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在图6所示的组网中，共有0、2、3、5四个级别的维护域，标识号较大的维护域的级别高、控制范围广；标识号较小的维护域的级别低、控制范围小。假设所有六台设备都只有两个端口，其中的一些端口作为不同级别维护域中的维护端点或维护中间点，譬如Device B的端口1上有以下维护点：级别为5的维护中间点、级别为3的内向维护端点、级别为2的内向维护端点和级别为0的外向维护端点。
3.1.4 协议报文
CFD的协议报文被称为CFD PDU。不同的CFD PDU具有相同的报文头，通过头部的类型字段来区分报文类型。
图7 CFD PDU报文格式示意图
图7所示为CFD PDU的报文格式和常见的CFD PDU，CFD PDU中重要字段的含义如表7所示。
表7 CFD PDU重要字段含义
字段
MD level Version OpCode Flags
Sequence number
Varies with value of OpCode
Loopback transaction IDLTR/LTM transaction ID
含义
维护域的级别，取值范围为0～7，取值越大表示级别越高 协议版本号，为0
消息编码，不同取值表示不同类型的CFD PDU，常见的CFD PDU如表8所示
Flag域，该字段在不同类型的CFD PDU中表示不同的含义 序列号，初始值为一个随机值，以后维护端点每发送一个CCM PDU，该字段的取值就会加1
处理编号，初始值为0，以后维护端点每发送一个LBR/LBM/LTR/LTM PDU，该字段的取值就会加1
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表8 常见的CFD PDU OpCode值
报文类型
目的MAC地址
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作用
用于连续性检测，各维护端点均可发出用于环回，由环回对端回应 用于环回，由环回发起端发出 用于链路跟踪，由链路跟踪对端回应 用于链路跟踪，由链路跟踪发起端发出
01-80-C2-00-00-3x（组播地址，x的取
0x01 CCM PDU
值如表9所示） 0x02 LBR PDU 环回发起端的MAC（单播地址） 0x03 LBM PDU 环回目的端的MAC（单播地址） 0x04 LTR PDU 链路跟踪发起端的MAC（单播地址） 01-80-C2-00-00-3y（组播地址，y的取0x05 LTM PDU
值如表9所示）
表9 目的MAC地址中x和y的取值
MD level
x的取值
y的取值
F E D C B A 9 8
7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 0 0
3.2 运行机制
CFD的有效应用建立在合理的网络部署和配置之上。它的功能是在所配置的维护端点之间实现的，包括连续性检测功能（CC）、环回功能（LB）和链路跟踪功能（LT）三种。
3.2.1 连续性检测功能
连续性检测功能用来检测各维护端点之间的连通状态。其实现方式为：维护集内的各维护端点之间周期性地互发CCM PDU，通过分析报文内容和判断报文接收是否超时来检测链路当前的状态。若维护端点在3.5个CCM PDU发送周期内未收到远端维护端点发来的CCM PDU，则认为链路有问题，会输出日志报告，用户可以通过环回功能或链路跟踪功能来进行故障区间的定位。 维护端点发送的CCM PDU中Interval域的值与CCM PDU发送时间间隔、远端维护端点超时时间的关系如表10所示。
表10 Interval域的值与CCM PDU发送时间间隔、远端维护端点超时时间的关系
Interval域的值
1 2
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CCM PDU发送时间间隔
远端维护端点超时时间
10/3毫秒 35/3毫秒 10毫秒 35毫秒
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Interval域的值
3 4 5 6 7
CCM PDU发送时间间隔
以太网OAM技术白皮书远端维护端点超时时间
100毫秒 350毫秒 1秒 3.5秒 10秒 35秒 60秒 210秒 600秒 2100秒
3.2.2 环回功能
环回功能类似于ping功能，通过发送测试报文和接收应答报文来检测源维护端点到目标维护端点是否可达。
图8 环回功能示意图
如图8所示，在Device A与Device C之间进行环回的过程如下：
(1) Device A向Device C发送LBM PDU，其中携带有该报文的发送时间；
(2) Device C收到该报文后，回复LBR PDU给Device A，其中携带有LBM PDU的发送和接收
时间，以及LBR PDU的发送时间。
在超时时间内，如果Device A收到了Device C回应的LBR PDU，则可以根据其中携带的时间信息算出Device A到Device C的网络时延；否则，便认为Device A到Device C不可达。此外，通过连续发送多个LBM PDU并观察LBR PDU的返回情况，还可以了解网络的丢包情况。
