以太网OAM协议解析及测试关注点
以太网测试方法与指标
在企业网络环境下，以太网测试主要包括吞吐量、延迟、丢包率、抖动等指标。测试时 需要模拟企业实际业务流量，如ERP、CRM、邮件系统等，以评估以太网在真实场景
下的性能表现。
云服务提供商的以太网测试案例
总结词
详细描述
云服务提供商的以太网测试案例主要关注高 可用性和可扩展性，以满足大量用户的需求。
测试方法与指标的重要性
重要性
以太网测试方法和指标是评估网 络性能和诊断问题的关键工具， 有助于提高网络的稳定性和可靠 性。
测试方法
常见的以太网测试方法包括吞吐 量测试、延迟测试、丢包率测试 等，这些方法可用于评估网络连 接的性能。
指标
以太网测试的指标包括吞吐量、 延迟、丢包率、抖动等，这些指 标可帮助我们了解网络连接的质 量和可靠性。
05
以太网测试实践
测试环境搭建
01
02
03
确定测试需求
明确测试目的、测试范围 和测试标准，以便选择合 适的测试设备和工具。
配置网络设备
根据测试需求，配置以太 网交换机、路由器、终端 设备等网络设备，确保设 备正常运行。
搭建测试环境
根据测试需求和网络设备 配置，搭建测试环境，包 括网络拓扑、IP地址分配、 设备连接等。
协议分析仪
协议解析与诊断
协议分析仪可以对以太网中的数 据包进行深度解析，帮助用户了 解网络中各个协议的运行状况，
发现潜在问题。
流量监控与审计
协议分析仪可以实时监控网络流量， 对流量进行统计和分析，提供流量 报告和审计功能。
支持多种协议
协议分析仪不仅支持以太网协议， 还可以测试其他协议，如FTP、 SMTP等。
以太网测试方法与指
• 引言 • 以太网测试方法 • 以太网性能指标 • 以太网测试工具 • 以太网测试实践 • 案例分析
OAM相关名词解释
OAM相关名词解释
缩写词
ME：维护实体，需要管理的一个实体，它是两个维护实体组端点之间的一种关系。
MEG：维护实体组。
MIP：MEG中间点。
MEP：MEG的端点。
MEG-ID：识别MEP所属的MEG。
MEP-ID：在MEG中MEP本身的身份识别。
MEG-ICC：国际电联运营商编码。
MEG-UMC：唯一的MEG-ID编码。
LBM：回环消息。
LBR：环回回复。
OAM告警：
MMG：收不不匹配的MEG-ID。
UNM：MEG-ID匹配的情况下，收到CV帧的源MEP-ID与本地期望值不匹配。
UNP：MEG-ID和期望的MEP-ID匹配的情况下，收到CV帧的时间间隔和本地发送时间间隔不匹配。
LOC：连续3.5个发送周期内没有收到正确的CV帧。
RDI：用于MEP通知其对等MEP它发生了缺陷情况，只应用于双向T-MPLS连接中。
其信息由存在缺陷的MEP发起，并周期性地向其对等MEP发送直至缺陷情况被清除。
CV帧发送周期对应功能：
CV PDU发送周期的大小决定了对链路状态监测的强度。
3.33ms 保护倒换
100ms 性能监测
1s 差错管理
OAM各层检测帧在使用方面注意事项及一些区别：
1、TMS层的OAM帧只能作用于光纤相连的两个光口，所以使用TMS层OAM帧定位故障只能对一段一段光路进行检测，这是其与TMP和TMC的OAM帧原理不同的地方。
2、在端到端的业务通道上，各层的一个MEG有且只能有两个MEP，这个在维护工程操作过程中容易忽视，也会导致告警繁多，故障定位失误。
MPLS OAM故障检测
MPLS网络实现OAM和故障检测随着大量传统的基于电路交换技术的应用逐渐由基于分组技术的IP/MPLS网络或以太网承载，分组交换网和电路交换网之间的边界正在消失。
然而，在这一网络演进过程中，许多传统电路交换网能够支持的运行、管理和维护（OAM，Operation，Administration and Maintenance）功能，在基于分组的网络中却难以实现。
MPLS最初是为了提高路由器的转发速度而提出的一个协议。
近年来，由于MPLS很好地在流量工程（TE，Traffic Engineering）和VPN服务中得到了应用，该协议已经日益成为扩大数据网络规模、提高网络可运营能力的重要标准。
本文将重点讨论MPLS网络中 OAM的相关问题，以及故障检测这一最基本的MPLS OAM功能的实现方法。
MPLS网络中OAM功能的基本内容MPLS层网络的OAM功能主要包括以下内容：（1）控制平面和数据平面OAM功能的分离：OAM分组应经由数据路径传送。
