Pbt网络中的中间节点上的以太网oam的制作方法

Pbt网络中的中间节点上的以太网oam的制作方法
【专利摘要】通过除了使OAM帧携带对打算将所述OAM帧用于中间节点OAM功能的标记（以太类型、操作码、TLV值或这些以及其他字段的组合）之外，还使OAM帧寻址到PBT中继线端点，可以在以太网网络中的PBT中继线上的中间节点上实现OAM。所述以太类型、操作码和TLV值可以是标准化值，或者也可以使用厂商特定值。将OAM帧寻址到PBT中继线端点使得PAM帧能够沿着PBT中继线贯穿网络。OAM标记通知中间节点OAM帧打算用于执行中间节点OAM功能。OAM帧可包含反向中继线信息以避免要求中间节点存储前向和反向中继线之间的相互关系。
【专利说明】PBT网络中的中间节点上的以太网OAM
[0001]本案为分案申请。其母案的发明名称为“PBT网络中的中间节点上的以太网0ΑΜ”，申请日为2006年10月31日，申请号为2007800408517。
[0002]相关申请的交叉参考
本申请涉及2006年10月31日提交的题为“0AM For Differential Forwardingin Address Based Networks (在基于地址的网络中用于差异转发的0AM)”、申请号为60/855，550的美国临时申请，并要求该美国临时申请的优先权，该美国临时申请通过参考引入本申请。
【技术领域】
[0003]本发明涉及通信网络，尤其是涉及用于在提供商桥接传输(Provider BridgedTransport (PBT))网络中的中间节点上实现以太网OAM的方法和装置。
【背景技术】
[0004]数据通信网络可包括各种路由器、交换机、桥、集线器以及其他被耦合并配置以互相传送数据的网络设备。此处将把这些设备称为“网络部件”。通过采用设备之间的一条或多条通信链路以在网络部件之间传送协议数据单元，把数据传递经过数据通信网络，所述协议数据单元例如是网际协议(IP)信息包、以太网帧、数据单元、段或其他数据比特/字节的逻辑组合。当特定的协议数据单元(PDU)通过网络传播时，由多个网络部件来处理该特定的协议数据单元(PDU)，并且所述特定的协议数据单元穿过多条通信链路。
[0005]通信网络上的各种网络部件采用预定的规则集来彼此通信，所述预定的规则集在此被称为协议。不同的协议用以管理网络上的通信的不同方面，例如应当如何形成用于在网络部件之间传输的信号、协议数据单元应当看起来像什么的各方面、网络部件应当如何处理信息包或者应当如何使信息包按路由通过网络、以及应当如何在网络部件之间交换与路由信息相关的信息。
[0006]以太网是公知的网络协议，其已被电气和电子工程师协会(IEEE)定义为标准802。以太网起初用于局域网，例如企业以及大学校园中的企业网。以太网标准的改变使得以太网能够发展到这一地步，即以太网目前被考虑用于较大的网络，例如城域网以及广域网。
[0007]使以太网能够用于较大的运营商网络(carrier network)的改进之一是以太网支持网络提供商所希望的操作、管理和维护(OAM)功能的能力。需要实现诸如连接性检查、环回(loopback)、跟踪路由(trace route)和警报指示信号之类的OAM功能以使网络提供商能够确定网络是否在正确地运行，并且当网络中发生故障时能够诊断/隔离故障。
[0008]传统上，以太网被发展成为尽力而为的技术。然而，因为以太网适合于运营商网络，所以能够管理(engineer)网络变得值得期待了。尤其是，运营商可能想创建网络中端点之间的路径以使他们能够知晓路径特定的信息包将通过网络。结合其发展起来的技术的一个示例被称为提供商桥接传输(PBT)。PBT涉及IEEE 802.lah，并被作为提供商骨干网桥一业务流工程(Provider Backbone Bridges-Traffic Engineering (PBB-TE))行为(activity)加以讨论。在申请号为 10/818，685、题为 “Traffic Engineering inFrame-Based Carrier Networks (基于巾贞的运营商网络中的业务流工程)”的美国专利申请中较为详细地描述了 PBT，其内容在此引入作为参考。
[0009]图1图解说明了示例性网络100，其中多个以太网交换机102经由链路104互连。提供商桥接中继线106可被定义为具有特定的VLAN ID (VID)和目的地MAC地址(DA)的业务(traffic)流。在PBT中，贯穿网络的路径被称为中继线或通道，其可以被认为是与MPLS通道类似。如此处所使用的，术语“中继线(trunk)”将用于描述PBT路径。典型地，网络管理站定义中继线，这些中继线将被创建以贯穿网络，然后通过由网络管理站直接配置或采用信令协议来在网络部件上建立中继线。网络管理站可以设计中继线以用本领域已知的方式管理网络上的数据流。此外，如果需要，网络部件可以通过路由信息的交换来自动设立中继线。VLAN ID (VID)标签与特定目的地MAC地址(DA)的组合将唯一地识别特定的中继线，从而使得网络中的网络部件可以基于VID/DA来转发业务。中继线的信令将导致中间网络部件为VID/DA在它们的FIB中建立转发条目(forwarding entry),以使沿着从源到目的地的路径转发具有特定VID/DA组合的帧。
