IEEE 802.1ag CFM 典型测试要点

hitasuki

1. 概述
随着越来越多种类业务在互联网上的运行，对电信级网络的故障检测、管理等也提出了更高的要求，运营商会要求设备制造商提供的交换设备，光网络设备必须支持OAM功能以保证以太网也能够提供电信级的要求，包括能够对一些业务降级和失败等网络异常错误或者异常问题能够进行及时检测、恢复和管理的功能。 IEEE 802.1ag的连接故障管理（CFM – Connectivity Fault Management）就是提供这些OAM能力的基础协议。
　　如果网络没有任何故障，CFM就显得非常简单，并且好像没有什么用途。当网络出现故障时，CFM的作用就凸现出来，主要用于用CFM 处理一些网络中出现的异常状况。所以对CFM的测试也要重点考虑这些方面。
　　对于CFM协议的介绍以及相应的通用测试方法已经有专门的文章介绍，本文主要对一些重要测试要点用实例说明，并对测试要点的重要性、测试拓扑和测试结果查看与分析做详细解释。
　　主要测试例包括：
　　1.CFM 一致性测试：验证CFM特性是否符合IEEE 802.1ag-2007规范
　　2.CCM 间隔检验：验证是否能够对标准规定的3,33ms 到10 min等多个CCM间隔处理
　　3.MIP 可扩展性：验证Linktrace的TTL能力
　　4.MEP/RMEP 可扩展性： 验证一个MA里面多所有MEPs/RMEPs的处理能力
　　5.基本 Error/Defect 条件检测和处理：对各种基本Error/Defect的检测与处理能力
　　6.更多的Error/Defect 条件检测和处理能力：对更多种Error/Defect的检测与处理能力
　　7.CFM 设备数据转发能力：在CFM网络中数据流量的转发能力
　　8.CFM协议多状态检查和流量混合测试：复杂环境下CFM状态转换与实现能力
　　9.多MD 等级测试：验证被测设备是否对MD边界条件的实现能力

2. IEEE 802.1ag典型测试要点
　　2. 1 CFM一致性测试
　　多个不同的消息交互过程保证CFM在各种复杂的网络环境中能够正常工作，进行CFM协议的一致性测试是验证协议是否存在缺陷的第一步，该测试主要用于研发阶段。通过对IEEE 802.1ag-2007标准的分析，可以进行多达240个不同的测试项目以对CFM进行全方位的一致性验证。测试示意见图1。

　　图1 CFM一致性测试配置图
　　测试步骤和结果
　　1.使用IxANVL进行配置，选择一个或者多个测试项目执行。IxANVL自动会将测试结果保存为.CSV格式的文件以供后期分析。
　　2.测试结果包括通过（PASS），失败（FAIL），INCONCLUSIVE三种，对于失败和无结论的项目，需要分析原因所在，可能是被测设备的实现需要进行修改。
　　2.2 CCM 间隔
　　连续性检查（ContinuityCheck）是CFM协议的最基本组成部分。由于不同的客户需要不同的QoS等级，CFM也提供不同的CCM间隔以满足运营商对不同业务的要求。通常情况下，重要业务需要50ms以下的错误检测和故障恢复，在这种情况下，3.33ms和10ms的CCM间隔是必须的。一个电信级的CFM设备必须能够支持这两个CCM的间隔。
　　CCM 间隔设置建议
　　重要业务： 3.33ms, 10ms
　　高优先级业务：100ms, 1s
　　普通业务：10s, 1 min, 10 min

　　图2 CCM 间隔范围测试配置图
　　测试步骤和结果
　　1.在被测设备上配置50个MEPs，设置CCM间隔为3.33ms。

2.使用IxNetwork CFM协议向导创建”Hub and Spoke”测试拓扑，并包括50个MEPs节点。　　3.使用IxNetwork的Linktrace和Loopback 数据统计信息，同时向所有被测设备的MEPs产生Linktrace和Loopback消息，见图3。
　　4.使用其他CCM间隔重复上述步骤。

　　图3 IxNetwork Linktrace 和 Loopback 统计信息
　　预期结果
　　通过DUT查看所有50个RMEPs都能够处于稳定状态。
　　通过IxNetwork 的CCM No Defect Database，见图4；可以看到所有DUT的MEPs能够对相应的CCM间隔正常处理并处于稳定状态。

　　图4 IxNetwork CCM Database
　　2.3 MIP扩展性
　　通过在MA的MEPs之间部署多个MIPs可以提高对网络的可管理性。MIPs越多，对网络的可控性、可管理性就越强。对于能够给运营商带来更多利润的大客户关心的重要业务，运营商部署MIPs的数量要远多于运行普通业务的链路上。在Linktrace协议上，这些MIPs的信息转发会被头端节点（比如MEPs）所记录并保存。所以，从一个单一Linktrace消息交互上，测试CFM能够处理和读取多跳MIPs的能力就显得非常重要。根据IEEE802.1ag-2007年的标准，Linktrace的最大跳数为255。

