1、G.8032技術白皮書G.8032技術白皮書11引言12G.8032概述12.1故障檢測機制22.2保護倒換機制32.3相交環的保護倒換機制43典型組網案例63.1單環拓撲63.2相交環拓撲94參考文獻151 引言以太網，因其簡易性、經濟性和對分組業務的良好支持而被譽為電信史上最為成功的數據傳輸交換技術，無論在傳輸容量還是市場規模上都以超摩爾法則的速率在發展。隨著以太網的發展，對以太網的業務保護與恢復能力的要求也越來越高。以太環網協議的出現解決了傳統數據網保護能力弱、故障恢復時間長等問題，理論上可以提供50ms的快速保護特性。IETF RFC3619即EAPS采用 Polling及故障通告機制

2、檢測以太網故障和相對簡單靈活且易于實現的保護倒換協議，較好的滿足了城域網語音與數據等業務的需求，早期被一些設備廠商在匯聚網絡上商用，并在此基礎上不斷改進，后期各廠商又在此基礎上衍生出多個私有的技術，如中興ZESR、華為RRPP、烽火網絡ESR等以太環網保護技術。分析發現EAPS存在兩個明顯弱點：故障通告丟失或因某種原因未能觸發故障通告，依靠Polling機制檢測發現故障時間較長，不能滿足50ms保護倒換要求；若鏈路故障是單向的，Polling機制可能檢測不到該故障并不觸發保護倒換。ITU-T G.8032定義了以太環網自動保護切換機制，克服了EAPS的上述弱點。2 G.8032概述環網保護是要

3、對一個以太網環網進行自動保護。在正常狀態下，要在環網內設置阻塞鏈路，以防止成環，當其他鏈路發生故障時，這段阻塞鏈路打開，流量倒換到環上的另一側路徑進行傳輸，實現倒換保護，在G.8032中，這段鏈路被稱為環路保護鏈路（RPL， Ring Protection Link），連接RPL的一端負責控制其轉發狀態的節點被稱為 RPL 擁有節點（RPL Owner），節點通過RAPS報文進行通信，傳送RAPS報文的通道稱為RAPS Channel，業務流量在Traffic Channel中傳送，與RAPS channel具有相同的轉發狀態。G.8032能夠對簡單環路的進行保護的同時，同時通過子環模型實現多

4、級環路的保護。2.1 故障檢測機制G.8032采用Y.1731或IEEE 802.1ag中定義的連續性檢測(CC)進行鏈路雙向轉發檢測，能夠定位故障點并檢測故障是單向還是雙向的，并且用于保護轉換時，CC幀默認的傳輸周期是3.33 ms（即每秒300幀的傳輸速率）。如圖1所示：圖1：相鄰節點發送CC進行故障檢測兩個相鄰節點間周期性的從物理端口發送連續性檢測(CC)幀以檢測故障，當一個節點在特定的時間內檢測到CC幀丟失，即檢測到了一個故障，如圖2所示：圖2：檢測到CC丟失圖2中節點A、B不能收到對方發送的CC檢測到各自端口a1、b2故障。節點從檢測到故障的端口發送RDI(Remote Defect

5、 Indication)幀，如果是單向故障，鏈路下行的節點將檢測到該RDI幀，如圖3所示：圖3：單方向鏈路故障檢測圖3中節點B檢測到來自A的CC丟失，檢測到端口b2故障，通告RDI給A。如果是節點出現故障，故障節點兩邊相鄰的節點將在特定時間內檢測到CC幀丟失，如圖4所示：圖4：節點故障2.2 保護倒換機制在正常狀態下，RPL鏈路兩端端口(a2)、(f1)或僅RPL Owner一端端口(a2)處于阻塞狀態防止環路產生；當檢測到故障時，阻塞故障端口，開放RPL端口完成鏈路保護倒換。如圖5所示：圖5：檢測到故障阻塞故障端口并通告節點B、C通過發送CC幀或RDI幀檢測到故障時阻塞故障端口(b1)、(c

6、2)，并通告故障，發送一個短序列的幀RAPS(SF)，收到RAPS(SF)幀的節點將開放處于阻塞狀態的非故障端口、刷新FDB并轉發，整個環工作在保護狀態，如圖6所示：圖6：切換到保護狀態該機制有以下兩個連續性的步驟： 阻塞檢測到故障的端口 開放RPL端口這意味著所提出的路徑倒換機制保證了邏輯拓撲在路徑倒換過程中始終是一棵樹。因此，該機制完成了無環路的路徑倒換。當故障鏈路恢復時，恢復鏈路兩鄰接節點仍然將端口阻塞，并發送RAPS(NR)消息通告故障恢復，收到RAPS(NR)的環節點轉發，當RPL Owner收到RAPS(NR)后，啟動WTR定時器，等待WTR超時后，阻塞RPL端口，同時發送RAPS

