基于双向时延实现模拟丢包功能的方法研究

马秀芳

摘要：该文简单介绍了ITU-T Y.1731的双向时延计算原理，在此基础上提出了一种不需要用户增加额外配置、不需要升级设备，就可以获取链路粗略的丢包统计结果的计算方法，采用该方法能够满足接入层设备到汇聚层设备之间的链路统计要求。

关键词：OAM；ITU-T Y.173；双向时延

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）27-6352-01

Abstract： This paper briefly introduced the bidirectional delay ITU-T Y.1731 calculation principle， put forward on the basis of a user does not need to add additional configuration， do not need to upgrade equipment， calculation method can obtain the packet loss statistics results rough link， the method can meet the access layer equipment to link aggregation layer between the equipment requirements of statistics.

Key words： OAM； ITU-T Y.173； bidirectional delay

以太网在当今世界使用的越来越广泛，相应的对以太网的OAM（Operation Administration and MaintenanceOperation）能力提出了越来越高的要求。ITU-T Y.1731是ITU-T组织在2008年2月发布的进一步提升以太网OAM能力的协议标准。在该协议标准中主要定义以太网的差错管理OAM能力（包括连通性管理、故障隔离、故障跟踪等）外，还定义了以太网的性能管理OAM（时延、丢包）能力。可以说ITU-T Y.1731是目前以太网领域最全面的OAM标准。

ITU-T Y.1731提出的以太网性能管理方法包括按需单向时延、按需双向时延、按需单端丢包、按需双端丢包、连续单向时延、连续双向时延、连续单端丢包、连续双端丢包、模拟丢包等。对于处于网络核心位置的网络设备（核心路由器、数据中心设备）全部实现上面的功能问题不大，但是如果核心路由器监控的链路非常多时，对于每一条链路势必要部署一项单项时延、双向时延、单端丢包、双端丢包功能，那么对于核心路由器的流量消耗、CPU能力消耗将会非常大，另外对于一些低端的处于接入层的交换机设备，可能根本就不支持丢包功能（丢包对硬件有一定的要求），但是运营商也希望对这些链路进行进行丢包监测。

为解决这一诉求，该文在假设用户设备支持双端时延功能的基础上，提出了一种不增加任何额外网络部署、网络流量消耗下实现网络丢包的模拟计算方法。

1 双向时延的计算原理

本端域维护终结节点（MEP）发送时延管理请求报文（DMM）给对端MEP时会打上发送时间戳，对端MEP收到DMM后回应时延管理回应报文（DMR），DMR报文中会携带上DMM报文中的发送时间戳。本端MEP收到DMR报文后会打上接收报文时间戳。根据DMR报文接收时间戳和DMM报文发送时间戳，可以计算出报文在本端与对端MEP这条链路上来回消耗的时间，进而监测网络中链路的时延性能。

双向时延功能的实现依赖于发送DMM报文和收到DMR报文。DMR报文是DMM报文的回应。DMM报文是本地发送的，DMR报文是对端回应的。正常情况下DMM报文个数与DMR报文个数是相等的。如果网络不稳定或者网络中出现丢包，那么设备收到的DMR报文个数必然小于设备发送的DMM报文个数。设备发送的DMM报文个数减去设备收到的DMR报文个数可以看作两台设备之间的链路丢包数。当然这个丢包数是无法确切知道是发送端到接收端的丢包，还是接收端到发送端丢的包。

2 丢包率计算方法

现在假设部署MEP的两台设备都不支持丢包功能，但是用户又想知道链路的丢包指标（不需要太准确，但是要根据这个指标确定链路质量），有没有其他办法？相比于丢包，大部分设备都是支持时延功能的。假设用户部署了连续性双向时延统计，双向时延统计频率为1S，那么设备每隔10S就发送一个DMM报文。我们来看怎么根据连续性时延统计结果来计算丢包、丢包率信息。

链路丢包是依赖于双向时延统计结果，那么链路丢包的统计周期（频率）必然要比双向时延的频率大，再考虑到时延回应报文的超时因素，建议适当加大丢包统计的采样频率。我们定为15S（以10个周期的时延采样作为1个丢包的采样周期，外加5S的超时时间）。

从第0S开始，每隔一秒发送一个DMM报文，在第15S统计前10S收到了多少个DMR报文。如果收到了10个DMR报文，那么认为没有丢包，丢包个数是0，丢包率0%。如果收到了8个DMR报文，那么丢包个数是2个，丢包率为20%。这样就能算出第一个丢包统计周期内链路的丢包参数。在第25S，统计从第11S到第20S这10S内收到了多少DMR报文，根据发送的DMM报文个数及收到的DMR报文个数，同样计算出第二个丢包统计周期内链路的丢包参数。

5S的丢包统计延时是为了防止DMR报文不能立即回应导致丢包统计不准而设定的报文最大延时回应时间，实际网络中报文回应在毫秒级。

3 总结

本文提供了一种方法，根据ITU-T Y.1731的双向时延统计结果模拟出统计链路的丢包信息。采用该方法不需要用户增加额外配置、不需要升级设备，就可以获取链路粗略的丢包统计结果。能够满足接入层设备到汇聚层设备之间的链路统计要求。

参考文献：

[1] ITU-T Y.1731. OAM functions and mechanisms for ethernet based networks[S]. 2007.

[2] 郭祥本，罗莹. 以太OAM原理与实现 [J]. 通信技术，2009（12）.

[3] 陶映旭. ITU-T Y.1731的软件实现与优化分析[D].杭州：杭州电子科技大学， 2010.