[0010]PBT中继线是贯穿网络的单向路径。一般地，在一对节点之间设立两个中继线，每个方向一条线，以使能够在节点之间的双方向上传输业务。出于各种原因，通常沿着同样的路径(同样的中间节点集和链路)设立中继线，然而并不要求按这种方式来设立它们。根据实现PBT的方式，前向中继线和反向中继线可以彼此独立，以使中继线上的中间节点可以不保持在网络上的源和目的地对之间的相反方向上延伸的中继线的转发信息的相互关系。
[0011]中间节点通过在它们的转发表中建立条目(entry)来为中继线建立转发状态以指示应当以特定方式转发具有特定目的地MAC地址(DA)和VID并且到达特定端口上的帧。例如，假设在图1中有第一中继线106a，其从源节点A延伸到目的地节点D。中间节点B将在其转发信息库(FIB)中建立转发状态以指示具有被识别的DA/VID的帧应当被转发给节点C。同样地，节点C也将在其FIB中建立转发状态以使具有DA/VID的帧将被转发给节点D。
[0012]在相反的路径上，将用节点A的目的地地址(DA)来识别中继线，通常还将单独的VID分配给从节点D到节点A的帧流。因此，中间节点将具有用于中继线106b的单独的FIB条目以使它们能够在从节点D到节点A的相反路径106b上转发帧。为了避免FIB条目变得太复杂，让用于两条中继线106a，106b的FIB条目不相关。虽然诸如所图解说明的那个网络之类的网络中的相互关系可能看起来是相对直接一些，但是当网络的规模得以增加且创建了数以百万计的这种PBT中继线时，中继线之间的相互关系便很微不足道了。此外，当实现多点传送时，相反路径的中继线可能更少地相关了。
[0013]除了不保持前向和反向PBT中继线之间的相互关系之外，沿PBT中继线的中间节点可能不具有关于沿PBT中继线的中间节点的信息，因此可能不知晓沿中继线在节点A和节点D之间会采用的路径的中间点的地址。此外，中间点可以被配置为仅转发基于DA/VID的帧。因此，到达且与FIB中的条目不匹配的任何帧可以被网络部件丢弃。这样，如果要将以太网OAM帧寻址到PBT中继线106a上的网络部件C，则上游的中间网络部件B可能不具有用于所述帧的转发状态并因此将遗漏所述帧。所以，网络部件C可能从来都不会接收到OAM巾贞，因此也不能响应于它。[0014]前向和反向路径之间的相互关系的可能的缺乏以及网络中其他中间节点会遗漏被寻址到中间节点的帧的事实这二者的结合会使得PBT网络中的中间节点OAM变得复杂。特别是，虽然可以在源A节点和目的地D节点中的信令端点(MEP)之间首尾相连地定义OAM流，但是即使在中间节点中定义信令中间点(MIP)，那些节点也并不会处理所述OAM帧，而是会简单地通过PBT中继线转发OAM帧。此外，如果中间节点被直接寻址，那么它们可能辨认不出所述帧，因为转发信息库可能不具有与中间节点相关联的DA和VID的条目，并且，根据PBT，中间节点将丢弃它们不包含其转发状态的那些帧。
[0015]最后，即使中间节点辨认出OAM消息且对OAM消息进行了处理，它也不会知晓该如何应答所述OAM消息，因为它不会有相反方向上的中继线所使用的VID。因此，中间节点所生成的任何OAM应答消息均会被其他中间节点丢弃，因为那些节点不会辨认出它。换言之，因为中间节点可能不具有前向路径上所使用的VID和反向路径上所使用的VID之间的相互关系，所以即使中间节点能够提取将用于反向路径的目的地地址，例如A)的MAC地址，它也可能不会知晓其他中间节点将在反向中继线106b上与DA结合使用的VID。因此，中间节点可能并不能够在反向中继线上创建将由其他中间节点处理为普通帧的帧。因此，即使中间节点接收到了 OAM消息并进行了处理，中间节点也不能创建能够在反向中继线106b上传输的应答帧。因此，希望能够在PBT网络上实现0ΑΜ。

【发明内容】

[0016]中间节点可被配置为辨认PBT中继线上的OAM帧并响应于OAM巾贞，所述OAM帧被寻址到PBT中继线端点，此外其还包含对它们将被用于实现中间节点OAM功能的指示。提供了三种解决方案，然而本发明并不局限于这些特定的解决方案，也可以采用其他方式实现本发明的实施例。在第一实施例中，采用以太类型(EtherType)值将巾贞识别为中间节点OAM帧以指示PBT中继线上的中间节点将由中间节点处理所述OAM帧。根据本发明的另一实施例，采用操作码(OpCode)值指示中间节点将由中间节点处理OAM帧。根据本发明的另一实施例，采用类型长度值(Type Length Value (TLV))指示中间节点将由中间节点处理OAM 帧。
[0017]为了防止要求中间节点保持前向和反向中继线之间的相互关系，可以将OAM帧配置为包含诸如反向中继线的DA/VID之类的应答地址信息，以使响应于OAM帧生成的应答消息可以在反向中继线上传送。
【专利附图】

【附图说明】
