通過交換數據包而實現管理功能的方法以及相應的包幀的製作方法

2023-05-03 23:27:51

專利名稱：通過交換數據包而實現管理功能的方法以及相應的包幀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種RPR(彈性數據包環路(Resilient Packet Ring))類型的網絡，並且特別涉及一種用於通過在RPR網絡的站點之間交換請求-答覆數據包而實現OAM(操作、管理和維護)功能的方法，以及相關的數據包幀。
通過IEEE標準化協會，根據標準IEEE 802.17 RPR(ResilientPacket Ring)的新技術被標準化，該技術被設計為用於優化在環形網絡(在下文中稱為RPR網絡)中傳輸數據包的可用帶寬，特別是在MAN(城域網)網絡的情況下，例如通常在文章「用於城域網的彈性數據包環路」，Global Optical Communication，第142-146頁，作者N.Cole，J.Hawkins、M.Green、R.Sharma和K.Vasani，公眾可以在網址http//www.rpralliance.org/上獲得該文章。
該環路技術例如基於SDH、Sonet或者乙太網傳輸物理層，其中RPR網絡數據包被實際傳輸。
如圖1中所示，已知的RPR網絡基於雙計數器-旋轉環路結構，分別被稱為內部環路和外部環路。這兩個環路被用於承載在一系列RPR站點之間的RPR數據包的數據和/或控制幀。RPR數據包是指已知ISO-OSI或者TCP-IP堆棧的層-2幀。RPR控制幀數據包適合於開發「拓撲發現」、「保護開關」和「帶寬管理」的所謂RPR功能。
該「拓撲發現」功能基於一種機制，其由RPR所使用以使得在環路上的每個站點發現和定位所有其他站點以及它們的距離。當RPR站點在該環路上插入一個新的PRP幀數據包時，它根據網絡拓撲結構選擇內部或外部環路，對於要通過的RPR站點的數目，以按照向著RPR目標站點方向的最短路逕行進。
「保護開關」功能通過在檢測到故障之後在預定的時間(50毫秒)內採取行動，以保證所謂的「彈性」，即在RPR數據包水平上的保護能力。在RPR網絡發生故障的情況下，控制「保護開關」功能的RPR數據包被用於實現APS(自動保護開關)型協議。可以支持「包裝保護」(基本上類似於傳統的SDH MS-SPring系統，但是應用於RPR層)和「導向保護」(基本上類似于越洋NPE，但是應用於RPR層中)這兩種保護機制。
用於RPR環路中的帶寬管理的控制RPR數據包可以用於保證對與該環路中的實際位置相獨立的各種RPR站點之間的環路的正常訪問。
RPR技術通過支持「目標脫離(destination stripping)」功能允許對帶寬空間的重新使用也就是說通過RPR目標站點從該環路中除去一個單點傳送(unicast)RPR數據包，而不需要在整個環路中傳送，因此剩餘的路徑可以被再次利用。相反，多點傳送或廣播或者單點傳送RPR數據包(其目標站點不在該環路中)可以受到「來源脫離」，也就是說它們在通過整個環路之後，被從相同的RPR來源站點所刪除。所謂的「使用期限」程序(即，時延程序)還被用於保證該幀不會永遠地循環。
即使RPR還沒有在標準活動中完全詳細地描述，但是RPR幀格式包括標頭部分和有效負荷部分。該有效負荷部分包含要被承載的上層信息。相反，該標頭至少包含如下欄位-RPR目標站點的ID地址；-RPR來源站點的ID地址；-協議類型，用於識別在該有效負荷中承載的上層信息；-「使用期限」TTL，用於避免RPR數據包永遠循環；-小環ID，用於表示已經插入的幀的外部或內部小環路徑；-CoS，用於識別RPR幀的服務級別，即，優先級；-幀類型，用於識別用戶數據RPR幀、RPR控制幀或其它RPR特殊幀。
在RPR欄位中，需要導入其它功能，例如OAM(操作、管理和維護)。
由於RPR傳輸技術是「無連接的」(即RPR數據包的發送不需要在RPR層上的連接)，因此不可以在RPR中使用已知的OAM處理，這是在SDH或者Sonet領域所公知的，該OAM處理基於在連接層上的信息交換。
在「無連接」領域，用於IP(網際協議)網絡中的所謂「Ping」機制是已知的。相反，Ping機制表現出這樣的問題，即兩個IP站點之間的連通性是僅僅根據已經由網絡所選擇的兩個站點之間的標準通信路徑而檢測的。
因此，本發明的目標是消除所有上述問題，並且表示一種方法，用於把在RPR網絡中的OAM功能延伸通過請求-答覆型的新OAM回送幀，以及一種新型的RPR OAM回送數據包的定義。該數據包可以由每個RPR站點所使用，以檢查另一個RPR目標站點的可到達性。
該OAM回送功能使得每個RPR站點檢查另一個RPR站點的可到達性，它不需要為了執行這種功能而停止在網絡上的任何數據通信。
該功能例如在管理系統的請求之後通過在一個站點處在網絡環路(RPR來源站點)中插入一個OAM回送RPR請求數據包，並且把所述RPR數據包發送到另一個站點(稱為RPR目標站點)而執行。結果，該目標站點將把一個OAM回送RPR答覆信息發送到該RPR資源站點。用於發送該請求和答覆的環路可以根據通過RPR數據包本身而獲得的信息來建立。
本發明的另一個目的是定義一種用於請求和答覆的OAM回送RPR數據包的格式。
為了實現上述目的，本發明提供一種方法，用於通過在RPR網絡基站之間交換請求-答覆數據包和相應數據包而實現OAM功能，以及包含包述OAM功能的一種RPR網絡，如在權利要求中所述，它是本申請的一個主要部分。