7、(NR，RB)，如圖7所示：圖7：RPL Owner節點阻塞RPL端口并通告環中節點收到RAPS(NR，RB)消息后，刷新FDB，解除阻塞端口，RPL另一端非RPL Owner節點收到RAPS(NR，RB)消息后阻塞RPL端口刷新FDB，整個環重新恢復到工作狀態，如圖8所示：圖8：環恢復到工作狀態2.3 相交環的保護倒換機制G.8032能夠對單點相切的多環拓撲或通過一條共享的線路(Shared Link)互聯的多環拓撲進行鏈路保護倒換。單點相切的多環拓撲中每一個環的保護倒換遵從簡單環的保護倒換機制，而通過一條共享的線路(Shared Link)互聯的多環被劃分為主環和子環，Shared Lin

8、k屬于主環而不屬于子環，Shared Link的兩端節點被稱為互聯節點，子環上互聯節點之間的部分稱為子環鏈路，子環通過互聯節點在主環上的虛鏈路與子環鏈路構成一個閉合的環。通過Shared Link互聯的環路如圖9所示：圖9：多環網絡B、E之間的鏈路為Shared Link，節點B、E為互聯節點，環Ring 1為主環，包括鏈路A-B-E-F-A（圖中紅色虛線部分），環Ring 2為子環，包括鏈路B-C-D-E（圖中黑色虛線部分），主環Ring 1的RPL鏈路為A-F，子環Ring 2的RPL鏈路為C-D，子環Ring 2在主環Ring 1上的虛鏈路為一條冗余鏈路，Y.1731或IEEE 802.

9、1ag中定義的連續性檢測(CC)能夠檢測冗余鏈路的聯通性（如UP MEP），這樣主環鏈路故障或子環鏈路故障時的保護倒換與簡單環路的保護倒換機制就一致了。當子環在主環上的虛鏈路故障時，按照簡單環路的保護倒換機制完成保護倒換如圖10所示：圖10：虛鏈路故障通告當虛鏈路狀態恢復時，為防止形成超環，當互聯節點B、E檢測到虛鏈路恢復時阻塞端口（b1）、（c2），同時通告RAPS(NR)，節點C作為RPL Owner啟動WTR，如圖11所示：圖11：虛鏈路恢復時子環消息通告這時由于B、E分別阻塞了（b1）、（c2），子環鏈路與主環失去了連通性，為防止這一情況的發生引入一種新的機制，當環節點收到RAPS(N

10、R)或RAPS(SF)時，如果對端的MAC比自己大，就開放非故障阻塞端口。按照新引入的機制，節點B、E收到RAPS(NR)后，比較遠端MAC與自己MAC，由于節點E的MAC>節點B的MAC，這時節點B將開放端口（b1），如圖12所示：圖12：虛鏈路恢復時孤島鏈路防止當節點C上的WTR超時時，阻塞RPL端口(c1)并通告RAPS(NR，RB)，按照簡單環路恢復過程處理，如圖13所示：圖13：子環虛鏈路鏈路恢復3 典型組網案例3.1 單環拓撲組網圖MAC: S1: 00:04:67:11:11:11 S2: 00:04:67:22:22:22 S3: 00:04:67:33:33:33配置步

11、驟站點1的配置配置filter規則Fengine#configFengine(config)#filter-list 1Fengine(config-filter1)# filter 1 mac any any eth-type 0x8902Fengine(config-filter1)# filter 1 action cpu配置Y.1731Fengine#configFengine (config)# y1731Fengine (config-y1731)# meg 1 icc meg1 umc meg1 level 6 vlan 1端口1/1的配置Fengine#configFengin

12、e(config)#interface gigaethernet 1/1Fengine(config-ge1/1)# join vlan 1-4094 taggedFengine(config-ge1/1)# filter-list in 1Fengine(config-ge1/1) #y1731 mep 1/1 direction downFengine(config-ge1/1) #y1731 mep 1/1 cc enableFengine(config-ge1/1) #y1731 remote-mepid 2 mac 00:04:67:22:22:22 mep 1/1Fengine(c

