专利名称：通过交换数据包而实现管理功能的方法以及相应的包帧的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种RPR(弹性数据包环路(Resilient Packet Ring))类型的网络，并且特别涉及一种用于通过在RPR网络的站点之间交换请求-答复数据包而实现OAM(操作、管理和维护)功能的方法，以及相关的数据包帧。
通过IEEE标准化协会，根据标准IEEE 802.17 RPR(ResilientPacket Ring)的新技术被标准化，该技术被设计为用于优化在环形网络(在下文中称为RPR网络)中传输数据包的可用带宽，特别是在MAN(城域网)网络的情况下，例如通常在文章“用于城域网的弹性数据包环路”，Global Optical Communication，第142-146页，作者N.Cole，J.Hawkins、M.Green、R.Sharma和K.Vasani，公众可以在网址http//www.rpralliance.org/上获得该文章。
该环路技术例如基于SDH、Sonet或者以太网传输物理层，其中RPR网络数据包被实际传输。
如图1中所示，已知的RPR网络基于双计数器-旋转环路结构，分别被称为内部环路和外部环路。这两个环路被用于承载在一系列RPR站点之间的RPR数据包的数据和/或控制帧。RPR数据包是指已知ISO-OSI或者TCP-IP堆栈的层-2帧。RPR控制帧数据包适合于开发“拓扑发现”、“保护开关”和“带宽管理”的所谓RPR功能。
该“拓扑发现”功能基于一种机制，其由RPR所使用以使得在环路上的每个站点发现和定位所有其他站点以及它们的距离。当RPR站点在该环路上插入一个新的PRP帧数据包时，它根据网络拓扑结构选择内部或外部环路，对于要通过的RPR站点的数目，以按照向着RPR目标站点方向的最短路径行进。
“保护开关”功能通过在检测到故障之后在预定的时间(50毫秒)内采取行动，以保证所谓的“弹性”，即在RPR数据包水平上的保护能力。在RPR网络发生故障的情况下，控制“保护开关”功能的RPR数据包被用于实现APS(自动保护开关)型协议。可以支持“包装保护”(基本上类似于传统的SDH MS-SPring系统，但是应用于RPR层)和“导向保护”(基本上类似于越洋NPE，但是应用于RPR层中)这两种保护机制。
用于RPR环路中的带宽管理的控制RPR数据包可以用于保证对与该环路中的实际位置相独立的各种RPR站点之间的环路的正常访问。
RPR技术通过支持“目标脱离(destination stripping)”功能允许对带宽空间的重新使用也就是说通过RPR目标站点从该环路中除去一个单点传送(unicast)RPR数据包，而不需要在整个环路中传送，因此剩余的路径可以被再次利用。相反，多点传送或广播或者单点传送RPR数据包(其目标站点不在该环路中)可以受到“来源脱离”，也就是说它们在通过整个环路之后，被从相同的RPR来源站点所删除。所谓的“使用期限”程序(即，时延程序)还被用于保证该帧不会永远地循环。
即使RPR还没有在标准活动中完全详细地描述，但是RPR帧格式包括标头部分和有效负荷部分。该有效负荷部分包含要被承载的上层信息。相反，该标头至少包含如下字段-RPR目标站点的ID地址；-RPR来源站点的ID地址；-协议类型，用于识别在该有效负荷中承载的上层信息；-“使用期限”TTL，用于避免RPR数据包永远循环；-小环ID，用于表示已经插入的帧的外部或内部小环路径；-CoS，用于识别RPR帧的服务级别，即，优先级；-帧类型，用于识别用户数据RPR帧、RPR控制帧或其它RPR特殊帧。
在RPR字段中，需要导入其它功能，例如OAM(操作、管理和维护)。
由于RPR传输技术是“无连接的”(即RPR数据包的发送不需要在RPR层上的连接)，因此不可以在RPR中使用已知的OAM处理，这是在SDH或者Sonet领域所公知的，该OAM处理基于在连接层上的信息交换。
在“无连接”领域，用于IP(网际协议)网络中的所谓“Ping”机制是已知的。相反，Ping机制表现出这样的问题，即两个IP站点之间的连通性是仅仅根据已经由网络所选择的两个站点之间的标准通信路径而检测的。
因此，本发明的目标是消除所有上述问题，并且表示一种方法，用于把在RPR网络中的OAM功能延伸通过请求-答复型的新OAM回送帧，以及一种新型的RPR OAM回送数据包的定义。该数据包可以由每个RPR站点所使用，以检查另一个RPR目标站点的可到达性。
该OAM回送功能使得每个RPR站点检查另一个RPR站点的可到达性，它不需要为了执行这种功能而停止在网络上的任何数据通信。