[0018]所附的权利要求中特别指出了本发明的各个方面。通过下述附图中的示例阐述本发明，在所述附图中，同样的附图标记表示类似的部件。下述附图仅出于举例说明的目的来公开本发明的各个实施例，所述附图并不意味着限制本发明的范围。为了清楚起见，并不是每一个部件均要在每幅附图中标注。在所述附图中:
图1是示例性以太网的部分的功能框图，在该以太网中可以实现PBT中继线；
图2是根据本发明实施例的以太网帧的框图，该以太网帧被配置为采用OAM以太类型在PBT中继线的中间节点上实现OAM ；
图3A是根据本发明实施例的以太网帧的另一实施例的框图，该以太网帧被配置为采用新的以太类型在PBT中继线的中间节点上实现OAM ；
图3B和3C是根据本发明实施例的由图3A的以太网帧创建的以太网帧的框图，该以太网帧被配置为由PBT中继线的中间节点实现OAM应答消息；
图4A是根据本发明实施例的以太网帧的框图，该以太网帧被配置为采用厂家特定操作码(vendor specific OpCode)在PBT中继线的中间节点上实现OAM ；
图5A是较为详细地示出了图4A的以太网帧的字段(field)的相对位置和大小的框
图；
图4B是根据本发明实施例的以太网帧的框图，该以太网帧被配置为采用标准化的操作码在PBT中继线的中间节点上实现OAM ；
图5B是较为详细地示出了图4B的以太网帧的字段的相对位置和大小的框图；
图6A是根据本发明实施例的以太网帧的框图，该以太网帧被配置为采用厂家特定TLV在PBT中继线的中间节点上实现OAM ；
图7A是较为详细地示出了图6A的以太网帧的字段的相对位置和大小的框图；
图6B是根据本发明实施例的以太网帧的框图，该以太网帧被配置为采用标准化的TLV在PBT中继线的中间节点上实现OAM ；
图7B是较为详细地示出了图6B的以太网帧的字段的相对位置和大小的框图；
图8是图解说明了可用于实现本发明实施例的过程的流程图；以及 图9是可用于实现本发明实施例的网络交换机的功能框图。
【具体实施方式】
[0019]下述详细描述阐明了多个特定细节以供彻底理解本发明。然而，本领域技术人员将理解本发明可以在没有这些特定细节的情况下实施。在其他情况下，不再详细描述公知的方法、进程、组件、协议、算法以及电路以免模糊本发明。
[0020]图1示出了示例性以太网网络100的部分，其中网络部件102通过链路104互连。如申请号为 10/818，685、题为 “Traffic Engineering in Frame-Based CarrierNetworks”的美国专利申请中较为详细地描述的那样，可贯穿以太网网络100建立PBT中继线106a，106b，该美国专利申请的内容在此引入作为参考。
[0021]通过使得在中间节点上建立转发状态来将PBT中继线106创建为延伸一条贯穿以太网网络100的路线，所述转发状态会使得中间节点沿中继线路径用中继线DA/VID转发业务。一般地，沿贯穿网络的同一路径在两个不同的方向上形成两条中继线，从而使得可以在路径端点的节点之间双向传输业务。网络管理系统108可用于创建中继线，然而也可以采用其他方式来定义中继线以及建立中继线。
[0022]在PBT网络中，当中继线106将被建立时，网络部件为中继线建立转发状态，以使中继线上的业务会被沿着定义的路径转发。 例如，在所图解说明的网络中，一对PBT中继线(106A, 106B)在网络部件A和网络部件D之间延伸。中间节点(网络部件B和C)将建立转发状态以实现中继线。采用中继线端点的MAC地址(目的地MAC地址或DA^PVPN ID(VID)来识别中继线上的业务。DA和VID的组合唯一地识别目的地和流，从而使得DA意指的不同的业务可以按照不同的路径贯穿网络。此外，DA/VID的组合可能期望是唯一的，从而可被中间节点的数据平面(dataplane)使用以识别业务并且无需要求给业务施加额外的标签就可以在中继线上转发业务。
[0023]根据本发明的实施例，将寻址到PBT中继线端点的以太网OAM帧配置为指示PBT中继线上的中间节点所述OAM帧将用于在PBT中继线上的一个或多个中间节点上实现中间节点OAM功能。如下面所述，可以用以太类型、操作码、TLV的形式或用以太网帧的另一字段来实现标记。
[0024]以太网OAM可用于实现环回、链路跟踪(Iinktrace)、警报指示信号(AIS)以及其他传统的0ΑΜ。虽然下述多个示例将集中在使用特定OAM帧以实现环回和链路跟踪，但是本发明并不局限于这种方式，因为OAM帧还可用于实现其他OAM功能。
[0025]图1B和IC图解说明了可采用OAM帧实现的多种不同形式的OAM功能，这些OAM帧将在后面详细描述。尤其是，图1B图解说明了下述实施例，在该实施例中OAM帧用于在中间节点C上实现环回OAM功能。在该实施例中，当中间节点C接收到中继线106A上的中间节点OAM消息时，它生成应答OAM消息108并将该应答通过应答反向中继线106B传输回源节点A。正如公知的那样，环回使得特定的节点响应于该OAM消息，并因此能够轮询(poll)在贯穿网络的路径上的特定网络部件。
