专利名称：发起Mac Ping的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络的故障管理技术，尤其涉及一种发起Mac Ping的方法及系统。
背景技术：
维护域MD(Maintenance Domain)是802.1ag故障管理功能所涉及到的网络或网络中的某个部分，通过一系列域服务接入点DSAP(Domain ServiceAccess Point)来界定，维护域MD通过MD名来区分。其中域服务接入点DSAP为维护域的边界点(如桥设备的某个端口)，对域的外部提供连通性服务，维护域内部还可能存在中间服务接入点ISAP(Intermediate Service AccessPoint)，其是从一个DSAP到另一个DSAP的中间节点。
如图1所示，给出了一个维护域的实例，其中存在5个桥设备，6个DSAP(a、b、c、d、e、f)覆盖的区域(灰色部分)就是维护域，中间存在多个ISAP。
维护域中根据需要可以配置出多个服务实例(如针对某一用户的业务可用的DSAP)，一个服务实例由多个DSAP组成，并可通过一个ID来进行标识，一个服务实例具有共有的一些属性(如带宽)。
指定一个服务实例也就建立了那些DSAP之间的无连接的联盟关系，这个关系称作维护联盟MA(Maintenance Association)，维护联盟的端点称为MEP(Maintenance Association End Point)，涉及到的维护联盟的中间节点称为MIP(Maintenance Association Intermediate Point)，MEP位于相应的DSAP处，MIP位于相应的ISAP处。MA在整个维护域中通过唯一的MA名来区分，MA名与维护域名一起形成了服务实例唯一的标识，这个标识需要在相关消息中携带，以区分其它的服务实例。
如图2所示，DSAP点a、c、e、f被配置为用户C1可用的DSAP，从而建立了用户C1相关的一个服务实例和相应的维护联盟MA，另外两个DSAP b和d未使用，不属于这个服务实例和MA。
如图3所示，从用户C1角度看到的维护联盟MA，由同属于一个服务实例的四个DSAP节点构成。
如图4所示，802.1ag ETHOAM(Operations，Administration andMaintenance of Ethernet，以太网的操作、管理与维护)的故障确认功能(MacPing，根据Mac地址进行故障确认)是通过环回报文LBM(Loopback Message)消息来实现的，LBM消息由MEP节点发起，目的地就是MEP或者MIP。中间MIP节点在确认目的Mac不是自己时就继续在网络中转发该报文，如果目的MP(MEP或MIP)确认LBM报文的目的Mac是自己，则终结该LBM报文，并构造环回回应LBR(Loopback Response)报文。发起LBM报文的MEP节点收到合法LBR报文后完成整个一个故障确认的流程。
发起Mac Ping的MEP节点，根据LBR报文里携带的附加参数进行计算得出丢包率、时延、时延抖动等参数。
基于IEEE 802.1AG的故障确认功能(Mac Ping)，它主要是限制在维护联盟的范围内进行Mac Ping，只有MEP点可以发起Mac Ping，目的地可以是在同一个MA内的MIP或者其他MEP。
现有的基于IEEE 802.1AG的Mac Ping功能，限制了用户对于Mac Ping的使用。
如果对于一个二层网络的运营商，维护人员需要对从一台设备发起MacPing另外一台设备，以确认两者之间是否存在故障或者查看一下当前的网络状态，了解一下丢包率、时延、时延抖动等参数时，它需要将IEEE 802.1AG协议定义的MD、MA、MEP、MIP等信息在每台设备上都配置上，相对复杂且不方便使用。
而且，在配置上述各种管理信息的时候，用户极有可能发生误配的情况，其结果是本身设备之间连通性是好的，反而因为配置的原因造成不通的情况出现。
发明内容
针对如上存在的问题，本发明的目的在于提供一种发起Mac Ping的方法及系统，以避免IEEE 802.1ag协议复杂的管理配置造成的用户在使用Mac Ping时的不方便。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为一种发起Mac Ping的方法，包括网络设备通过报文在同一个虚拟局域网VLAN内利用可达二层通路发起MacPing。
接收到所述报文的目的网络设备构造回应报文并进行转发或广播。
发起Mac Ping的网络设备利用接收到的回应报文内携带的时间戳信息进行网络的故障确认。
一种发起Mac Ping的系统，包括发起Mac Ping的设备，用于通过报文在同一个虚拟局域网VLAN内利用可达二层通路发起Mac Ping；目的设备，用于接收发起Mac Ping的设备发出的报文，并构造回应报文并进行转发或广播。
所述发起Mac Ping的设备还包括接收模块，用于接收所述回应报文；故障确认模块，用于利用该接收的回应报文内携带的时间戳信息进行网络的故障确认。
本发明简化了Mac Ping的配置，不需要配置复杂的MD、MA、MEP、MIP等信息，即可使用二层Mac Ping，因此提供了一种更方便的Mac Ping功能；另外，本发明避免了在基于IEEE 802.1ag协议的复杂的管理配置下，造成的由错误配置导致的网络不通现象的出现，从而为用户提供准确的定位。