该功能例如在管理系统的请求之后通过在一个站点处在网络环路(RPR来源站点)中插入一个OAM回送RPR请求数据包，并且把所述RPR数据包发送到另一个站点(称为RPR目标站点)而执行。结果，该目标站点将把一个OAM回送RPR答复信息发送到该RPR资源站点。用于发送该请求和答复的环路可以根据通过RPR数据包本身而获得的信息来建立。
本发明的另一个目的是定义一种用于请求和答复的OAM回送RPR数据包的格式。
为了实现上述目的，本发明提供一种方法，用于通过在RPR网络基站之间交换请求-答复数据包和相应数据包而实现OAM功能，以及包含包述OAM功能的一种RPR网络，如在权利要求中所述，它是本申请的一个主要部分。
从下文参照附图对非限制性的实施例的详细描述中，本发明的其它目的和优点将变的更加清楚，其中图1示出如上文所述的传统RPR网络的结构；图2示出根据本发明的OAM回送功能所应用的RPR网络的结构；图3、4和5分别示出根据本发明的普通、请求和回复类型的OAM回送数据包的格式。
具体实施例方式
在下文中，描述根据本发明的OAM回送功能。
一种RPR管理系统例如通常通过MIB(管理信息基础)或CLI(命令行接口)这样的已知操作员接口的实现。所述管理系统可以通过RPR网络请求任何RPR站点(例如图2中的A站点)来检查任何其它RPR站点(例如图2中的B站点)的可到达性。
该RPR管理系统可以指定如何发送RPR OAM回送请求数据包通过最短的网络路径(根据通过拓扑发现搜索而获得的环路拓扑信息)；在外部小环上；在内部小环上。
如果没有任何指定，则默认该回送请求在最短路径上发送。在图2的例子中，用于从A到B的回送请求的最短路径通过外环，作为通过个数较少的站点(两个站点而不是在相反方向上的三个站点)。
该管理系统还可以指定哪一个CoS值将用于RPR OAM回送请求数据包以及答复数据包中。在默认情况下，将使用最高优先级的CoS。
该管理系统可以指定该RPR目标站点需如何答复按照最短路径或者按照与接收请求相同的路径或者按照在内或外小环上的相反路径。在默认的情况下，RPR目标站点被要求在最短路径答复。在图2的例子中，用于答复的最短路径(从B到A)通过该内小环，因为这样将通过较少的站点(有两个站点，而不是在相反方向上的三个站点)。
在该管理系统已经启动RPR OAM回送程序之后，RPR来源站点(在图2中的A)产生寻址到该目标站点(在图2中的站点B)的一个RPR OAM回送请求数据包。
根据该管理系统的要求完成对路径的选择。RPR OAM回送请求将包含关于目标站点如何答复的指示，如下文所述。
当RPR目标站点接收该回送请求RPR OAM时，它产生RPROAM回送请求数据包，并且把包发送回来源RPR站点。该答复在该回送请求数据包中选择的路径上发送。
当回源RPR站点接收该答复数据包时，它通过上述操作员接口把该处理成功的消息通知给该管理系统。如果在预定时间间隔内没有接收到该答复(由于该请求不能够到达目标站点或者由于该答复不能够返回到来源站点)，则OAM回送程序将宣告失败，并且该管理系统获得关于该失败的通知。
在下文中，描述根据本发明的OAM回送数据包的一般格式。
OAM回送数据包由在RPR标头中的“帧类型”字段的特定数值所表示。参见图3，OAM回送数据包的有效负荷包括如下字段-OAM类型指定该OAM消息所属的类型。该消息代码的列表如下
表1-指定字段该部分的长度和结构取决于OAM消息类型；该结构的格式由相关的OAM消息类型所定义。
-校验和帧有效负荷的最后16位包含对从OAM类型开始到最后的指定字段(如果存在的话)结束的整个OAM消息有效负荷计算的CRC校验荷代码(CRC-16)。当接收到具有错误的校验和的OAM帧时，该OAM帧被抛弃。
在下文中，描述根据本发明的OAM回送请求数据包的格式。
OAM回送请求数据包的格式在图4中示出。定义如下字段
-OAM类型表示一个OAM回送请求类型。参见如上表1。
-请求类型它被用于询问RPR目标站点如何响应，以及使用哪一个路径。请求类型的列表如下
表2-标识符和序号它们被该应用程序所使用来把该请求与答复相关联，例如在同时存在多个请求并且与相同站点相关的情况下。
在标头中-目标地址被填充有由管理系统所提供的数值，表示要被监控的RPR目标站点；-CoS字段被填充有由管理系统所请求的数值；-小环ID字段被填充有由管理系统所请求的数值，表示发送该回送OAM帧的路径。
在下文中，描述根据本发明的回送答复OAM消息的格式。
该回送答复OAM帧的有效负荷格式如图5中所示。定义如下字段-OAM类型表示OAM回送答复的类型；-保留该字段不被使用。它必须在传输中被固定为0x00，并且在接收中必须被忽略；它的引用仅仅是为了按照所需的数据包的格式；-标识符和序号它们从该请求消息中复制，并且被该应用程序所使用以把该请求和答复相关联。
在标头中-该目标地址被从请求的来源地址复制；
-CoS字段被从OAM回送请求数据包复制；-小环ID字段表示该回送答复OAM数据包被发送的路径。根据在OAM回送请求消息的请求类型字段中的信息决定路径的选择。