（2）失效LSP的检测：包括相同代价多径缺陷的检测，以及独立于用户流量，并在用户投诉前完成的缺陷检测。
（3）缺陷检测和恢复：这里的缺陷包括LSP连通性丢失、具有并发LSP重路由功能的LSP服务降级、交换LSP缺陷、某一LSP流量复制到另一个LSP的缺陷检测，以及成环缺陷等。
（4）失效LSP的缺陷定位。
（5）LSP的描述和分层：由于LSP可能会嵌套使用，因而需要对嵌套LSP进行相应的管理。
（6）LSP缺陷通告：在多层网络应用中，告警抑制功能需要在LSP端点与其他类型的缺陷通告技术（如ATM和SDH/SONET中的缺陷通告技术）进行必要的互操作。
（7）SLA的度量和测量：特别是业务的可用性、流量传送的时延和抖动，以及流量丢失等的度量和测量。
（8）恢复：对于某些业务来说，通常要求网络具有从失效中自动恢复的能力。
（9）对拒绝服务（DOS，Denial of Service）攻击的检测。
IEEE802.3ah协议介绍
1 、以太网OAM 简介以太网技术诞生几十年来，以其简单、低廉的特点逐步成为局域网（Local Area Network ）的主导技术。
随着业务和网络技术发展，设备制造商和标准化组织开始致力于将这一技术向城域网(MAN ）和广域网(WAN ）方向拓展。
但最大的障碍是缺乏较好的运营管理维护机制。
OAM ：将网络的管理工作划分为3 大类，操作（Operation ）、管理（Administration ）和维护（Maintenance ），简称OAM 。
以太网OAM 是一种监控网络问题的工具。
它工作在数据链路层，利用设备之间定时交互OAMPDU （OAM Protocol Data Units ，OAM 协议数据单元）来报告网络的状态，使网络管理员能够更有效地管理网络。
2 、以太网OAM 标准化过程WorkingMaking itIEEE– IEEE 802.1ag CFM– IEEE 802.3ah EFM-OAM – IEEE 802.1AB LLDP– IEEE 802.1ap VLAN 桥接的MIBITU-T– ITU-T SG 13 Y.1730 以太网OAM 的需求 – ITU-T SG 13 Y.1731以太网OAM 功能和机制MEF– MEF 7 EMS-NMS 信息模型–MEF15网元管理需求–MEF16以太网本地管理接口（E-LMI）–MEF17业务级OAM需求与框架电信级以太网为了实现与传统电信级传送网相同的服务水平，以太网OAM 是研究的重点之一。
IEEE、ITU-T、MEF 等各研究团体和标准组织都在积极进行技术研究和标准制定，目前这些组织所制定的标准对应的以太网OAM 层次，如上图。
IEEE 802.3ah 协议已经标准化，此协议主要用于以太网“最后一公里”上的设备管理和链路管理；802.1ag 关注于以太网端到端的故障管理；ITU-T Y.1731 在设计思路上与802.1ag 高度一致，它定义了类似的管理功能，同时对性能管理的功能和实现方法给出了定义。
802.3ah_OAM原理详解
值得注意的是对 于Critical Event, Dying Gasp, and Link Fault 这些 链路告警的具体 定义，在 802.3ah协议中 是没有注明的。 这可能要厂家根 据需要自行定义。
2.2 几个重要字段的含义(3)
Code：本字段指明了OAMPDU的报文类型。 0x00 表示Information OAMPDU 0x01 表示Event Notification OAMPDU 0x02 表示Var Request OAMPDU 0x03 表示Var Response OAMPDU 0x04 表示Loopback Control OAMPDU 0xfe 表示organization Specific OAMPDU
两种模式下的设备处理能力
处理能力
初始化以太网OAM Discovery 过程 对以太网OAM Discovery 初始化过程的响应 发送Information OAMPDU 发送Event Notification OAMPDU
主动模式
可以 可以 可以 可以
被动模式
不可以 可以 可以 可以
发送不携带TLV 的Information OAMPDU
可以
不可以 可以 可以 不可以 可以 可以
1.2 远端故障诊断
OAMPDU定义了一个标志(Flag)允许 OAM实体把该信息