图1为现有技术中操作者角度看到的一个维护域的示意图；图2为现有技术中操作者角度看到的一个服务实例(或维护联盟)的示意图；图3为现有技术中用户角度看到的图2中服务实例(或维护联盟)的示意图；图4为现有技术中的故障确认示意图；图5为LBM和LBR报文的格式图；图6为本发明的系统的故障确认示意图；图7为带有时间戳1、时间戳2、时间戳3及时间戳4四个时间戳的报文格式示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明进行详细说明。
本发明的实施例是使二层网络设备通过报文在同一个虚拟局域网VLAN内利用可达二层通路发起Mac Ping。在同一个虚拟局域网VLAN内，只要存在可达的二层通路，就可以使用Mac Ping功能。二层基于VLAN的转发，目前在城域以太网(Metro Ethernet)网络中使用较多，其优点是转发速度快，不需要通过上层协议的处理。
本发明的实施例通过在同一个虚拟局域网VLAN内利用可达二层通路发起Mac Ping，提供脱离IEEE 802.1ag协议的Mac Ping功能，将极大的方便用户在二层网络中的故障定位的方便度，只要在同一个VLAN内转发的设备即可使用。
下面详细说明本发明的具体实施例。
本发明的在同一VLAN内发起Mac Ping的功能可以基于IEEE 802.1ag的LBM和LBR报文实现。其报文格式如图5所示。
因为采用了IEEE802.1AG的LBM和LBR报文格式，为了使报文能够顺利穿越IEEE802.1AG的维护域MD，则在报文的MD Level采用最高优先级为填7。
一、对于发起Mac Ping的二层网络设备可进行如下处理流程(1)首先在端口上构造LBM报文，构造LBM时对应各个字段域的填写方式如下1)Destination MAC address填写Mac Ping目的端口的Mac地址；2)Source MAC address填写发起Mac Ping端口Mac地址；3)802.1Q or 802.1ad tag EtherType连通性故障管理(ConnectivityFault Management，CFM)报文(包括LBM和LBR报文)的EthType类型，暂时Draft没有定义；4)802.1Q or 802.1ad tagVlan ID；5)MD Level填写7；6)Version填0，表示不检查版本；7)OpCode填写3，表示LBM报文；8)Flags填0，表示不检查该字段；9)First TLV Offset填写实际的类型长度值(TLV)的偏移值；10)Transaction Identifier/Sequence Number发起Mac Ping端从1开始，每发送一个LBM报文加1；11)Optional LBM/LBR TLVs携带Data TLV。
(2)报文构造好后，按照Mac转发表进行转发，如果Mac转发表项不存在，则将该LBM报文在该VLAN内广播。发起Mac Ping的网络设备在发送LBM报文时在LBM报文中打上时间戳(即时间戳1)。LBM报文的格式与LBR报文大致相同，该时间戳可打在如图7所示的报文的时间戳1的位置上。
二、对于接收到LBM报文的二层设备进行如下处理流程(1)取出报文的目的Mac地址域，和本端口的Mac地址进行比较，如果不相同，则继续走原有的二层转发流程，如果相同(即为目的网络设备)则取出报文的EthType(以太网类型)，如果不是CFM报文，则将报文继续走原有的三层转发流程，如果是CFM报文，表示报文合法，则在接收的LBM报文的如图7所示的时间戳2的位置打上时间戳(即时间戳2)，并构造LBR报文进行回应。
LBR报文的构造如下1)Destination MAC address填入LBM报文的源Mac地址(Source MACaddress)；2)Source MAC address填写本端口Mac地址；3)802.1Q or 802.1ad tag EtherTypeCFM报文的EthType类型，暂时Draft没有定义；4)802.1Q or 802.1ad tagVlan ID；5)MD Level填写7；6)Version填0；7)OpCode填写3；8)Flags填0；9)First TLV Offset填写实际的TLV的偏移值；10)Transaction Ident ifier/Sequence Number填入LBM报文的Transact ion Identifier/Sequence Number域；11)Optional LBM/LBR TLVs将LBM报文的TLV原样拷贝到此。
(2)报文构造好后，按照Mac转发表进行转发，如果Mac转发表项不存在，则将该LBR报文在该VLAN内广播。目的网络设备在发送LBR报文时在如图7所示的时间戳3的位置打上时间戳(即时间戳3)。
三、接收到LBR报文的二层设备可进行如下处理(1)取出报文的目的Mac地址域，和本端口的Mac地址进行比较，如果不相同，则继续走原有的二层转发流程，如果相同则取出报文的EthType，如果不是CFM报文，则将报文继续走原有的三层转发流程，如果是CFM报文，则该接收到LBR报文的发起Mac Ping的设备在接收到的LBR报文的如图7所示的时间戳4的位置上打上时间戳(时间戳4)，并继续进行Mac Ping的判断。