[0026]图1C与图1B相似，除了待执行的OAM功能是链路跟踪(Iinktrace)。例如，如图1C中所示，假设要在节点A和C之间执行链路跟踪。当沿着中继线106A传输OAM帧时，接收到OAM帧的每个中间节点将生成应答108，并将该应答传输回反向中继线106B上的源节点A。因此，在该示例中，中间节点B和C均会生成应答消息108.图2图解说明了以太网帧200。如图2中所示，以太网帧一般包括目的地MAC地址(B-DA) 202和源MAC地址(B-SA) 204。图1的以太网网络中的源和目的地MAC地址是网络部件102的骨干(B) MAC地址，其一般是提供商寻址空间。
[0027]OAM帧包括以太类型字段206，在该图解说明的示例中，该以太类型字段206是0x88A8。以太网帧还包括B-VLAN ID (VID)字段208，其用于识别所述帧涉及哪一类型的VLAN。该标签是提供商实现的标签，也被称为Q标签，其使得以太网网络中的网络部件102无需为客户指定的标签检查所述帧的其他部分就能够识别与所述帧相关的VLAN。因为OAM帧包含用于在PBT中继线上转发业务的预计的DA/VID，所以将以常规方式在PBT中继线上转发OAM帧。
[0028]以太网帧200还包括第二以太类型210，其向处理所述帧的网络部件的数据平面指示其是什么类型的帧。例如，以太类型字段210可以包含指示帧是数据帧、控制帧或根据本发明实施例的以太网OAM帧的值，所述以太网OAM帧将被PBT中继线上的中间节点使用以在中继线上实现OAM功能。以太类型字段210中也可以包括其他的值以实现其他的公知功能。
[0029]图3图解说明了可用于在PBT中继线上的中间节点上实现以太网OAM的以太网帧的另一实施例。如图3中所示，以太网帧300包括新的以太类型值302，中间交换机102可识别该以太类型值302以指示所述帧是OAM帧。
[0030]以太类型302使得中间节点能够获得潜在地把它们作为目的地的OAM帧。当中间节点接收到具有被设定为指示所述帧为中间节点OAM帧的值的以太类型值302的帧时，中间节点将查看OAM帧中的其他字段以确定是否需要与所述OAM帧相关的进一步动作。
[0031]在图3中所示的示例中，OAM帧包括目标目的地地址(DA) 304，其允许快速路径(fastpath)(以太网交换机的数据平面)识别OAM帧是否被寻址到特定的中间节点。目标DA将是单独的MAC地址，在该地址处OAM帧将用于在特定中间节点上实现环回功能，或者可以是组MAC地址，在该地址处OAM帧将用于实现链路跟踪功能。注意在这一点上，环回使得特定节点应答特定帧的接收，而链路跟踪使得沿特定路径的所有中间节点响应于该特定帧的接收。
[0032]OAM帧还包括预期的(intended)源地址(SA) 306，其使得当PBT中继线端点未生成OAM帧时，OAM应答帧能够被送往OAM帧的源地址。一般地，在OAM帧将被发送回PBT中继线的源时，预期的SA 306将与骨干源地址(B-SA) 204相同。然而，通过使得OAM帧能够携带包含预期SA的字段，并不自动需要将OAM帧发送回PBT中继线的源中。
[0033]OAM帧还可以包括以太类型值308，其可以用于识别将由中间网络部件实现的OAM功能的类型。该字段允许中间节点通过从接收到的OAM帧中删除图3A中的帧头322来发布应答帧，且所得到的帧是有效的应答帧。如果希望，则该字段可以被删除，其中以太类型值302对于传送该信息而言是足够明确的。例如，如果为每个OAM功能指定不同的以太类型值，则第二以太类型字段308可能是多余的。
[0034]OAM帧还包括反向VLAN ID字段310，其中可携带反向VLAN。反向VLAN ID(VID)与预期的SA (或B-SA，其中OAM帧在中继线端点上产生)相结合使用以寻址(address)应答帧。例如,如图1中所示,采用网络部件D的DA和第一 VID将从A到D的中继线106a上的帧寻址到网络部件D。DA和VID的组合用于识别从A到D的中继线106a上的帧。在反向中继线中，从网络部件D到网络部件A，将由网络部件A的目的地MAC地址识别帧，其可以是B-SA或作为选择地是图3中所示的帧的预期SA 306。因为中间节点B和C不保持中继线106a和106b之间的相互关系，所以中间节点需要反向VLAN ID(例如反向中继线106b的VID)以在反向中继线106b上传输应答消息。为了使得中间节点能够知晓反向中继线的VID，反向VLAN ID字段310可用于携带该信息，以使中间节点不需要保持前向和反向中继线之间的相互关系。
[0035]图3B和3C图解说明了根据本发明实施例的应答帧的实施例，这些应答帧可以由中间节点生成或创建。在图3B中所示的实施例中，通过采用OAM帧的预期SA字段中携带的值以及将该地址值用作应答B-DA来创建应答帧。如上所述，OAM帧的目标DA 304被用作应答B-SA。可以从OAM帧的以太类型字段308取得以太类型值，而从OAM帧的反向VLANID字段310获得应答VID。还可以任选地包括OAM有效载荷(payload)。