從下文參照附圖對非限制性的實施例的詳細描述中，本發明的其它目的和優點將變的更加清楚，其中圖1示出如上文所述的傳統RPR網絡的結構；圖2示出根據本發明的OAM回送功能所應用的RPR網絡的結構；圖3、4和5分別示出根據本發明的普通、請求和回復類型的OAM回送數據包的格式。
具體實施例方式
在下文中，描述根據本發明的OAM回送功能。
一種RPR管理系統例如通常通過MIB(管理信息基礎)或CLI(命令行接口)這樣的已知操作員接口的實現。所述管理系統可以通過RPR網絡請求任何RPR站點(例如圖2中的A站點)來檢查任何其它RPR站點(例如圖2中的B站點)的可到達性。
該RPR管理系統可以指定如何發送RPR OAM回送請求數據包通過最短的網絡路徑(根據通過拓撲發現搜索而獲得的環路拓撲信息)；在外部小環上；在內部小環上。
如果沒有任何指定，則默認該回送請求在最短路徑上發送。在圖2的例子中，用於從A到B的回送請求的最短路徑通過外環，作為通過個數較少的站點(兩個站點而不是在相反方向上的三個站點)。
該管理系統還可以指定哪一個CoS值將用於RPR OAM回送請求數據包以及答覆數據包中。在默認情況下，將使用最高優先級的CoS。
該管理系統可以指定該RPR目標站點需如何答覆按照最短路徑或者按照與接收請求相同的路徑或者按照在內或外小環上的相反路徑。在默認的情況下，RPR目標站點被要求在最短路徑答覆。在圖2的例子中，用於答覆的最短路徑(從B到A)通過該內小環，因為這樣將通過較少的站點(有兩個站點，而不是在相反方向上的三個站點)。
在該管理系統已經啟動RPR OAM回送程序之後，RPR來源站點(在圖2中的A)產生尋址到該目標站點(在圖2中的站點B)的一個RPR OAM回送請求數據包。
根據該管理系統的要求完成對路徑的選擇。RPR OAM回送請求將包含關於目標站點如何答覆的指示，如下文所述。
當RPR目標站點接收該回送請求RPR OAM時，它產生RPROAM回送請求數據包，並且把包發送回來源RPR站點。該答覆在該回送請求數據包中選擇的路徑上發送。
當回源RPR站點接收該答覆數據包時，它通過上述操作員接口把該處理成功的消息通知給該管理系統。如果在預定時間間隔內沒有接收到該答覆(由於該請求不能夠到達目標站點或者由於該答覆不能夠返回到來源站點)，則OAM回送程序將宣告失敗，並且該管理系統獲得關於該失敗的通知。
在下文中，描述根據本發明的OAM回送數據包的一般格式。
OAM回送數據包由在RPR標頭中的「幀類型」欄位的特定數值所表示。參見圖3，OAM回送數據包的有效負荷包括如下欄位-OAM類型指定該OAM消息所屬的類型。該消息代碼的列表如下

表1-指定欄位該部分的長度和結構取決於OAM消息類型；該結構的格式由相關的OAM消息類型所定義。
-校驗和幀有效負荷的最後16位包含對從OAM類型開始到最後的指定欄位(如果存在的話)結束的整個OAM消息有效負荷計算的CRC校驗荷代碼(CRC-16)。當接收到具有錯誤的校驗和的OAM幀時，該OAM幀被拋棄。
在下文中，描述根據本發明的OAM回送請求數據包的格式。
OAM回送請求數據包的格式在圖4中示出。定義如下欄位
-OAM類型表示一個OAM回送請求類型。參見如上表1。
-請求類型它被用於詢問RPR目標站點如何響應，以及使用哪一個路徑。請求類型的列表如下