(2)取出LBR报文的序列号和本地保存的LBM报文的序列号进行比较，如果相同则表示合法报文，如果不相同则表示非法报文。本实施例中也可以在判断报文合法后再在接收到的LBR报文的时间戳4的位置上打上时间戳4。
(3)如果相同表示合法的LBR报文，则取出时间戳，并按照计算公式计算出帧丢失率、时延、抖动等参数。
带有时间戳1、时间戳2、时间戳3及时间戳4四个时间戳的LBR报文的格式可参见图7。对应的打印时间戳的时间在发起Ping桥设备端(可称为A端)发送LBM报文时在时间戳1的位置打上时间戳。Ping目的桥设备端(可称B端)接收LBM判断合法后在时间戳2的位置打上时间戳，回应LBR报文，将LBM报文的上述两个字段原样拷贝到LBR报文中，发送LBR报文出设备，在时间戳3的位置打上时间戳。A端收到LBR报文后在时间戳4的位置打上时间戳。根据最后得到的图7所示的LBR报文中含有的上述4个时间戳，就可以计算时延、抖动等参数。
帧丢失(Frame LossFL)指上行UNI(用户网络接口User to NetworkInterface)发出帧数量与下行UNI接收帧数量的不同；帧时延(Frame DelayFD)包括环回时延和单向时延，环回时延指发送端发出数据帧第一个比特与收到环回数据帧最后一个比特的时间间隔，单向时延指发送端数据发出时间与接收端数据接收时间的间隔；帧时延抖动参数(FDV)同一种COS业务数据帧的时延变化情况。
本实施例利用如下公式来计算帧丢失率、时延、抖动等参数1)帧丢失率＝|CT2-CT1|-|CR2-CR1|，其中CT表示上行UNI正确发送的OAM(Operations，Administration and Maintenance操作、管理和维护)帧数，CR表示下行UNI正确收到的OAM帧数；|CT2-CT1|表示一段时间内上行用户网络接口发送的操作、管理与维护OAM帧数；|CR2-CR1|表示该段时间内下行用户网络接口收到的操作、管理与维护OAM帧数。这几个参数是从驱动取出来的数据。
2)时延＝(|时间戳4-时间戳1|-|时间戳3-时间戳2|)/2。其中时间戳1表示的是发起Mac Ping的设备发出报文时打上的时间戳；时间戳2表示目的网络设备接收到Mac Ping发起设备发出的报文后打上的时间戳；时间戳3表示目的网络设备发出回应报文时打上的时间戳；时间戳4表示发起Mac Ping的设备接收到回应报文后打上的时间戳。
3)抖动的计算方法计算出一组时延，根据后一个时延和前一个时延的差别，得出抖动参数。比如说时延1，时延2，时延3，时延4表示按时间前后连续的一组时延；则平均抖动＝[(时延2-时延1)+(时延3-时延2)+(时延4-时延3)]/3。
本发明并不限于如上给出的帧丢失率、时延、抖动参数的计算公式，还存在其他易于实现的变型和等效形式。
如上可见，本实施例的发起Mac Ping的方法，简化了Mac Ping的配置，不需要配置复杂的MD、MA、MEP、MIP等信息即可使用二层Mac Ping。
以上实施例是基于IEEE 802.1ag的LBM和LBR报文的本发明在同一VLAN内发起Mac Ping功能的实现，但本发明对报文格式并无限制，还可以采用其他多种报文格式，即本发明完全可以采用其他格式的报文，只要在报文中记载了如上的时间戳1、时间戳2、时间戳3及时间戳4，便同样可以实现在同一VLAN内可达二层通路的Mac Ping，从而可以查看网络状态，实现网络故障的确认。
实现如上实施例的发起Mac Ping的系统(见图6)，包括发起Mac Ping的设备(或称发起Ping桥设备端)，用于通过报文在同一个虚拟局域网VLAN内利用可达二层通路发起Mac Ping；目的设备(或称Ping目的桥设备端)，用于接收发起Mac Ping的设备发出的报文，并构造回应报文并进行转发或广播。
所述发起Mac Ping的设备还包括接收模块，用于接收所述回应报文；故障确认模块，用于计算帧丢失率，以及利用该接收的回应报文内携带的时间戳信息计算网络时延、抖动等参数，以进行网络的故障确认。
以上具体实施方式
仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种发起Mac Ping的方法，其特征在于网络设备通过报文在同一个虚拟局域网VLAN内利用可达二层通路发起MacPing。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括接收到所述报文的目的网络设备构造回应报文并进行转发或广播。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于还包括发起Mac Ping的网络设备利用接收到的回应报文内携带的时间戳信息进行网络的故障确认。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于发起Mac Ping的网络设备发出的报文按照Mac转发表进行转发或在该VLAN内广播。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述目的网络设备构造的回应报文按照Mac转发表进行转发或在该VLAN内广播。
