MPls OAM

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MPLS OAM
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MPLS OAM
MPLS OAM概况
MPLS提供一个完全不依赖于任何三层协议或二层协议的OAM（Operation, Administration and Maintenance，操作、管理和维护）机制，在MPLS的数据平面实现以下功能：
􀁺 确定LSP的连通性；
􀁺 衡量网络的利用率以及度量网络的性能；
􀁺 在链路出现缺陷或故障时迅速进行保护倒换，以便根据与客户签订的SLA（Service Level Agreement，服务等级协定）提供相应等级的服务。
利用MPLS OAM机制，可以有效地检测、确认并定位出源于MPLS层网络内部的缺陷；报告缺陷并做出相应的处理；在出现故障的时候，能够提供保护倒换的触发机制。
MPLS OAM报文类型
MPLS OAM的报文类型包括CV（Connectivity Verification，连通性检测）、FFD（Fast Failure Detection，快速缺陷检测）和BDI（Backward Defect Indication，反向缺陷通告）3种。
报文的功能及格式如下：
1. MPLS OAM CV报文
MPLS OAM CV报文由入节点发送，通过被检测的LSP到达出节点，以此进行LSP的连通性检测。其格式如图 1。
图 1 MPLS OAM CV报文格式
图 1中各字段含义如表 1所示。
表 1 MPLS OAM CV报文字段含义
字段
描述
Function type
报文类型，0x01代表CV报文
技术先容
MPLS MPLS OAM
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字段 描述
Reserved
保留字段，取值为全0
LSP trail termination source identifier
TTSI，源宿连接标识，网络中一条LSP唯一的标识。由16字节的Ingress LSR ID与4字节的LSP ID组成。对于IPv4，Ingress LSR ID的前10字节填充为0x00，接着的2字节填充为0xFF，最后4字节为IPv4地址
Padding
填充字段，取值为全0
BIP16
报文校验和
2. MPLS OAM FFD报文
MPLS OAM FFD报文同CV报文一样，也是由入节点发送，通过被检测的LSP到达出节点，以此进行LSP的连通性检测。其格式如图 2。
同CV报文相比，FFD报文中多了一个字节的频率信息。CV报文采用固定1s的发送周期，而FFD报文可支撑10ms、20ms、50ms、100ms、200ms和500ms多种发送频率，在不同的产品中可以根据需求来改变支撑的频率值。
图 2 MPLS OAM FFD报文格式
图 2中各字段含义如表 2所示。
表 2 MPLS OAM FFD报文字段含义
字段
描述
Function type
报文类型，0x07代表FFD报文
Reserved
保留字段，取值为全0
LSP trail termination source identifier
TTSI，请参见1. 图 1表 1
Frequency
FFD报文发送频率
Padding
填充字段，取值为全0
BIP16
报文校验和
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3. MPLS OAM BDI报文
MPLS OAM BDI报文用于LSP的出节点在发现LSP缺陷后，将缺陷信息通过反向通道告知LSP的入节点，其格式如图 3。
图 3 MPLS OAM BDI报文格式
图 3中各字段含义如表 3所示。
表 3 MPLS OAM BDI报文字段含义
字段
描述
Function type
报文类型，0x03代表BDI报文
Reserved
保留字段，取值为全0
Defect type
LSP缺陷类型
TTSI
LSP标识，请参见1. 图 1表 1；如果不使用TTSI，该字段各字节填充为0x00
Defect location
缺陷定位信息
Padding
填充字段，取值为全0