[0036]图3C图解说明了替换的实施例，其中通过简单删除OAM帧的帧头的部分来形成应答OAM消息，并在反向PBT中继线上传输因此创建的新的应答帧。尤其是，如图3C中所示，如果以略微改变目标DA字段304和预期SA字段306的方式，中间节点可以简单剥离字段322 (B-DA 314，B-SA 316，以太类型318，B-VLAN ID 320以及新以太类型字段302)以创建应答帧。在该实施例中，目标DA字段304用于携带OAM源的目的地地址，应答消息将被发送到该地址。反向VLAN ID是反向中继线106b的VID，其使得能够在反向中继线上运送所述应答帧。本实施例的预期的源地址字段306是正在执行OAM功能的中间节点的MAC地址，并且该字段306被用作应答消息B-SA字段。在本实施例中，在初始OAM帧中提供以太类型字段308以使应答OAM帧能够作为常规的以太网帧，而无需要求中间节点做除了删除初始OAM帧的最初的几个字段之外的任何处理。这样，在本示例中，以太类型字段308可以被设为0x88A8以使应答OAM帧能够具有该以太类型。其他以太类型也可以随意地与特定的实现方式结合使用。
[0037]在图3C中所示的实施例中，OAM帧的源实质上创建应答OAM帧并用具有新以太类型值的以太网帧头封装所述应答OAM帧。所述新以太类型值使得PBT中继线上的中间节点能够将帧识别为中间节点OAM巾贞。为了应答OAM帧，节点可以简单地删除封装帧头字段322并在反向路径106b上传输所得到的未封装的应答OAM帧。这使得中间节点能够用硬件创建应答帧，而无需要求节点控制平面处理所述帧。
[0038]尽管已经在通过传输内嵌有预期应答帧的OAM帧来实现OAM功能的上下文中描述了图3C中所示的实施例，本发明的这个实施例还可以用于执行其他功能。尤其是，把帧嵌入将由以太网网络中的节点传输的以太网消息中的概念可以用于实现除了关于OAM的功能之外的许多功能。本质上，本实施例包括Mac包含Mac (Mac-1n-Mac)封装的应答帧，其中采用提供商(B)MAC寻址空间来创建内部MAC帧头和外部MAC帧头，以使初始帧和应答帧均可以在提供商网络上传送。尽管其可用于实现OAM功能，由于应答帧经常与OAM功能的实现结合使用，所以本发明并不限于该方式，其可以用在其他环境中以使一个网络部件能够导致另一网络部件在同一网络中传输帧。
[0039]虽然采用新以太类型以实现OAM功能可能是有利的，但是本发明并不局限于该实施例，还可以采用其他方式在中间节点上实现OAM功能。将结合图4-5以及6-7来描述两个附加的实施例。
[0040]在图4-5中所示的实施例中，要警告中间节点的是，以太网帧是通过采用以太网帧操作码字段将供给PBT中继线上的一个或多个中间节点的OAM帧。以太网标准定义了许多不同的操作码(OpCode)，其可用于指定将由以太网网络中的网络部件对帧所执行的不同类型的处理。根据本发明的实施例，可以定义一个或多个操作码以实现OAM功能性，从而使得，通过检查所接收的帧的操作码字段，网络部件可以确定所述帧是否是将供给PBT中继线上的中间节点的OAM帧，如果是这样的话，该如何处理所述OAM帧。
[0041]一旦达成关于网络部件应当如何处理具有特定操作码的帧的协议，就由电气和电子工程师协会(IEEE)分配操作码字段值。一旦分配了操作码，与操作码相关的功能性就被设定，所有遵守标准的厂家将以同样的方式对待具有已定义的操作码的帧。目前存在许多被分配以实现特定功能的操作码，任选地，一个或多个操作码可被分配以在PBT网络中的中间节点上实现OAM功能。同样地，IEEE还分配(上述结合图2-3讨论的)以太类型值以及(下面结合图6-7讨论的)TLV值。IEEE可分配一个或多个特定值以与在PBT中继线上实现中间节点OAM功能性结合使用。
[0042]已经被分配的操作码之一是厂家特定操作码，其使得厂家能够向网络上的所有其他网络部件表明帧已经以特殊方式被格式化，该特殊方式是针对于特定的厂商。在标准的当前版本中，操作码51用于表明根据特定的厂商的格式来格式化帧。通过使得OAM帧的源将OAM帧的操作码设置为“51”，可在与特定的网络设备厂商有关的网络部件上实现OAM功能性。如果标准体系采用了一个或多个中间节点OAM值，则所有网络设备厂商将被要求以同样的方式实现操作码，因此，不管是哪个厂商制造了网络部件，OAM功能都将运作。
[0043]因为标准过程尚未完成，并且尚未分配一个或多个操作码值以实现OAM功能性，所以将描述实施例，其中厂商特定操作码51用于实现OAM功能性。由于如果完成标准化过程则可能不再需要有些字段，所以本发明并不限于该特定的实现方式。如图4中所示，在向网络部件指示这是OAM帧的OAM以太类型字段210之后，以太网帧包括维护等级字段(Maintenance Level field (MEL)) 402和版本字段404,该版本字段指示哪一版本的标准正被实施。在本实施例中，接下来是上述操作码字段406，其已被设为“51”，其向网络中的网络部件指示OAM帧已经以厂商特定的方式被格式化。如果标准体系采用不同的操作码值，则该字段可能由值“51”改变为由标准体系所采用的值。此外，基于其被实现的方式，下面将讨论的多个其他字段可能变得过时和/或重新安排。
[0044]在本实施例中，跟随操作码值的是一个或多个标记，该标记可用于指示一个或多个厂商特定方面。本发明并不限于使用标记的方式或者并不限于包含标记字段408。