传送给对端，该标志定义了 OAM支持的紧急链路事件， 紧急链路事件定义如下：
单通事件(Link Fault)：当本端收方向出现故障，发送方向正
常，本端出现单通事件，应该每秒种发送一次 OAM PDU。 致命故障(Dying Gasp)：不可预知的状态发生比如电源中断， 应该立即不间断地发送 OAM PDU。 紧急事件(Critical Event)：不能确定的紧急事件发生，应该 立即不间断地发送OAMPDU。
以太网测试指导书
以太网测试指导书目次1 范围52 规范性引用文件53 术语和定义54 概述6 4.1 技术特点6 4.2 测试关注点64.2.1基本功能性能测试784.2.2针对物理层/MAC层的测试4.2.3针对Switch的测试104.2.4VLAN测试114.2.5优先级测试134.2.6统计计数功能测试134.2.7容错性测试145 测试项目列表156 测试用例16子项目：以太网帧格式测16试子项目：以太网帧长测试17子项目：单播帧处理测试18 子项目：组播帧处理测试19 子项目：广播帧处理测试20 子项目：吞吐量测试21 子项目：时延或Delay测试22 子项目：丢包率测试23 子项目：背靠背帧数测试24 子项目：混合包长吞吐量测试25 子项目：包长遍历测试26 子项目：接口速率测试27 子项目：全/半双工测试28 子项目：自协商测试29 子项目：流控测试30 子项目：流控自协商测试31 子项目：反压测试32 子项目：IPG测试33 子项目：MDI/MDI-X自动配置测试34 子项目：接口互通测试35 子项目：MAC地址学习功能测试36 子项目：MAC地址表容量测试37 子项目：MAC地址学习速度测试38 子项目：MAC地址老化功能测试39 子项目：Port Trunking测试40 子项目：负载均衡测试41 子项目：生成树测试42 子项目：镜像功能测试43 子项目：拥塞处理测试44子项目：802.1Q VLAN功能测试45 子项目：基于端口的VLAN功能测试46 子项目：基于MAC的VLAN功能测试47 子项目：802.1p优先级测试48 子项目：基于端口的优先级测试49 子项目：基于数据的优先级测试50 子项目：接收统计计数功能测试51 子项目：发送统计计数功能测试52 子项目：错帧处理能力测试53 子项目：异常对接测试54 子项目：链路故障告警测试55 7 参考文献56前言以太网测试指导书1范围本规范规定了在宽带系统测试中如何进行以太网的测试本规范适用于支持以太网接口的宽带产品系统测试2规范性引用文件序号编号名称1 IEEE802.3 Carrier Sense Multiple Accesswith Collision Detection(CSMA/CD) access method andphysical layer specifications2 IEEE802.1Q Virtual Bridged Local AreaNetworks3 IEEE802.1D Media Access Control (MAC)Bridges4 RFC 2544 Benchmarking Methodology forNetwork Interconnect Devices 5 YD/T 1099-2001 千兆比以太网交换机设备技术规范1术语和定义Ethernet 以太网CSMA/CD 带冲突检测的载波监听多路访问LAN Local Area Network 局域网WAN Wide Area Network 广域网IPG Inter-Packer Gap 包间隔VLAN Virtual LAN 虚拟局域网GE Gigabit Ethernet 千兆以太网FE Fast Ethernet 快速以太网MAC Media Access Control 媒质访问控制LanSwitch 以太网交换机1概述.1技术特点以太网作为在宽带设备中应用最广泛的接口类型，最初由Xerox公司于1975年研制成功，是一种采用CSMA/CD（带冲突检测的载波监听多路访问）介质访问控制方式的局域网技术，1979年7月-1982年间，由DEC、Intel和Xerox三家公司制定了以太网的技术规范DIX，以此为基础形成的IEEE802.3以太网标准在1989年正式成为国际标准。
运营级以太网中的OAM
新发展 ， 并对 其相 关 标 准 、 协议 机 制 和实 现 与 应用 等进 行 了 阐述 和 分 析 。