13、onfig-ge1/1)#quit退出端口1/1的配置端口1/2的配置Fengine#configFengine(config)#interface gigaethernet 1/2Fengine(config-ge1/2)# join vlan 1-4094 taggedFengine(config-ge1/2)# filter-list in 1Fengine(config-ge1/2) #y1731 mep 1/6 direction downFengine(config-ge1/2) #y1731 mep 1/6 cc enableFengine(config-ge1/2) #y173

14、1 remote-mepid 5 mac 00:04:67:33:33:33 mep 1/6Fengine(config-ge1/2)#quit退出端口1/2的配置配置G.8032Fengine (config) #g8032Fengine (config-g8032) #g8032 instance 1 rpl-owner-nodeFengine (config-g8032) #g8032 instance 1 channel 1Fengine (config-g8032) #g8032 instance 1 vlan 2-4094Fengine (config-g8032)#g8032 i

15、nstance 1 port1 gigaethernet 1/1Fengine (config-g8032)# g8032 instance 1 port2 gigaethernet 1/2Fengine (config-g8032)# g8032 instance 1 rpl port1 站點2的配置配置filter規則Fengine#configFengine(config)#filter-list 1Fengine(config-filter1)# filter 1 mac any any eth-type 0x8902Fengine(config-filter1)# filter 1

16、action cpu配置Y.1731Fengine#configFengine (config)# y1731Fengine (config-y1731)# meg 1 icc meg1 umc meg1 level 6 vlan 1端口1/1的配置Fengine#configFengine(config)#interface gigaethernet 1/1Fengine(config-ge1/1)# join vlan 1-4094 taggedFengine(config-ge1/1)# filter-list in 1Fengine(config-ge1/1) #y1731 mep 1

17、/2 direction downFengine(config-ge1/1) #y1731 mep 1/2 cc enableFengine(config-ge1/1) #y1731 remote-mepid 1 mac 00:04:67:11:11:11 mep 1/2Fengine(config-ge1/1)#quit退出端口1/1的配置端口1/2的配置Fengine#configFengine(config)#interface gigaethernet 1/2Fengine(config-ge1/2)# join vlan 1-4094 taggedFengine(config-ge1

18、/2) # filter-list in 1Fengine(config-ge1/2)# y1731 mep 1/3 direction downFengine(config-ge1/2)# y1731 mep 1/3 cc enableFengine(config-ge1/2)# y1731 remote-mepid 4 mac 00:04:67:33:33:33 mep 1/3Fengine(config-ge1/2)#quit退出端口1/2的配置配置G.8032Fengine (config)g8032Fengine (config-g8032) #g8032 instance 1 ch

19、annel 1Fengine (config-g8032) #g8032 instance 1 vlan 2-4094Fengine (config-g8032)#g8032 instance 1 port1 gigaethernet 1/1Fengine (config-g8032)# g8032 instance 1 port2 gigaethernet 1/2站點3的配置配置filter規則Fengine#configFengine(config)#filter-list 1Fengine(config-filter1)# filter 1 mac any any eth-type 0x

20、8902Fengine(config-filter1)# filter 1 action cpu配置Y.1731Fengine#configFengine (config)# y1731Fengine (config-y1731)# meg 1 icc meg1 umc meg1 level 6 vlan 1端口1/1的配置Fengine#configFengine(config)#interface gigaethernet 1/1Fengine(config-ge1/1)# join vlan 1-4094 taggedFengine(config-ge1/1)# filter-list

21、in 1Fengine(config-ge1/1)# y1731 mep 1/4 direction downFengine(config-ge1/1)# y1731 mep 1/4 cc enableFengine(config-ge1/1)# y1731 remote-mepid 3 mac 00:04:67:22:22:22 mep 1/4Fengine(config-ge1/1)#quit退出端口1/1的配置端口1/2的配置Fengine#configFengine(config)#interface gigaethernet 1/2Fengine(config-ge1/2)# joi

22、n vlan 1-4094 taggedFengine(config-ge1/2) # filter-list in 1Fengine(config-ge1/2) #y1731 mep 1/5 direction downFengine(config-ge1/2) #y1731 mep 1/5 cc enableFengine(config-ge1/2) #y1731 remote-mepid 6 mac 00:04:67:11:11:11 mep 1/5Fengine(config-ge1/2)#quit退出端口1/2的配置配置G.8032Fengine (config)g8032Fengi