[0045]指示厂商特定字段的开始的类型长度值(TLV)偏置(offset)字段紧随标记字段之后。
[0046]如上所述，操作码值51指示以厂商特定的方式格式化OAM帧。为了使得网络部件能够确定OAM帧是否可以被网络部件理解，识别能够读取帧格式的厂商的组织唯一标识符(OUI)值紧随TLV偏置字段之后。因此，当接收到具有操作码=51的OAM帧时，网络部件将查看OUI字段412以确定OAM帧是否与和网络部件相同的厂商相关联。如果是，则网络部件将查看子操作码字段414以确定将与OAM帧结合实现什么OAM功能性。例如，如果由北电网络(Nortel Networks)制造的网络部件接收到具有操作码字段=51的OAM巾贞,则该网络部件会查找以确定OUI字段是否包含北电网络0UI。如果是，它将会查看子操作码字段414以确定将执行什么类型的OAM功能。如果0Π字段与北电网络0Π不匹配，则将以标准方式处理所述帧，且将忽略剩余的厂商特定字段。
[0047]图4-5中所示的OAM帧还包括类似于图3中所示实施例的多个字段。尤其是，在子操作码字段414之后，OAM帧包括:目标DA，其用于识别PBT中继线上的一个或多个中间节点；预期的SA，其是应当将应答发送到的节点的源MAC地址；反向VLAN ID字段，其用于将应答置于反向中继线106b上。这些字段与上述结合图2-3所描述的那些字段相同。OAM帧还可以包括一个或多个基于实现方式的附加字段，并且可选地包括末端TLV。可根据将用于实现OAM功能的特定的硬件来优化帧的特定顺序，因此，本发明并不局限于上述结合图4-5所描述的特定顺序。同样地，如果希望，可以省略一个或多个所述的字段，或者可以基于将操作码用于实现OAM功能性的特定方法来合并多个字段。一旦标准化了，例如，可以期待的是，将减小对OUI字段412的需求。
[0048]图4B和5B图解说明了本发明的实施例，其中采用标准化的操作码值来在PBT中继线的中间节点上实现OAM功能性。如图4B中所示，虽然某些字段是相同的，但是图4B中所示的OAM帧与图4A中所示的帧的区别在于操作码值406已经由厂商特定值51改变为另一个值X。由标准体系选择的特定数是不相干的(irrelevant)。并且，因为实现标准的所有的网络部件将以同样的方法处理帧，所以OAM帧不必包括组织OUI字段412。同样地，尽管如果子操作码字段被配置以指定将由中间节点执行的OAM功能的类型，则可以保存该子操作码字段，但是OAM帧不必包括子操作码字段414。
[0049]如上述结合图3C较为详细地讨论的那样，可以通过删除OAM帧的直到目标DA字段的所有字段，然后将目标DA、预期的SA、反向VLAN ID以及其他字段用作应答OAM帧来创建应答帧。作为选择，如结合图3B较为详细地描述的那样，可以由包含在初始OAM帧中和/或为中间节点所知的值来构建应答帧。
[0050]图6-7图解说明了本发明的另一实施例，其中类型长度值(TLV)用于在PBT网络中实现中间0ΑΜ。如图6-7中所示，可以采用诸如指示所述帧是OAM环回消息的操作码之类的标准化的操作码来格式化以太网OAM帧。虽然这些OAM消息在普通以太网网络中运行良好，但是当实现PBT时，中间网络部件可能不能够响应如上面较为详细地描述的这些OAM消息。根据本发明的实施例，以太网帧的TLV字段可用于指定组织特定的TLV (图6A和7A)或标准化TLV (图6B和7B)，其可用于在PBT网络中实现中间0ΑΜ。
[0051]存在已由标准体系分配以实现特定功能的许多TLV值。根据本发明的实施例，一个或多个新的TLV可被分配以在PBT网络中的PBT中继线上的中间节点上实现OAM功能性。例如，TLV值可被分配以指示将OAM帧预期用于一个或多个中间节点。作为选择，TLV值还可用于在端节点上实现OAM功能性，以使同样的帧格式能够用于在整个PBT中继线上执行0ΑΜ。本实施例中的以太网帧内的一个或多个字段(诸如操作码字段)然后可用于指定将由中间节点执行的OAM功能的类型(诸如环回、跟踪路由、链路跟踪、AIS等)。作为选择，可以分配多个TLV值以指示将由中间节点执行的特定类型的中间OAM功能。
[0052]直到标准体系决定了是否应当分配一个或多个特定的TLV以在PBT网络中实现中间节点OAM为止，才可以使用如图6A和7A中所示的为31的厂商特定TLV。当TLV字段602被设为31时，接收到帧的网络部件将确定帧格式是针对于由组织OUI字段606识别的特定厂商。一旦接收到具有设为“31”的厂商特定TLV字段602的OAM帧，网络部件将查看组织OUI字段606以确定OUI字段的值是否与网络部件的标识符匹配。如果是，则其将根据网络设备厂商建立的格式来处理所述帧。如果不是，其将忽略该TLV字段并将OAM帧作为标准的OAM帧进行处理。
[0053]将结合图6-7描述厂商特定格式的一个实施例。本发明不限于该示例，因为也可以使用其他的厂商特定的或IEEE认可的格式。在图6中所示的实施例中，TLV字段包括指示TLV字段长度的长度字段604、厂商OUI字段606和指示待执行的OAM功能的类型的子类型字段608。OAM帧还包括预期的SA 610、目标DA 612以及反向VLAN ID字段614，这些字段与上述结合之前的实施例描述的那些字段相同。OAM帧还可包括一个或多个其他的TLV、任意理想的附加字段616以及基于特定的实现方式的末端TLV字段。