表2-標識符和序號它們被該應用程式所使用來把該請求與答覆相關聯，例如在同時存在多個請求並且與相同站點相關的情況下。
在標頭中-目標地址被填充有由管理系統所提供的數值，表示要被監控的RPR目標站點；-CoS欄位被填充有由管理系統所請求的數值；-小環ID欄位被填充有由管理系統所請求的數值，表示發送該回送OAM幀的路徑。
在下文中，描述根據本發明的回送答覆OAM消息的格式。
該回送答覆OAM幀的有效負荷格式如圖5中所示。定義如下欄位-OAM類型表示OAM回送答覆的類型；-保留該欄位不被使用。它必須在傳輸中被固定為0x00，並且在接收中必須被忽略；它的引用僅僅是為了按照所需的數據包的格式；-標識符和序號它們從該請求消息中複製，並且被該應用程式所使用以把該請求和答覆相關聯。
在標頭中-該目標地址被從請求的來源地址複製；
-CoS欄位被從OAM回送請求數據包複製；-小環ID欄位表示該回送答覆OAM數據包被發送的路徑。根據在OAM回送請求消息的請求類型欄位中的信息決定路徑的選擇。
從上文描述中，本領域的技術人員可以獲得所有必要的信息以實現通過根據本發明的請求-答覆類型的OAM回送程序而擴展在RPR網絡中的OAM功能，並且還通過利用已有的RPR技術的標準產生RPROAM回送請求-答覆數據包，以使它們在網絡中循環。
權利要求
1.一種用於在數據包類型的通信彈性數據包環路網絡中實現操作、管理和維護功能的方法，其中特定數目的RPR站點被通過雙計數器旋轉數據流小環而環路連接，該小環包括外小環和內小環，其特徵在於所述OAM功能是通過請求-答覆類型的回送OAM處理而實現的，其中包括如下步驟-在RPR資源站點(A)，把一個RPR OAM回送請求數據包插入到該環路中；-把所述RPR OAM回送請求數據包發送到一個RPR目標站點(B)，用於檢查該站點的可到達性；-在該RPR目標站點，在接收到所述RPR回送請求幀之後，把一個RPR OAM回送請求數據包發送到該RPR資源站點(A)，其中根據可從RPR數據包本身獲得的信息來決定用於發送該請求和答覆數據包的環形路徑。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述RPR OAM回送請求數據包在對於所述來源和目標站點之間的中間站點數目來說最短的路徑上發送，或者在外小環或內小環上發送。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述RPR OAM回送請求數據包在對於所述來源和目標站點之間的中間站點數目來說最短的路徑上發送，或者在外小環或內小環上發送，或者在與該請求幀被發送的小環相同或相反的小環上發送。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其特徵在於，用於發送該請求或答覆數據包的環路是根據管理系統的請求而確定的。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，進一步包括如下步驟由RPR來源站點(A)把關於接收所述OAM回送答覆幀的情況通知給所述管理系統，或者在預定時間間隔內沒有接收所述OAM回送答覆幀的情況下，把OAM回送幀丟失的情況通知給該管理系統。
6.根據上述任何一項權利要求所述的方法，其特徵在於在該環路插入一個RPR OAM回送請求數據包的步驟包括插入包含如下欄位的RPR OAM回送請求數據包a)在有效負荷中-OAM類型表示一個OAM回送請求消息的類型；-請求類型詢問RPR目標站點選擇哪一個用於答覆的路徑；以及-標識符和序號把該請求與答覆相關聯，例如在同時存在與相同站點相關的多個請求的情況下，以及b)在標頭中-目標地址包含要被監控的RPR站點的地址；-服務級別的數值表示請求的優先級；以及-路徑標識符表示OAM回送請求數據包被發送的路徑。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述請求類型欄位可以具有如下含義-依據最短路徑的目標站點；或-依據內小環的目標站點；或-依據外小環的目標站點；或-依據與接收請求相同的環路的目標站點；或-依據與接收請求相反的環路的目標站點。
8.根據上述任何一項權利要求所述的方法，其特徵在於發送一個RPR OAM回送請求數據包的步驟包括發送包含如下欄位的RPR OAM回送答覆數據包a)在有效負荷中-OAM類型表示一個OAM回送答覆消息的類型；-標識符和序號被RPR OAM回送請求幀所複製，以把該請求與答覆相關聯；b)在標頭中-目標地址被從所述RPR OAM回送請求數據包中的地址複製；-CoS欄位被從RPR OAM回送請求數據包複製；-路徑標識符表示發送答覆數據包的路徑；其數值被包含在OAM回送請求數據包的欄位中。
9.根據權利要求6至8中的任何一項所述的方法，其特徵在於所述RPR OAM回送請求或答覆數據包進一步包括具有根據整個OAM有效負荷計算的校驗和CRC代碼(CRC-16)的校驗和欄位。
10.一種彈性數據包環路通信網絡，其中包括用於執行根據上述任何一項權利要求所述的操作、管理和維護功能的裝置。
全文摘要
本文所描述的是一種通過請求－答覆類型的新OAM回送處理而擴展RPR網絡中的OAM功能的方法，以及一種新的RPR OAM回送請求幀的定義。OAM回送功能使得任何RPR站點檢查另一個RPR站點的可靠性。這不需要通過停止在網絡上的任何數據通信來執行該功能。
文檔編號H04L12/437GK1412979SQ0214160
公開日2003年4月23日 申請日期2002年9月2日 優先權日2001年9月3日
發明者伊塔羅·布西, 米切利·方塔納, 皮耶特羅·格蘭迪 申請人:阿爾卡達公司