3.2.3 链路跟踪功能
链路跟踪功能类似于Tracert功能，通过发送测试报文和接收应答报文来查看源维护端点到目标维护端点之间的路径或定位故障点。
图9 链路跟踪功能示意图
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如图9所示，在Device A与Device C之间进行链路跟踪的过程如下：
(1) Device A向Device C发送LTM PDU，其中携带有TTL值和目标维护端点的MAC地址； (2) Device B收到该报文后，先将其TTL值减1，再继续转发给Device C，并回复LTR PDU给
Device A，其中也携带有TTL值（等于Device A发送来的LTM PDU中的TTL值减1）； (3) Device C收到该报文后，回复LTR PDU给Device A，其中也携带有TTL值（等于Device
B转发来的LTM PDU中的TTL值再减1）。由于根据LTM PDU中携带的目标维护端点的MAC地址，Device C可以判断出自己就是目标维护端点，因此不会再转发该报文。 如果Device A到Device C之间的路径有故障，则故障点下游的设备将无法收到LTM PDU，也不会回复LTR PDU，据此可判定故障点的位置。例如，若Device A能收到Device B回复的LTR PDU，但收不到Device C回复的LTR PDU，就可以判定Device B和Device C之间的路径有故障。
3.3 H3C实现的技术特色
3.3.1 支持辅助CPU快速检测
由于CCM PDU的发送周期跨度很大，从3.3毫秒到10分钟。但是，3.3毫秒的CCM PDU发送周期会对业务板上其它业务的性能产生影响，而其它业务对CPU的抢占也会影响CCM PDU的发送精度。因此，H3C可采用单独的辅助CPU来处理这种快速报文的发送和接收，检测结果通过主CPU之间以及主CPU与辅助CPU之间的通信来通知维护端点所在的业务板。
3.3.2 支持与Smart Link联动
Smart Link实现了主备链路的冗余备份和快速迁移。在双上行组网中，当主用链路出现故障时，设备自动将流量切换到备用链路，这样就实现了主备链路的冗余备份。但是，对于传输链路上的设备或链路自身发生的故障（如光纤链路发生单通、错纤、丢包等故障）以及此类故障的恢复，Smart Link本身是无法感知的。
H3C通过将Smart Link与CFD协议的连续性检测功能进行联动，可以对上述故障的发生或恢复进行检测。其原理如下：维护端点周期性地发送CCM PDU，同一维护集内的其它维护端点收到该报文后便能获知远端维护端点的状态。若维护端点在3.5个发送周期内仍未收到该报文，便认为链路有问题，于是通知Smart Link重新计算Smart Link的链路状态，以便进行链路切换。
3.3.3 支持LTM PDU自动发送
H3C支持LTM PDU的自动发送，即：当本端维护端点在3.5个CCM PDU发送周期内未收到远端维护端点发来的CCM PDU时，便判定与远端维护端点的连接中断，本端维护端点会自动发送LTM PDU，并通过检测回应的LTR PDU来定位故障。这个过程也会被记录下来，使网络管理员可以在事后查看故障的时间和路径等信息。
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4 典型组网应用
图10 以太网OAM典型应用组网图
以太网OAM在城域网的典型应用如图10所示，可分为以下两个层次进行部署：
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在CE设备与PE设备之间的链路上部署EFM OAM：通过CE设备与PE设备之间定时互发Information OAMPDU来检测用户业务接入链路的连通性。网络管理员可以通过观察错误帧的情况，来判断CE设备与PE设备之间链路的性能；通过远端环回功能可以检测链路的质量，或在发生链路故障时进行故障定位。
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在接入汇聚层的网络中部署CFD：先根据设备所属的ISP来划分维护域，把同一ISP管理下的设备划分在同一维护域中；再根据业务来划分维护集，使每个维护集对应一个VLAN。CFD通过维护集内的各维护端点定时互发CCM PDU来检测维护集内网络的连通性。当检测到连通性故障后进行报警，网络管理员可以通过环回功能或链路跟踪功能进行故障定位或路径查找。
5 参考文献
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IEEE 802.3ah：Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications. Amendment: Media Access Control Parameters, Physical Layers, and Management Parameters for Subscriber Access Networks
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