从上文描述中，本领域的技术人员可以获得所有必要的信息以实现通过根据本发明的请求-答复类型的OAM回送程序而扩展在RPR网络中的OAM功能，并且还通过利用已有的RPR技术的标准产生RPROAM回送请求-答复数据包，以使它们在网络中循环。
权利要求
1.一种用于在数据包类型的通信弹性数据包环路网络中实现操作、管理和维护功能的方法，其中特定数目的RPR站点被通过双计数器旋转数据流小环而环路连接，该小环包括外小环和内小环，其特征在于所述OAM功能是通过请求-答复类型的回送OAM处理而实现的，其中包括如下步骤-在RPR资源站点(A)，把一个RPR OAM回送请求数据包插入到该环路中；-把所述RPR OAM回送请求数据包发送到一个RPR目标站点(B)，用于检查该站点的可到达性；-在该RPR目标站点，在接收到所述RPR回送请求帧之后，把一个RPR OAM回送请求数据包发送到该RPR资源站点(A)，其中根据可从RPR数据包本身获得的信息来决定用于发送该请求和答复数据包的环形路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RPR OAM回送请求数据包在对于所述来源和目标站点之间的中间站点数目来说最短的路径上发送，或者在外小环或内小环上发送。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RPR OAM回送请求数据包在对于所述来源和目标站点之间的中间站点数目来说最短的路径上发送，或者在外小环或内小环上发送，或者在与该请求帧被发送的小环相同或相反的小环上发送。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，用于发送该请求或答复数据包的环路是根据管理系统的请求而确定的。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括如下步骤由RPR来源站点(A)把关于接收所述OAM回送答复帧的情况通知给所述管理系统，或者在预定时间间隔内没有接收所述OAM回送答复帧的情况下，把OAM回送帧丢失的情况通知给该管理系统。
6.根据上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于在该环路插入一个RPR OAM回送请求数据包的步骤包括插入包含如下字段的RPR OAM回送请求数据包a)在有效负荷中-OAM类型表示一个OAM回送请求消息的类型；-请求类型询问RPR目标站点选择哪一个用于答复的路径；以及-标识符和序号把该请求与答复相关联，例如在同时存在与相同站点相关的多个请求的情况下，以及b)在标头中-目标地址包含要被监控的RPR站点的地址；-服务级别的数值表示请求的优先级；以及-路径标识符表示OAM回送请求数据包被发送的路径。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述请求类型字段可以具有如下含义-依据最短路径的目标站点；或-依据内小环的目标站点；或-依据外小环的目标站点；或-依据与接收请求相同的环路的目标站点；或-依据与接收请求相反的环路的目标站点。
8.根据上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于发送一个RPR OAM回送请求数据包的步骤包括发送包含如下字段的RPR OAM回送答复数据包a)在有效负荷中-OAM类型表示一个OAM回送答复消息的类型；-标识符和序号被RPR OAM回送请求帧所复制，以把该请求与答复相关联；b)在标头中-目标地址被从所述RPR OAM回送请求数据包中的地址复制；-CoS字段被从RPR OAM回送请求数据包复制；-路径标识符表示发送答复数据包的路径；其数值被包含在OAM回送请求数据包的字段中。
9.根据权利要求6至8中的任何一项所述的方法，其特征在于所述RPR OAM回送请求或答复数据包进一步包括具有根据整个OAM有效负荷计算的校验和CRC代码(CRC-16)的校验和字段。
10.一种弹性数据包环路通信网络，其中包括用于执行根据上述任何一项权利要求所述的操作、管理和维护功能的装置。
全文摘要
本文所描述的是一种通过请求－答复类型的新OAM回送处理而扩展RPR网络中的OAM功能的方法，以及一种新的RPR OAM回送请求帧的定义。OAM回送功能使得任何RPR站点检查另一个RPR站点的可靠性。这不需要通过停止在网络上的任何数据通信来执行该功能。
文档编号H04L12/437GK1412979SQ0214160
公开日2003年4月23日 申请日期2002年9月2日 优先权日2001年9月3日
发明者伊塔罗·布西, 米切利·方塔纳, 皮耶特罗·格兰迪 申请人:阿尔卡塔尔公司