[0054]如图6B和7B中所示，如果标准体系确定应将一个或多个TLV值分配给0ΑΜ，则字段602的TLV值将被设为适合于标准的值，其将减轻对包括OUI字段606和可选的子类型字段608的需求。还可以采用其他格式，本发明并不限于图中所示的特定示例。
[0055]图8图解说明了可用于实现本发明实施例的过程的流程图。如图8中所示，当中间节点接收到用PBT中继线的DA/VID寻址的OAM帧时(800)，存在两种方法供网络部件处理所述帧。特别是，网络部件可能配置数据平面的硬件以查找在帧中的特定位置上设定的特定值，其指示网络部件这是网络部件想要的OAM帧(802)。在网络部件中处理帧的硬件可包括网络处理器、ASIC、FPGA以及其他可编程硬件，且在此处被称为“快速路径”。
[0056]作为选择，网络部件可以将OAM帧转发给诸如用软件实现的且在例如CPU 904的处理器中例示的以太网OAM过程920 (下面结合图9讨论)之类的控制过程(804)。当OAM帧被转发给该控制过程时，该控制过程可进一步确定关于待实现的功能的类型。
[0057]可采用上述格式之一或另一替代格式来格式化OAM帧以使中间节点能够将该帧辨识为OAM帧，并且进一步辨识出OAM帧预期由一个或多个中间节点使用。特别是，OAM帧可包含如结合图2-3所述的特殊的以太类型值、如结合图4-5所述的特殊的或厂商特定的操作码、或者是如结合图6-7所述的特殊的或厂商特定的TLV。还可以使用以太类型、操作码和TLV的组合，并且本发明并不限于仅使用这些技术之一的实现方式。
[0058]不管如何检测OAM帧，如果需要的话，存在多种方法供中间节点应答OAM帧。例如，如结合图3C所讨论的那样，网络部件可以剥离外部帧头字段并将所得到的帧用作应答帧(806)。这可以由快速路径或控制过程来实现，不过其特别适合于用硬件实现，因为中间节点需要执行很少的处理以形成应答帧。
[0059]作为选择，例如可以如上面结合附图3B所描述的那样创建应答帧(808)。可由软件过程或以另一方式通过使快速路径提取OAM帧的部分并将它们重新排列以创建应答帧来执行所述帧的创建。
[0060]一旦形成或创建了应答帧，中间节点就会传输应答帧(810)，将使用反向中继线的DA和VID来寻址该应答帧。如果必要的话，中间节点还可以根据OAM帧的类型将中继线上的OAM帧转发给通往目的地的路径上的其他中间节点。例如，在帧是环回帧且未被寻址到已经接收到它的中间节点时，不必由该中间节点应答并且该节点会在PBT中继线上简单转发OAM帧。在预期将OAM帧用于在中间节点上执行环回OAM功能时，将仅要求该网络部件应答环回帧，因此，不要求在PBT中继线上转发OAM帧。诸如链路跟踪之类的其他功能可能要求网络上所有的或大量的中间节点生成应答帧，因此，关于是否应在PBT中继线上转发OAM帧的决定可能依赖于待执行的OAM功能的类型、要求哪些中间节点响应该OAM帧以及其他因素。
[0061]为了处理网络上的OAM帧，中间节点将必须确定(I)所述帧是否被寻址到中间节点，和(2)正在实现什么类型的OAM功能。如果使用快速路径，则可以同时执行这两个过程，因为快速路径能够读取以太网帧的多个字段。作为选择，也可以连续地执行上述两个过程，例如通过让快速路径将所有OAM巾贞转发给控制过程以用于进一步估计(evaluation)。本发明并不限于所述特定的实现方式，也可以使用其他方法实现本发明的实施例。
[0062]图9图解说明了可用于实现本发明实施例的网络部件的功能框图。通常来讲，本文所述的方法可以在网络部件中实现，该网络部件例如是以太网交换机、桥、集线器以及其他被配置以在以太网网络上实现PBT功能性的网络部件。本发明并不限于图9中所示的实施例或者特定的网络部件，而是不管网络部件的体系结构如何，均可以在任何网络部件中实现。
[0063]在图9中所示的实施例中，网络部件102包括数据平面900，其被配置为以高效的方式处理网络上的数据，例如以实现上述快速路径。这些年来已经开发出了许多不同的数据平面体系结构，本发明并不限于任何特定的数据平面体系结构。因此，尽管图9示出了包括特定的数据平面体系结构的网络部件的示例，但是本发明并不限于所图解说明的实施例，而许多不同配置的以太网交换机、桥、节点等均可用于实现本发明的实施例。
[0064]图9中所示的示例性网络部件的数据平面900包括多个输入/输出卡902。所述输入/输出卡902 —般包含与光纤、铜线、天线等对接的物理端口，上述光纤、铜线、天线等将实现网络100上的链路104。输入/输出卡902还可包含被配置以构造帧并执行其他公用线处理功能的处理电路。[0065]数据平面900还包括多个数据业务卡904，在图解说明的实施例中，所述多个数据业务卡904包括一个或多个CPU 906以及一个或多个网络处理单元(NPU)908。NPU 908实现快速路径910并且还实现包含PBT中继线的转发状态的转发信息库912。CPU 906可包含FIB代理914，其被配置以将转发状态中的变化编程到FIB中，所述FIB可以用于例如当创建了新的PBT中继线时，使得将新的状态信息插入到FIB中，而当PBT中继线被拆除(torndown)时，使得从FIB中删除旧的状态信息。CPU还可具有例示在其上的多个其他的程序，本发明并不受在网络部件上使用CPU的方式限制。