6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于发起Mac Ping的网络设备发出的报文为环回报文LBM；所述回应报文为环回回应报文LBR。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于发起Mac Ping的设备接收到回应报文后，取出报文的Mac地址与本端口的Mac地址进行比较，如果相同，则判断报文的以太网类型，如果不是连通性故障管理CFM报文类型则进行报文的三层转发；如果是CFM报文类型则判断所接收的报文是否合法；如果接收到的报文合法，则利用时间戳进行故障确认。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述利用接收到的报文内携带的时间戳信息进行网络的故障确认包括取出接收的报文内携带的时间戳，计算网络的时延和/或时延抖动参数。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于发起Mac Ping的网络设备利用如下公式计算网络的帧丢失率帧丢失率＝|CT2-CT1|-|CR2-CR1|，其中CT表示上行用户网络接口UNI正确发送的操作、管理与维护OAM帧数，CR表示下行用户网络接口UNI正确收到的操作、管理与维护OAM帧数；|CT2-CT1|表示一段时间内上行用户网络接口发送的操作、管理与维护OAM帧数；|CR2-CR1|表示该段时间内下行用户网络接口收到的操作、管理与维护OAM帧数。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于对所述网络时延的计算满足如下公式时延＝(|时间戳4-时间戳1|-|时间戳3-时间戳2|)/2；其中时间戳1表示的是发起Mac Ping的设备发出报文时打上的时间戳；时间戳2表示目的网络设备接收到Mac Ping发起设备发出的报文后打上的时间戳；时间戳3表示目的网络设备发出回应报文时打上的时间戳；时间戳4表示发起Mac Ping的设备接收到回应报文后打上的时间戳。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于对所述时延抖动的计算满足如下公式平均抖动＝[(时延2-时延1)+(时延3-时延2)+(时延4-时延3)]/3，其中时延1、时延2、时延3、时延4分别表示按时间前后连续的一组时延。
12.一种发起Mac Ping的系统，其特征在于包括发起Mac Ping的设备，用于通过报文在同一个虚拟局域网VLAN内利用可达二层通路发起Mac Ping；目的设备，用于接收发起Mac Ping的设备发出的报文，并构造回应报文并进行转发或广播。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于所述发起Mac Ping的设备还包括接收模块，用于接收所述回应报文；故障确认模块，用于利用该接收的回应报文内携带的时间戳信息进行网络的故障确认。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于所述利用回应报文内携带的时间戳信息进行网络的故障确认包括取出接收的回应报文内携带的时间戳，计算网络的时延和/或时延抖动参数。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于所述故障确认模块还用于利用如下公式计算网络的帧丢失率帧丢失率＝|CT2-CT1|-|CR2-CR1|，其中CT表示上行用户网络接口UNI正确发送的操作、管理与维护OAM帧数，CR表示下行用户网络接口UNI正确收到的操作、管理与维护OAM帧数；|CT2-CT1|表示一段时间内上行用户网络接口发送的操作、管理与维护OAM帧数；|CR2-CR1|表示该段时间内下行用户网络接口收到的操作、管理与维护OAM帧数。
16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于对所述网络时延的计算满足如下公式时延＝(|时间戳4-时间戳1|-|时间戳3-时间戳2|)/2；其中时间戳1表示的是发起Mac Ping的设备发出报文时打上的时间戳；时间戳2表示目的网络设备接收到Mac Ping发起设备发出的报文后打上的时间戳；时间戳3表示目的网络设备发出回应报文时打上的时间戳；时间戳4表示发起Mac Ping的设备接收到回应报文后打上的时间戳。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于对所述时延抖动的计算满足如下公式平均抖动＝[(时延2-时延1)+(时延3-时延2)+(时延4-时延3)]/3，其中时延1、时延2、时延3、时延4分别表示按时间前后连续的一组时延。
全文摘要
本发明提供一种发起Mac Ping的方法及系统，包括网络设备通过报文在同一个虚拟局域网VLAN内利用可达二层通路发起Mac Ping。接收到所述报文的目的网络设备构造回应报文并进行转发或广播；发起Mac Ping的网络设备利用接收到的回应报文内携带的时间戳信息进行网络的故障确认。本发明简化了Mac Ping的配置，提供了一种更方便的Mac Ping功能。
文档编号H04L29/06GK1968149SQ20061014378
公开日2007年5月23日 申请日期2006年11月6日 优先权日2006年11月6日
发明者张扬, 于权, 子康 申请人:华为技术有限公司