23、ne (config-g8032) #g8032 instance 1 channel 1Fengine (config-g8032) #g8032 instance 1 vlan 2-4094Fengine (config-g8032)#g8032 instance 1 port1 gigaethernet 1/1Fengine (config-g8032)# g8032 instance 1 port2 gigaethernet 1/23.2 相交環拓撲組網圖MAC: S1: 00:04:67:11:11:11 S2: 00:04:67:22:22:22 S3: 00:04:67:33:3

24、3:33S4: 00:04:67:44:44:44配置步驟站點1的配置配置filter規則Fengine#configFengine(config)#filter-list 1Fengine(config-filter1)# filter 1 mac any any eth-type 0x8902Fengine(config-filter1)# filter 1 action cpu配置Y.1731Fengine#configFengine (config)# y1731Fengine (config-y1731)# meg 1 icc meg1 umc meg1 level 6 vlan 1

25、Fengine (config-y1731)# meg 2 icc meg2 umc meg2 level 6 vlan 2Fengine (config-y1731)# meg 3 icc meg3 umc meg3 level 6 vlan 3端口1/1的配置Fengine#configFengine(config)#interface gigaethernet 1/1Fengine(config-ge1/1)# join vlan 1-4094 taggedFengine(config-ge1/1)# filter-list in 1Fengine(config-ge1/1)# y173

26、1 mep 1/1 direction downFengine(config-ge1/1)# y1731 mep 1/1 cc enableFengine(config-ge1/1)# y1731 remote-mepid 2 mac 00:04:67:22:22:22 mep 1/1Fengine(config-ge1/1) #y1731 mip 3/1Fengine(config-ge1/1)#quit退出端口1/1的配置端口1/2的配置Fengine#configFengine(config)#interface gigaethernet 1/2Fengine(config-ge1/2)

27、# join vlan 1-4094 taggedFengine(config-ge1/2) # filter-list in 1Fengine(config-ge1/2) #y1731 mep 1/6 direction downFengine(config-ge1/2) #y1731 mep 1/6 cc enableFengine(config-ge1/2) #y1731 remote-mepid 5 mac 00:04:67:33:33:33 mep 1/6Fengine(config-ge1/2) #y1731 mip 3/2Fengine(config-ge1/2)#quit退出端

28、口1/2的配置端口1/3的配置Fengine#configFengine(config)#interface gigaethernet 1/3Fengine(config-ge1/3)# join vlan 1-4094 taggedFengine(config-ge1/3) # filter-list in 1Fengine(config-ge1/3) #y1731 mep 2/6 direction downFengine(config-ge1/3) #y1731 mep 2/6 cc enableFengine(config-ge1/3) #y1731 remote-mepid 5 ma

29、c 00:04:67:44:44:44 mep 2/6Fengine(config-ge1/3) #y1731 mep 3/1 direction upFengine(config-ge1/3) #y1731 mep 3/1 cc enableFengine(config-ge1/3) #y1731 remote-mepid 2 mac 00:04:67:22:22:22 mep 3/1Fengine(config-ge1/3)#quit退出端口1/3的配置配置G.8032Fengine (config) #g8032Fengine (config-g8032) # g8032 instanc

30、e 1 channel 1Fengine (config-g8032) # g8032 instance 1 vlan 2-4094Fengine (config-g8032) # g8032 instance 1 port1 gigaethernet 1/1Fengine (config-g8032) # g8032 instance 1 port2 gigaethernet 1/2Fengine (config-g8032) # g8032 instance 2 channel 2Fengine (config-g8032) # g8032 instance 1 vlan 1，3-4094

31、Fengine (config-g8032) # g8032 instance 2 port1 gigaethernet 1/3Fengine (config-g8032) # g8032 instance 2 virtual-channel 3站點2的配置配置filter規則Fengine#configFengine(config)#filter-list 1Fengine(config-filter1)# filter 1 mac any any eth-type 0x8902Fengine(config-filter1)# filter 1 action cpu配置Y.1731Fengi

32、ne#configFengine (config)# y1731Fengine (config-y1731)# meg 1 icc meg1 umc meg1 level 6 vlan 1Fengine (config-y1731)# meg 2 icc meg2 umc meg2 level 6 vlan 2Fengine (config-y1731)# meg 3 icc meg3 umc meg3 level 6 vlan 3端口1/1的配置Fengine#configFengine(config)#interface gigaethernet 1/1Fengine(config-ge1

