以太网OAM技术白皮书
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关键词：以太网OAM，EFM OAM，CFD，CFM，802.3ah，802.1ag
摘 要：以太网OAM技术用于对以太网进行运行、维护和管理，本文主要介绍EFM OAM和CFD这两
种以太网OAM技术的基本概念、运行机制和典型组网应用。
缩略语：
缩略语
英文全名
连续性检测 用户网边缘 连续性检测消息 连通错误检测 连通错误管理 中央处理器
最后一公里以太网OAM 错误通知生成器 互连网服务提供商 环回 环回消息 环回应答 链路跟踪 链路跟踪消息 链路跟踪应答 维护集 维护域 维护端点 维护中间点 维护点
操作、管理和维护 OAM协议数据单元 运营商边缘 类型，长度，值
中文解释
CC Continuity Check CE Customer Edge CCM CFD CFM CPU EFM OAM FNG ISP
Continuity Check Message Connectivity Fault Detection Connectivity Fault Management Central Processing Unit Ethernet in the First Mile OAM Fault Notification Generator Internet Service Provider
LB Loopback LBM Loopback Message LBR Loopback Reply LT Linktrace LTM Linktrace Message LTR Linktrace Reply
MA Maintenance Association MD Maintenance Domain MEP MIP
Maintenance association End Point Maintenance association Intermediate Point
MP Maintenance Point OAM OAMPDU
Operation, Administration and Maintenance OAM Protocol Data Units
PE Provider Edge TLV Type, Length, Value
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目 录
1 概述......................................................................................................................................................3 2 EFM OAM技术实现..............................................................................................................................4
2.1 概念介绍...............................................................................................................................................4
2.1.1 OAM实体...................................................................................................................................4 2.1.2 协议报文....................................................................................................................................4 2.1.3 工作模式....................................................................................................................................5 2.1.4 链路事件....................................................................................................................................5 2.2 运行机制...............................................................................................................................................6
2.2.1 EFM OAM连接建立...................................................................................................................6 2.2.2 链路性能监控.............................................................................................................................7 2.2.3 远端故障检测.............................................................................................................................7 2.2.4 远端环回....................................................................................................................................7 2.3 H3C实现的技术特色.............................................................................................................................8
3 CFD技术实现........................................................................................................................................9
3.1 概念介绍...............................................................................................................................................9
3.1.1 维护域........................................................................................................................................9 3.1.2 维护集........................................................................................................................................9 3.1.3 维护点......................................................................................................................................10 3.1.4 协议报文..................................................................................................................................11 3.2 运行机制.............................................................................................................................................12