测试步骤和结果
　　1.在被测设备上配置一个MEP。
　　2.使用IxN CFM协议向导创建”Hub and Spoke”测试拓扑，并创建254个MEPs。创建完成后，按照图6改变MEPs 为MIP。
3.然后，编辑CFM 的Link Window, 改变MIPs 为串行方式连接到MEP。启动IxNetwork的数据包捕获功能，IxAnalyzer可以实时对双向CFM报文进行捕获并以梯形图显示交互过程。

　　图6 IxNetwork 软件MIP/MEPs 配置截屏
　　测试结果
　　在Linktrace窗口中查看被测设备的回复结果。
　　在IxAnalyzer包捕获中对DUT的结果进行进一步的验证。
　　2.4 MEP/RMEP扩展性
随着电信级以太网技术的快速发展，相关网络设备都需要支持CFM协议，一个CFM设备必须在不影响性能的情况下，能够处理大量MA和海量MEPs的同时，还能够进行常规的Linktrace和Loopback 等协议操作。所以，CFM协议的一个重要测试项目就是要进行大量MEP/RMEP的可扩展性测试。

　　图7 MEP扩展性测试配置图
　　测试步骤和结果
　　1.使用IxNetwork CFM协议配置向导创建”Hub and Spoke”的拓扑，Ixia端口配置8190个MEPs。
　　2.对上述步骤进行修改，在被测设备上配置8190个MEPs。 IxNetwork仿真一个MEP, MEPID是1。
　　3.使用Loopback 和Linktrace 向所有DUT的MEPs发送消息，
　　测试结果
　　检查被测设备返回的CCM数据信息，查看是否MEP都处于稳定的状态。

验证被测设备的CCM相关信息和IxAnalyzer捕获的信息是否一致。
　　2.5 基本CFM Error/Defect 条件验证
　　OAM概念中最重要的部分是当一些异常或者错误事件发生后，CFM能够对一些网络缺陷、故障或者错误进行实时检测，所以全面测试CFM协议的Error/Defect状态是必须要进行的测试任务。本测试点主要包括：RMEP CCM Defect, Error CCM Defect,Some RMEPs Defect, All RMEPs Defect and RDI。
　　验证被测设备对各种Error/Defect条件的反应能力和处理状况，另外，也验证被测设备在同一MA里面检测和发送Error/Defects信号的能力。

　　图8 基本Error/Defect条件和状态检查配置图
　　测试步骤和结果
　　1.连接Ixia 端口和被测设备，在被测设备上配置两个MAs, 两个VLANs，每个MA5个MEPs, 在IxNetwork上做对等配置；MEPs使用同样的MEPID 1001 到1005。
　　a. Error CCM Defect
　　2.在IxNetwork CCM Database统计界面上验证在被测设备上配置的MA处于稳定的状态。
　　3.停止CFM协议仿真，然后改变MA2的MEPID1011 为 1001，然后再次启动IxNetwork的CFM协议仿真。
　　4.从被测设备上，验证其是否检测到有Error CCM Defect。
　　5.在IxNetwork 的CCM Database界面上，检查被测设备仅仅对MA2的CCM设置有RDI Flags，
　　另外，IxNetwork也可以检测到这是一个在MA2的Error CCM Defect并相应发送RDIs消息，在被测设备上，应该能够检测到IxNetwork 发送的RDI flag。
　　b. RMEP CCM Defect
　　6.重复上述步骤，在协议运行过程中，在IxNetwork MIP/MEPs界面上，把MA2中的MEPID1011选择按钮去掉。见图9。

　　图9 IxNetwork GUI MIP/MEPs配置
　　7.在被测设备上在MEP1011失效后大约3.5秒可以检测到一个RMEP CCM Defect。
　　8.通过IxNetwork CCM Database 界面，检查被测设备仅仅对MA2的CCM设置有RDI Flags。
　　c. 部分RMEPs Defect
　　9.重复步骤1，然后在被测设备上把MA2的MEPID1001停止。
　　10.在IxNetwork CCM Database界面上，检查仅MA2里面的MEP1001不在继续发送CCM消息，另外可以观察到“someRMEPCCMdefect”参数仅仅对MA2有效。
　　d. 所有RMEPs Defect (MA down)
　　11.在IxNetwork CCM Database界面上，可以观察到“All RMEPs Dead”参数指示仅仅MA2的MEPs不在发送CCMs消息。
　　2.6 更多CFM Error/Defect 条件验证