关于OAM技术的知识总结

                                                                                                                                                    OAM技术

1       OAM技术产生的背景

以太网最初是为局域网设计的，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，而随着以太网在局域网、城域网以及广域网上的广泛应用，以太网管理维护机制的缺乏的缺点被放大，成为了制约网络规模扩大的严重障碍。为了解决这一问题，产生了OAM技术，它的主要功能是有效提升以太网的管理和维护能力，保障规模网络的稳定运行。

2       OAM技术的分级实现

OAM技术分两级，即链路级以太网OAM技术和网络级以太网OAM技术。

2.1链路级以太网OAM技术

2.1.1 应用区域

链路级以太网OAM技术多应用于：PE设备—CE设备—用户设备，也称为最后一公里的以太网物理链路。

2.1.2主要功能

监测用户网络与运营商之间的链路状态，典型的协议为EFM OAM协议，协议针对两台直连设备间的链路（网络中两个相邻结点间的链路，不会跨越结点），提供链路的性能监测、故障侦测、告警以及环路测试等。

2.2 网络级以太网OAM技术

2.2.1 应用区域

网络级以太网OAM技术多应用于网络的接入汇聚层，即CE设备接入层。2.2.2 主要功能

监测整个网络的连通性、定位网络的连通性故障，典型的协议CFD协议，主要在二层网络中完成所述功能。

2.3 OAM 应用区域示意图 

3       OAM技术协议

如上所述，OAM技术是分级实现的，涉及到的典型协议为EFM OAM协议

和CFD协议。

3.1 EFMOAM协议

   使能了EFM OAM功能的端口称为EFM OAM实体，EFM OAM工作在数据链路层，协议报文称为OAMPDU，EFM OAM就是通过设备之间定时交互OAM PDU报文来监测链路状态的，进而上报给网络管理员。

3.1.1 EFM OAM协议的报文格式 

Dest addr：目的MAC；

Source addr：源MAC；

Type：协议类型0x8809；

Subtype：协议子类型0x03；

Flags：EFM OAM实体激活标志；

Code：OAMPDU消息类型标志，常见的Code的值为0x00（心跳报文，用于在本端和远端OAM实体间交互各种状态信息）、0x01（事件通知报文，用于对连接本端与远端OAM实体链路上所发生故障进行告警）、0x04（环回控制报文，用于检测链路质量和定位链路故障，可以开关远端环回功能）；

Data/Pad：报文数据部分；

CRC：报文校验信息。

3.1.2 工作模式

EFM OAM的主要工作模式有两种，主动模式和被动模式。EFM OAM连接只能由主动模式下的OAM实体发起，而被动模式的OAM实体只能等待对端的连接请求。

3.1.3 链路事件

EFMOAM的链路事件分为一般链路事件（用于链路性能监控）和紧急链路事件（用于远端故障监测）。

3.1.4 EFM OAM的运行机制

EFMOAM的连接建立：本端OAM实体发现远端OAM实体，并与之建立稳定对话的过程，这个过程也称为Discovery阶段。

 链路性能监控：当一端OAM实体监控到一般链路事件时，将向对端实体发送Event NotificationOAMPDU进行通报，同时将监控信息计入日志，并上报给网管系统；对端收到该信息后，也将其记入日志，并上报给网管系统。这样两端管理员都能够通过日志动态的掌握网络的运行情况。

远端故障监测：当设备上发生紧急链路事件而导致流量中断时，故障端OAM实体通过OAM InformationOAMPDU中的Flag域将故障信息通知给对端OAM实体，同时将故障信息记入日志并上报给网管系统；对端收到该信息后，也会上报给网管系统。这样两端管理员都能够通过日志动态的掌握网络的运行情况，对相应的错误及时处理。

远端环回：主动模式下的OAM实体向对端发送除OAMPDU以外的所有其他报文时，对端收到该报文后直接将其环回本端。它可用于定位链路故障和监测链路质量；网络管理员通过观察非OAMPDU报文的返回情况，可以对链路性能（丢包率、时延、抖动等）做出评价。

中断判断：当建立连接之后，两端的OAM实体会周期性的发送心跳报文来监测连接是否正常。如果一端OAM实体在连接超时时间内未收到对端的OAM实体发送的心跳报文，则认为连接发生中断。

3.2 CFD协议

3.2.1基本概念

维护域：指明连通错误监测所覆盖的网络，其边界是由配置在端口的一系列维护端点所定义的。

维护集：在维护域内根据需要可以配置多个维护集，每个维护集是维护域内一些维护点的集合。维护集以“维护域名+维护集名”来标示。

维护点：配置在端口上，属于某个维护集，可以分为维护端点和维护中间点。

3.2.2CFD报文格式

 

MD level：维护域的级别，取值范围0~7，取值越大级别越高；

Version：协议版本号；

OpCode：消息类型编码；

Flags：Flag域，在不同类型的CFD PDU报文中表示不同的含义；

Varies with value of OpCode：包括三部分内容，即Sequence number(序列号，初始值为一个随机值，维护端点每发送一个CCM PDU，该字段取值加1)、Lookback TransactionID和LTR/LTM transactionID（处理编号，初始值为0，维护端点每发送一个LBR/LBM/LTR/LTMPDU，该字段取值加1）。

3.2.3CFD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，包括连续性监测功能（CC）、环回功能和链路追踪功能三种。

连续性监测功能：用来检测各维护端点之间的连通状态，其实现方式是维护集内的各维护端点之间周期性的互发CCM PDU，通过分析报文内容和判断报文接收是否超时检测链路的当前状态。

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检测源维护点和目标维护点之间是否可达。

链路追踪功能：类似于Tarcent功能，通过发送测试报文和接应答报文查看源维护端点到目标维护端点之间的路径或定点的故障。

 

4       OAM技术学习的心得

通过学习OAM技术，我认为OAM技术的学习关键点主要有三部分：

1，OAM产生的背景以及要解决的问题；

2，对EFM OAM和CFD的报文格式中的各个组成部分的具体意义有深入的理解；

3，能够对不同功能的报文收发流程有着清晰的认识。