3.2.1 连续性检测功能.......................................................................................................................12 3.2.2 环回功能..................................................................................................................................13 3.2.3 链路跟踪功能...........................................................................................................................13 3.3 H3C实现的技术特色...........................................................................................................................14
3.3.1 支持辅助CPU快速检测............................................................................................................14 3.3.2 支持与Smart Link联动.............................................................................................................14 3.3.3 支持LTM PDU自动发送...........................................................................................................14
4 典型组网应用......................................................................................................................................15 5 参考文献.............................................................................................................................................15
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1 概述
以太网技术自诞生起，就以其简单易用和价格低廉的特点逐步成为局域网的主导技术。近年来，随着千兆、万兆以太网技术的相继应用，也促使网络运营商、设备制造商和标准化组织致力于将以太网技术向城域网和广域网领域推进。
以太网最初为局域网而设计，由于局域网本身已具备较高的可靠性和稳定性，因此在设计以太网之初并未建立管理维护的机制。而相对于局域网，城域网和广域网在链路长度和网络规模上都迅速扩大，于是有效管理维护机制的缺乏，已成为以太网技术在城域网和广域网应用的严重障碍。为此，在以太网上实现OAM机制成为必然的发展趋势。以太网OAM技术可以有效提高对以太网的管理和维护能力，保障网络的稳定运行。
图1 以太网OAM技术分级实现示意图
以太网OAM技术是分级实现的。如图1所示，以太网OAM技术分为以下两个级别：
z
链路级以太网OAM技术：多应用于网络的PE设备—CE设备—用户设备之间（也叫最后一公里）的以太网物理链路，用于监测用户网络与运营商网络之间的链路状态，典型协议为EFM OAM协议。
z
网络级以太网OAM技术：多应用于网络的接入汇聚层，用于监测整个网络的连通性、定位网络的连通性故障，典型协议为CFD协议。
各级别上典型的以太网OAM协议如表1所示。
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表1 典型的以太网OAM协议
协议名称 EFM OAM CFD
应用级别 链路级 网络级
协议标准 IEEE 802.3ah IEEE 802.1ag
说明
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针对两台直连设备间的链路，提供链路性能监测、故障侦测和告警、环路测试等功能
也称为CFM协议，主要用于在二层网络中检测链路连通性，确认故障并确定故障发生的位置
本文将对EFM OAM协议和CFD协议分别进行介绍。
2 EFM OAM技术实现
2.1 概念介绍
2.1.1 OAM实体
使能了EFM OAM功能的端口称为EFM OAM实体，简称OAM实体。
2.1.2 协议报文
EFM OAM工作在数据链路层，其协议报文被称为OAMPDU。EFM OAM就是通过设备之间定时交互OAMPDU来报告链路状态，使网络管理员能够对网络进行有效的管理。
图2 OAMPDU报文格式示意图
图2所示为OAMPDU的报文格式和常见的OAMPDU，OAMPDU中重要字段的含义如表2所示。
表2 OAMPDU重要字段含义
字段
含义
目的MAC地址，为慢速协议组播地址：0x0180-C200-0002。慢速协议报文的特点就是不能被网桥转发，因此无论是否具备OAM功能或OAM功能是否激活，EFM OAM报文都不能跨多跳转发
源MAC地址，为发送端的端口MAC地址（若没有则采用该设备的桥MAC地址），是一个单播MAC地址 协议类型，为0x8809
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Dest addr
Source addr Type
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字段
Subtype Flags Code
协议子类型，为0x03
Flag域，包含了EFM OAM实体的状态信息
含义
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消息编码，不同取值表示不同类型的OAMPDU，常见的OAMPDU如表3所示
表3 常见的OAMPDU Code值
报文类型
中文含义 信息OAMPDU，也称为心跳报文
作用
用于在本端与远端的OAM实体之间交互各种状态信息（包括本地信息TLV、远端信息TLV和组织自定义信息TLV）
用于对连接本端与远端OAM实体的链路上所发生的故障进行告警
用于检测链路质量和定位链路故障，该报文中带有使能/去使能信息，用来开启/关闭远端环回功能
0x00 Information OAMPDU
0x01 Event Notification OAMPDU事件通知OAMPDU
0x04 Loopback Control OAMPDU环回控制OAMPDU
2.1.3 工作模式
EFM OAM的工作模式可分为主动模式和被动模式两种。EFM OAM连接只能由主动模式的OAM实体发起，而被动模式的OAM实体只能等待对端OAM实体的连接请求。都处于被动模式下的两个OAM实体之间无法建立EFM OAM连接。这两种模式下设备的处理能力如表4所示。
表4 两种工作模式下设备的处理能力
处理能力
初始化EFM OAM Discovery过程 对EFM OAM Discovery初始化过程的响应 发送Information OAMPDU 发送Event Notification OAMPDU 发送不携带TLV的Information OAMPDU 发送Loopback Control OAMPDU 对Loopback Control OAMPDU的响应
可以 可以 可以 可以 可以 可以 可以
主动模式
不可以 可以 可以 可以 可以 不可以 可以
被动模式
2.1.4 链路事件
EFM OAM中定义的链路事件分为一般链路事件和紧急链路事件两大类。 1. 一般链路事件
一般链路事件用于链路性能监控，其包含的类型如表5所示。
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