１ 引 言
以太网技术以其良好的经济性、互通性和易用性等优势得
到了普遍应用。随着光以太网、 ｂ／以太网和 Ｒ Ｒ 弹性分 １ Ｇｉ ０ ｔ ｓ Ｐ（
及基于Ｍ Ｌ 多协议标签交换）的Ｖ Ｌ 虚拟专用局域网服 Ｐ Ｓ（ Ｐ Ｓ（
性、 可靠性、 安全性和可管理性也不断提出挑战川然而原来用于局 。 域网的以太网技术主要采用基于 Ｉ 的Ｏ Ｍ ｆ Ｐ Ａ 运营管理和维护１ 协
强， 并提供良好的 故障和性能管理。现在 ＩＥ ２Ｉ ．Ｓ １／ Ｅ Ｅ８ 、ＵＴ Ｇ３５ ０ Ｔ １
和Ｍ Ｆ Ｅ 等标准组织紧密合作． 不断制定出了满足运营级要求而 又基于以太网的新标准 Ａ Ｏ Ｍ涉及的内容很多． 现在标准制定
务）然而许多运营商不希望通过叠加建网来对二层以太网进行 。
管理和维护． 以免引入大量的开销和复杂度． 他们更希望通过以
太网自 身的完善来提供运营级以太网业务
Ｍ Ｆ城域以太网论坛） Ｅ（ 将运营级以太网纵向分成３ 层结构日 ． 认为每层都应该具有基本的Ｏ Ｍ能力 以太网业务层的Ｏ Ｍ功 Ａ Ａ 能应独立于上层应用如 Ｉ层或底层的传输技术如Ｓ Ｈ 这样可以 Ｐ Ｄ．
原来用于局域网的以太网技术难以提供端到端的业务管 理、 故障检测和性能监视， 主要采用基于Ｉ Ｏ Ｍ协议． Ｐ的 Ａ 例如
太网技术的天生不足， 以满足运营级的要求 ： 二是以 ＩＥ Ｅ Ｅ和 ＩＵＴ Ｔ ．为代表的组织．希望从以太网自身的基本协议机制和帧 结构出发．不断完善相关协议标准．从而丰富以太网的相关功 能． 使之成为运营级的网络技术。对于前者 ， 现在已有大量商用
以太网OAM协议解析及测试关注点
以太网OAM（802.3ah）协议分析及测试关注点1 以太网OAM简介 (3)2 以太网OAM在网络上的应用 (3)3 OAMPDU报文解析及工作原理 (4)3.1 报文解析 (4)3.2 几种最常见的OAMPDU用法： (7)3.2.1 Information OAMPDU (7)3.2.2 Event Notification OAMPDU (7)3.2.3 Loopback Control OAMPDU (8)3.3 以太网OAM工作原理： (8)3.3.1 建立以太网OAM连接： (8)3.3.2 链路监控 (10)3.3.3 远端故障检测 (11)3.3.4 远端环回 (12)4 Feature list (13)4.1 主要功能 (13)4.2 工作原理 (13)4.3 Event Notification的处理 (14)4.4OAMPDU报文 (16)4.5Local Information TLVs (17)4.6Remote Information TLVs (18)4.7Link Event TLVs (18)4.8Variables Descriptors and Containers (19)5 测试关注点： (20)5.1 概述： (20)5.2 具体测试点： (21)1以太网OAM简介以太网OAM（Operations, Administration and Maintenance，操作、管理和维护）是一种监控网络问题的工具。
它工作在数据链路层，利用设备之间定时交互OAMPDU（OAM Protocol Data Units，OAM 协议数据单元）来报告网络的状态，使网络管理员能够更有效地管理网络。
2以太网OAM在网络上的应用随着数据业务的广泛应用，以太网在通信网络中扮演着越来越重要的作用，但是以太网与传统的SDH相比，在网络故障告警、链路质量、维护手段等方面都略逊一筹。
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以太网OAM（802.3ah）协议分析及测试关注点1 以太网OAM简介 (3)2 以太网OAM在网络上的应用 (3)3 OAMPDU报文解析及工作原理 (4)3.1 报文解析 (4)3.2 几种最常见的OAMPDU用法： (7)3.2.1 Information OAMPDU (7)3.2.2 Event Notification OAMPDU (7)3.2.3 Loopback Control OAMPDU (8)3.3 以太网OAM工作原理： (8)3.3.1 建立以太网OAM连接： (8)3.3.2 链路监控 (10)3.3.3 远端故障检测 (11)3.3.4 