33、/1)# join vlan 1-4094 taggedFengine(config-ge1/1)# filter-list in 1Fengine(config-ge1/1)# y1731 mep 1/2 direction downFengine(config-ge1/1)# y1731 mep 1/2 cc enableFengine(config-ge1/1)# y1731 remote-mepid 1 mac 00:04:67:11:11:11 mep 1/2Fengine(config-ge1/1)# y1731 mip 3/1Fengine(config-ge1/1)#quit退

34、出端口1/1的配置端口1/2的配置Fengine#configFengine(config)#interface gigaethernet 1/2Fengine(config-ge1/2)# join vlan 1-4094 taggedFengine(config-ge1/2) # filter-list in 1Fengine(config-ge1/2) # y1731 mep 1/3 direction downFengine(config-ge1/2) # y1731 mep 1/3 cc enableFengine(config-ge1/2) # y1731 remote-mepid

35、 4 mac 00:04:67:33:33:33 mep 1/3Fengine(config-ge1/2)# y1731 mip 3/2Fengine(config-ge1/2)#quit退出端口1/2的配置端口1/3的配置Fengine#configFengine(config)#interface gigaethernet 1/3Fengine(config-ge1/3)# join vlan 1-4094 taggedFengine(config-ge1/3) # filter-list in 1Fengine(config-ge1/3) # y1731 mep 2/3 directio

36、n downFengine(config-ge1/3) # y1731 mep 2/3 cc enableFengine(config-ge1/3) # y1731 remote-mepid 4 mac 00:04:67:44:44:44 mep 2/3Fengine(config-ge1/3) # y1731 mep 3/2 direction upFengine(config-ge1/3) # y1731 mep 3/2 cc enableFengine(config-ge1/3) # y1731 remote-mepid 1 mac 00:04:67:11:11:11 mep 3/2Fe

37、ngine(config-ge1/3)#quit退出端口1/3的配置配置G.8032Fengine (config) #g8032Fengine (config-g8032) # g8032 instance 1 channel 1Fengine (config-g8032) # g8032 instance 1 vlan 2-4094Fengine (config-g8032) # g8032 instance 1 port1 gigaethernet 1/1Fengine (config-g8032) # g8032 instance 1 port2 gigaethernet 1/2Fen

38、gine (config-g8032) # g8032 instance 2 channel 2Fengine (config-g8032) # g8032 instance 1 vlan 1，3-4094Fengine (config-g8032) # g8032 instance 2 port1 gigaethernet 1/3Fengine (config-g8032) # g8032 instance 2 virtual-channel 3站點3的配置配置filter規則Fengine#configFengine(config)#filter-list 1Fengine(config-

39、filter1)# filter 1 mac any any eth-type 0x8902Fengine(config-filter1)# filter 1 action cpu配置Y.1731Fengine#configFengine (config)# y1731Fengine (config-y1731)# meg 1 icc meg1 umc meg1 level 6 vlan 1端口1/1的配置Fengine#configFengine(config)#interface gigaethernet 1/1Fengine(config-ge1/1)# join vlan 1-4094

40、 taggedFengine(config-ge1/1)# filter-list in 1Fengine(config-ge1/1)#y1731 mep 1/5 direction downFengine(config-ge1/1)#y1731 mep 1/5 cc enableFengine(config-ge1/1)#y1731 remote-mepid 6 mac 00:04:67:11:11:11 mep 1/5Fengine(config-ge1/1)#quit退出端口1/1的配置端口1/2的配置Fengine#configFengine(config)#interface gig

41、aethernet 1/2Fengine(config-ge1/2)# join vlan 1-4094 taggedFengine(config-ge1/2) # filter-list in 1Fengine(config-ge1/2) #y1731 mep 1/4 direction downFengine(config-ge1/2) #y1731 mep 1/4 cc enableFengine(config-ge1/2) #y1731 remote-mepid 3 mac 00:04:67:22:22:22 mep 1/4Fengine(config-ge1/2)#quit退出端口1

42、/2的配置配置G.8032Fengine (config) #g8032Fengine (config-g8032) #g8032 instance 1 rpl-owner-nodeFengine (config-g8032) # g8032 instance 1 channel 1Fengine (config-g8032) # g8032 instance 1 vlan 2-4094Fengine (config-g8032) #g8032 instance 1 port1 gigaethernet 1/2Fengine (config-g8032) #g8032 instance 1 port2 gigaethernet 1/1Fengine (config-g8032) # g8032 instance 1 rpl port1站點4的配置配置filter規則Fengine#configFengine(config)#filter-list 1Fengine(config-filter1)# filter 1 mac any any eth-type 0x8902Fengine(config-filter1)# filter 1 action cpu配置Y.173