内 OAM帧，从中提取所述报文统计信息，并根据所述报文统计信息计算本 OAM域的丟包率。

8、根据权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述威内 OAM帧为用于丢包率监测的域内. OAM帧，包括：唯一标识自身为用于丟包率监测的域内 OAM帧的类型字段以及用于携带报文统计信息的报文统计字段。 ' -

9、根据权利要求 7所述的方法.，其特征在于，所述域内 OAM帧为' 包括报文统计字段的域内连通性校验 CV帧，所述报文统计字段通过扩展所述域内 CV帧的填充字段得到。

- 10、根据权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述域内 OAM帧为包括报文统计字段的域内快速故障检测 FFD帧，所述报文统计字段通过扩展所述域内 FFD帧的填充字段得到。

11、根据权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述接收为: OAM 域的出口节点在发送緩存队列中靠近发送数据包的位置捕获所述域内 OAM帧。

12、根据权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述报文统计信息为所述 .OAM域入口节点已发送或已接收的报文数 T_t;

所述计算包括：

所述 OAM域的出口节点从所接收域内 OAM报文中提取所述入口节点已发送或已接收的报文数 T_t后，获取自身已接收或已发送的报文数 R_t, 得到一个数据对（T_t, R_t )并存储；

所述 OAM域的出口节点读取上一次接收到域内 OAM帧时获得的数据对（Tt— ¾-! );

分别计算所述两个数据对对应项之间差值的绝对值，得到在连续两次接收到用于丢包率监测的 OAM帧的时间内 , 所述入口节点共发出或共接收的报文数 jTrU以及宿节点共接收或共发出的报文数 |R_rR_t— 1;并计算所述入口节点共发出或共接收的报文数及出口节点共接收或共发出的报文数之差，得到在连续两次接收到用于丟包率监测的 OAM帧的时间内

使用计算得到的丟包数除以所述入口节点共发出或共接收的报文数，得到在连续两次接收到用于丟包率监测的 OAM帧的时间内本 OAM 域内的丢包率。