远端环回 (12)4 Feature list (13)4.1 主要功能 (13)4.2 工作原理 (13)4.3 Event Notification的处理 (14)4.4OAMPDU报文 (16)4.5Local Information TLVs (17)4.6Remote Information TLVs (18)4.7Link Event TLVs (18)4.8Variables Descriptors and Containers (19)5 测试关注点： (20)5.1 概述： (20)5.2 具体测试点： (21)1以太网OAM简介以太网OAM（Operations, Administration and Maintenance，操作、管理和维护）是一种监控网络问题的工具。
它工作在数据链路层，利用设备之间定时交互OAMPDU（OAM Protocol Data Units，OAM 协议数据单元）来报告网络的状态，使网络管理员能够更有效地管理网络。
2以太网OAM在网络上的应用随着数据业务的广泛应用，以太网在通信网络中扮演着越来越重要的作用，但是以太网与传统的SDH相比，在网络故障告警、链路质量、维护手段等方面都略逊一筹。
于是国际标准化组织IEEE，先后推出了802.3ah(2004)和802.1ag(2007)两个标准化协议来强化以太网在维护、告警方面的能力。
802.3ah的以太网OAM主要是链路方面的监测和维护，是一种偏物理层的OAM，它主要应用在网络的边缘设备上（接入层），且OAMPDU报文只能转发一跳，主要用来监测链路质量、收集链路告警等。
而802.1ag的以太网OAM是偏网络和应用的OAM，主要用在汇聚层和核心层上，它的OAMPDU报文能够传输多跳。
它不仅能够监测链路质量、收集告警，还能够实现电信级快速倒换以及traceroute、ping等功能。
在TN705/725上的MPLS OAM就部分参考了802.1ag的协议，大家有兴趣可以仔细研究下。
由于TN703产品主要定位于接入网络边缘，因而目前只要求支持802.3ah的以太网OAM 即可。
802.3ah以太网OAM最主要的功能主要有三个方面，分别是：1、链路性能监测：可以对链路故障进行检测；2、故障侦测和告警：可以在链路出现故障时及时通知网络管理员；3、环路测试：通过将非OAMPDU 环回来检测链路故障。
注：下文中“以太网OAM”如未特殊标明，均指802.3ah的以太网OAM。
3OAMPDU报文解析及工作原理3.1 报文解析几个重要字段的含义如下：。
Dest addr：以太网OAM 报文的目的MAC 地址，为组播MAC 地址0180c2000002。
Source addr：以太网OAM 报文的源MAC 地址，为发送端的桥MAC 地址，该地址是一个单播MAC 地址。
Type：以太网OAM 报文的协议类型，为0x8809。
Subtype：以太网OAM 报文的协议子类型，为0x03。
Flags：Flags 域，包含了以太网OAM 实体的状态信息。
Code：本字段指明了OAMPDU的报文类型。
0x00 表示Information OAMPDU、0x01 表示Event Notification OAMPDU 、0x04 表示Loopback Control OAMPDUFlags 域：主要用来标示链路的故障信息：值得注意的是对于Critical Event, Dying Gasp, and Link Fault 这些链路告警的具体定义，在802.3ah协议中是没有注明的。
这可能要厂家根据需要自行定义。
3.2 几种最常见的OAMPDU用法：在ETH OAM中最常见的三种OAMPDU报文分别是Information OAMPDU、Event Notification OAMPDU和Loopback Control OAMPDU，下面将分别加以介绍：3.2.1Information OAMPDU用于将以太网OAM 实体的状态信息（包括本地信息、远端信息和自定义信息）发给远端的以太网OAM 实体，保持以太网OAM 连接。
具体的报文结构形式：3.2.2Event Notification OAMPDU（事件通知OAMPDU）一般用于链路监控，是用于对连接本端和远端以太网OAM 实体的链路发生的故障进行告警。
具体的报文格式：3.2.3Loopback Control OAMPDU（环路控制OAMPDU）报文主要用于远端环回控制。