BIP16
报文校验和
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MPLS OAM的主要功能
1. MPLS OAM基本检测功能
图 4 MPLS OAM连通性检测示意图
MPLS OAM基本检测功能主要用来检测连通性，工作过程如图 4所示：
(1) 入节点发送CV/FFD报文，报文通过被检测的LSP到达出节点；
(2) 出节点把接收到的报文类型、频率、TTSI等信息字段与本地记录的对应值相比较来判断报文的正误，并统计检测周期内收到的正确报文与错误报文的数量，从而对LSP的连通性随时进行监控；
(3) 当出节点检测到LSP缺陷后，分析出缺陷类型，通过反向通道将携带缺陷信息的BDI报文发送给入节点，从而使入节点及时获知缺陷状态。如果正确配置了保护组，则还会触发相应的保护倒换。
在配置MPLS OAM基本检测功能时，需要为被检测LSP绑定一个反向通道。反向通道是与被检测LSP具有相反的入节点和出节点的LSP。承载BDI报文的反向通道，有以下两种类型：
􀁺 独占反向LSP。每条前向LSP都有自己的反向LSP，这种方法相对稳定，但可能造成资源浪费。
􀁺 共享反向LSP。多条前向LSP共用一条反向LSP，所有LSP返回BDI报文均通过这一条反向LSP，这种方法可以减少资源浪费，但当多条前向LSP同时出现缺陷时，这条反向LSP上可能会出现拥堵。
2. MPLS OAM首包触发功能
当LSP入节点晚于出节点开启MPLS OAM功能，或出节点开启而入节点不开启MPLS OAM功能时，会造成出节点的LOCV（Loss of Connectivity Verification defect，连通性检测缺陷）告警。可以通过首包触发功能解决这个问题。
所谓首包触发功能，是指出节点在超时等待时间（OverTime）内接收到第一个CV/FFD报文，以此时作为连通性检测的起点；如果出节点在配置MPLS OAM功能的OverTime时间后，没有接收到CV/FFD报文，则产生BDI报文。
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3. 远程链路状态通告功能
RLSN（Remote Link Status Notification，远程链路状态通告）功能是指LSP出节点可以监控某一个接口的状态。监控的接口可以是出节点上的任意一个接口。
􀁺 当接口down时，触发扩展BDI报文通知入节点，入节点不会通知保护倒换，但记录RLSN状态信息，以便用户查询。
􀁺 当接口重新up时，停止发送扩展BDI报文，入节点不会通知保护倒换，但记录RLSN状态信息，以便用户查询。
4. 保护倒换功能
PS（Protection Switching，保护倒换）是为主Tunnel建立相应的保护Tunnel（备用Tunnel）。主Tunnel和备用Tunnel构成一个保护组。在主Tunnel发生缺陷时，数据流能迅速的倒换到备用Tunnel，从而提高网络的可靠性。
设备目前实现的保护倒换为1:1保护倒换。在Tunnel的入节点和出节点之间提供主备两条Tunnel。正常情况下，数据在主Tunnel上传输；当入节点通过检测机制（如MPLS OAM）发现主Tunnel发生缺陷，需要进行保护倒换时，将数据切换到备用Tunnel上继续传输。
保护倒换分为外部倒换和信令倒换。
(1) 外部倒换是指通过手工配置的命令触发的保护倒换。外部倒换的优先级由高到低为：
􀁺 清除倒换（Clear）：清除所有的外部倒换命令。
􀁺 锁定倒换（Lockout of Protection）：数据流锁定在主LSP上传输。
􀁺 强制倒换（Forced Switch）：数据流强制在备份LSP上传输。
􀁺 手工倒换（Manual Switch）：将数据流手动倒换到主/备LSP上传输。
(2) 信令倒换（Signal Fail）是指通过协议信令触发的保护倒换。信令倒换包括配置了MPLS OAM基本检测功能后，主备Tunnel之间的倒换以及检测隧道up/down消息触发的倒换等。
在实际操作中，只有在手工输入的外部倒换命令比当前信令优先级高的情况下，外部倒换才会生效。
外部倒换命令及信令倒换优先级从高到低依次为：
􀁺 清除倒换
􀁺 锁定倒换
􀁺 强制倒换
􀁺 信令倒换
􀁺 手工倒换