[发明专利]处理网络中的故障的结构和方法

说明书

技术领域

本发明涉及由管理系统来管理并且包括多个级别的管理域的以太网 (Ethernet)网络中的故障处理。

背景技术

以太网是最重要的局域网(LAN)技术中的一种。事实上，它是领军的 LAN技术。这主要是由于该技术的多个使得该技术简单、廉价、容易管 理以及后向可兼容的内部特征。因为数据服务占据了大多数流量，营运 商和电信商正在考虑用以太网的基础设施替换SONET/SDH(同步数字体 系，Synchronous Digital Hierarchy)的基础设施来获得以太网的好处的可 能性。然而，骨干网和城域网的要求与企业LAN的要求很不相同。因此 以太网技术的采用将需要特定的增强和一些更改，以能够满足这样营运 级(carrier grade)的要求。其中，构建以太网网络营运级所需的重要修 改包括快速故障定位和恢复的机制，这对于支持实时服务很重要。

在一些网络管理系统中，SNMP(简单网络管理协议)用于对网络中 的链路故障或节点故障进行检测或定位。当出现链路或节点故障时，受 影响的网络设备会向网络管理系统(NMS)中的SNMP服务器发送SNMP 陷阱(trap)作为警报。然后，NMS可以采取相应行为来进行恢复，比 如，建立替换路径等。

IEEE已经规定了标准802.lag“Connectivity Fault Management”，该标 准用于解决以太网连接故障管理(CFM)。它提供了具有功能块和协议组 的完整体系结构。在该标准中，端到端的网络连接被分成不同级别的管 理域，或所谓的维护联合(MA：Maintenance Association)。在各个MA级 别，分配了多个维护端点(MEP：Maintenance End Points)和维护中间点 (MIP：Maintenance Intermediate Points)。在各个MA级别，故障检测和 定位的过程大致如下进行：MEP根据预定时间间隔，周期性地发送连接 性检查消息(CCM)作为心跳信息(heart-beating message)；如果在预定 时间间隔的三倍的时间周期内没有收到CCM，则MEP向NMS发送出警 报；MEP发送链路跟踪(Link Trace)消息以获取MIP的地址信息；MEP 向对应的MIP发送环回(Loop Back)消息以对故障进行定位。随后，使 用生成树协议(STP：Spanning Tree Protocol)或快速生成树协议(RSTP) 来重新计算路径。

CFM还提供了用于故障检测和定位的替换方案，包括：具有ITU-T Y.1731″OAM FUNCTIONS AND MECHANISMS FOR ETHERNET BASED NETWORKS″中所建议的扩展的CFM可以生成向出口或NMS通 知故障和故障位置的AIS(警报指示信号)，或生成向出口或NMS通知 检测故障并向NMS进行通知的链路级别MEP的部署的AIS，或象具有 SNMP一样，生成用于更高层MA的AIS。

也可以使用GMPLS(通用MPLS)和LMP来用于故障定位的目的。

但是，基于SNMP的方案的缺点在于其非常慢，使得这些方案不适 于营运以太网体系结构。

802.lag是基于层2的技术，并且可以非常快。但是，它具有使得性 能不理想的缺点和限制。首先，802.lag假定MIP对于NMS和MEP是 不可见的。由于802.lag针对用于在非常通用范围内规定的端对端服务的 方案，它实际上是非常灵活的方案，因此在考虑到速率和性能时并不理 想。第二，802.lag定义了CCM可以提供的、关于连接故障的可用信息， 但是它没有规定谁是信息的接收者以及将如何使用并响应该信息。并且， 当故障出现时，802.lag使用STP或RSTP来找出替换路径，但是STP 以及RSTP具有非常慢的收敛时间。另外，运营商可以选择在他们的网 络中禁用STP或RSTP。而且，具有AIS的CFM不可用于多点以太网服 务，由于多点以太网服务对于提供多媒体应用(比如，IPTV)非常重要， 因此这是一个严重的缺陷。另外，当考虑到可扩缩性时，链路级别的MEP 会具有限制性。又一个缺点是GMPLS，LMP和CFM之间的交互作用不 明确。

因而，主要由于故障检测和路径定位没有如一些应用所需要和期待 的那样快速和有效，因此这些缺点减小了使用以太网作为运营网络的可 能性和吸引力。

发明内容