环回控制OAMPDU 报文用来控制远端设备的OAM 环回状态，该报文中带有使能或去使能环回功能的信息，根据该信息开启或关闭远端环回功能。
具体的报文格式：3.3 以太网OAM工作原理：3.3.1建立以太网OAM连接：以太网OAM 连接过程也称作Discovery 阶段，本阶段是OAM 实体发现远端设备的OAM 实体，并与之建立稳定对话的过程。
在这个阶段中，相连的以太网OAM 实体（即使能OAM 功能的端口）通过交互Information OAMPDU 向对端通报各自的以太网OAM 配置信息及本地节点支持的以太网OAM 能力信息。
OAM 实体收到对端配置参数后，决定是否同意建立OAM连接，如果两端的以太网OAM 对Loopback 功能、单向链路检测及链路事件的配置都通过检查时，以太网OAM 协议将在链路层开始正常工作。
我们可以选择两种模式来进行以太网OAM的连接：主动模式和被动模式两种模式下的设备处理能力如下表所示：当然在两个peer to peer 的端口上，都配置成active端口也是可以的。
以太网OAM 连接建立后，两端的OAM 实体通过发送Information OAMPDU 保持连接。
若在5 秒钟内没有收到对端OAM 实体的Information OAMPDU，则认为连接超时，需要重新建立OAM 连接。
3.3.2链路监控链路监控用于检测和发现链路层的故障。
以太网OAM 利用Event Notification OAMPDU 的交互来进行链路监控。
当链路故障发生时，本地链路监控到故障后，将向对端以太网OAM 实体发送Event Notification OAMPDU，通报一般链路事件。
我们可以通过观察日志信息动态地掌握网络的状况。
一般链路事件的定义如下：3.3.3远端故障检测OAMPDU 定义了一个标志（Flag 域）允许以太网OAM 实体把该故障信息传送给对端。
该标志可以表示下列紧急链路事件：.链路故障（Link Fault）：对端链路信号丢失。
.致命故障（Dying Gasp）：不可预知的状态发生，比如电源中断。
.紧急事件（Critical Event）：不能确定的紧急事件发生。
以太网OAM 连接过程中是不断的发送Information OAMPDU 的，本端OAM 实体可以将本端发生的紧急链路事件信息通过Information OAMPDU 告诉远端OAM 实体。
当A与B 之间的链路有一条发生故障时，B设备就会立即将含有链路故障信息的OAMPDU报文通过另一条链路发送给A。
这样，可以通过观察日志信息动态地了解链路的状态，对相应的错误及时进行处理。
需要注意的是远端的故障监测只能工作在双发双收的链路上，即双向链路中有一条失效，另一条还继续工作的那种情况。
3.3.4远端环回Loopback OAMPD U的底层转发流程：远端环回只有在以太网OAM 连接建立完成后才能实现。
在连接建立的情况下，主动模式的OAM 实体发起远端环回命令，对端实体对该命令进行响应。
当远端处于环回模式下，除了OAMPDU 报文以外的所有报文都将按照原路返回，而OAMPDU报文将继续上送至被环回设备的CPU进行处理。
通过进行环回检测可以及时发现网络故障，并通过分段环回检测来帮助定位故障发生的具体区域。
4 Feature list 4.1 主要功能4.2 工作原理4.3 Event Notification的处理4.4 OAMPDU报文4.5 Local Information TLVs4.6 Remote Information TLVs4.7 Link Event TLVs4.8 Variables Descriptors and Containers （主要用于mib管理）5测试关注点：5.1 概述：由于ETH OAM是TN703产品新增的协议模块，有关协议一致性的测试将通过IXIA的协议测试套来进行，以保证和标准协议的一致性。
测试这边将从以下几个部分进行测试：（一）协议一致性测试：OAMPDU报文一致性测试协议状态机测试（二）功能测试：故障监测链路监测远端环回（三）功能组合测试：与mac层的组合测试与lacp的组合测试与流控的组合测试（四）性能规格测试：多端口同时启用大流量情况测试（五）组网应用测试复杂流量测试长时间老化测试（六）异常及攻击测试异常操作异常攻击5.2 具体测试点：。