[0066]在该实施例中，数据平面900还包括交换机结构916，其被配置以在数据业务卡之间切换数据帧或数据包。在将帧发送给交换机结构之前和/或之后，该数据业务卡可处理帧。
[0067]网络部件12进一步包括控制平面920，其被配置以指定数据平面工作的方式。网络部件的控制平面与通信网络的控制平面相互作用。尤其是，网络部件的控制平面配置数据平面以使在网络部件中发生特定的动作，然而网络自身的控制平面使得网络部件能够处理业务。
[0068]在图9中所示的实施例中，控制平面920包括处理器922，其包含被配置为从存储器926中加载数据和指令的控制逻辑924，所述数据和指令使得控制逻辑能够被配置以执行本文中结合图1-8所述的功能。
[0069]例如，存储器926可在其中存储路由软件928，该软件被配置为实现链路状态协议或其他类型的路由协议以与其他网络部件交换路由信息。
[0070]PBT软件930包含在存储器908中以使能够在网络上创建PBT中继线。PBT软件与网络的控制平面对接以接收PBT中继线设置消息并确定是否应当基于最短路径计算来为中继线建立状态。尤其是，当网络部件接收到PBT中继线设置消息时，网络部件将确定是否需要为PBT中继线设立转发状态，如果是，则使FIB代理914在FIB 912中设立合适的状态。关于是否需要设立状态的决定可依赖于在网络上创建并信令PBT中继线的方式。
[0071]存储器926还可包括包含在FIB 912中的信息的复制932，从而使得在CPU上工作的过程能够迅速确定已经在FIB中设立了什么类型的信息。
[0072]网络部件还可实现协议栈934，其被配置为使网络部件能够实现以太网协议和网络上的其他协议。与该协议栈耦连的是以太网OAM软件936，其被配置为实现本文中所述的OAM功能。例如,可以将以太网OAM软件配置为使得能够创建应答帧，并且能够由网络部件响应于所接收到的OAM帧来传输应答帧。在操作过程中，将把数据平面配置为辨识以太网OAM帧，这些以太网OAM帧预期用于在PBT中继线上执行中间节点OAM功能。当OAM帧被识别时，数据平面可以自己形成应答，或者可以将OAM帧传送给控制平面920中的CPU 906或处理器922中的一个或多个处理过程。例如，可将OAM帧传送给以太网OAM软件936以进行处理。如果将OAM帧传送给了以太网OAM软件936，则将从OAM帧中提取出有关的信息，并将创建应答帧(如果必要的话)，然后将把该应答帧发送给数据平面以用于在反向PBT中继线上传输。
[0073]可将上面描述的功能作为一组程序指令来实现，该程序指令存储在网络部件内的计算机可读存储器中，并在网络部件内的一个或多个处理器上执行。然而，本领域技术人员会明白的是，能够采用分立元件、诸如专用集成电路(ASIC)之类的集成电路、与诸如现场可编程门阵列(FPGA)或微处理器之类的可编程逻辑设备结合使用的可编程逻辑、状态机或包括上述内容的任意组合的任何其他设备来体现本文中所描述的所有的逻辑。可编程逻辑能够被暂时地或永久地固定在诸如只读存储器芯片、计算机存储器、磁盘或其他存储媒介之类的有形媒介中。可编程逻辑还可以被固定于在载波中包含的计算机数据信号中，允许在诸如计算机总线或通信网络之类的接口上传输可编程逻辑。所有的此类实施例均将落入本发明的范围之中。
[0074]应当理解的是，可以在本发明的精神和范围内对附图中所示的以及说明书中所描述的实施例进行各种变化和变更。因此，意图是，包含在上述描述中且在附图中所示的所有事物应被解释为举例说明的意思，而不是限制的意思。本发明仅由所附的权利要求及其等价物中所作的定义来进行限制。
【权利要求】
1.一种在沿着通过以太网网络的第一单向业务设计通信路径的中间节点上实现以太网OAM的方法，所述方法包括下述步骤: 由在通过以太网网络的第一单向业务设计通信路径上的中间节点接收OAM帧，所述OAM帧包含作为目的地地址的通过以太网网络的第一单向业务设计通信路径的端点地址，所述OAM帧还包含对打算将所述OAM帧用于执行中间节点处OAM功能的标记，所述标记被包含在以太类型值和操作码值之一中； 由所述中间节点生成应答消息； 使用包含在OAM帧内的第一信息作为用于应答消息的目的地地址来寻址应答消息；由中间节点沿着通过以太网网络的第二单向业务设计通信路径传送应答消息，通过以太网网络的第二单向业务设计通信路径沿着通过以太网网络的第一单向业务设计通信路径的路径，但是在反向中延伸。
【文档编号】H04L12/24GK103475556SQ201310252098
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2007年10月31日 优先权日:2006年10月31日
【发明者】D.莫汉, C.蒙蒂, P.罗马努斯, D.曾, M.陈 申请人:北方电讯网络有限公司