【原创】面向PTN/IPRAN市场的盛科最新一代交换芯片CTC5160中的OAM/APS能力先容

啸傲江湖

PTN/IPRAN设备想要取代SDH/MSTP设备，有很多技术方面的挑战，比如QOS能力，OAM能力，APS能力等。在OAM方面，以太网OAM(802.1ag/Y.1731), MPLS-TP OAM(G.8113.1, G.8113.2)，目前各个设备商都宣称支撑，但是由于协议的复杂性，都支撑得不太好，而且基本上都是用NP或者FPGA来做的。
各大设备商的技术人员都一致认为，当前的商业Switch ASIC芯片都支撑得不好，
比如不支撑UP MEP,DM, LM都不准，特别是LM，很不准确，而且很难做多层次的LM。
而用于保护的APS，也都做不到芯片级的多级保护。
盛科最新一代的面向PTN/IPRAN的芯片CTC5160专门在OAM和APS上做了针对性的
特殊设计，从目前自测以及客户反馈来看，一致认为CTC5160在OAM/APS方面的设计
基本上可以满足运营商的需求。这里做一下简单先容。

OAM中的基本能力，比如CC/CV/Loopback/LinkTrace等，这个大家基本上都能做到，
不是难点所在。所以没什么好说的。在ASIC中做OAM难点主要在于这几方面：
1. 如何支撑UP MEP
2. 如何将LM做精确，且能做到分层的精确统计
3. Y.1731中定义的RFC 2544 throughput test
盛科的CTC5160可以很好的解决上面三个问题。

1.UP MEP之所以难做，那是因为根据协议，UP MEP的报文要走relay的流程，也就是说
从逻辑上，UP MEP的OAM报文必须要发包的时候经过ingress方向的处理，然后才入队列。
这对芯片设计是一个挑战，因为大家都知道芯片主动发包的时候，都是经过队列直接从egress方向
发送出去，不会先经过Ingress方向处理。另外，对称地，在收包的时候，也必须先经过
ingress方向处理，到了egress方向再查表，进行OAM处理。
CTC5160之所以能做到，是因为盛科芯片有一个专利的内部Loopback技术，CTC5160在内部专门
做了一个独立于ingress和egress pipleline的OAM engine, OAM engine中的down MEP发包的时候
是直接从egress方向发出去，而UP MEP发包的时候，是先发到内部的loopback端口，环回到ingress
方向，经过完整的ingress方向处理，最后才入队列，从egress方向发出。而且loopback端口带宽
可以高达40G，没有任何性能问题。同时支撑4K个3.33ms的OAM session没有任何问题，已经
从实测中得到了证实。 收包的时候，是先在ingress方向进行普通L2处理，送到egress方向查表查到
UP MEP之后，再通过环回端口环回到OAM engine去处理。所以可以完美地支撑UP MEP,这无论从
理论模型还是实际验证都已经得到证明。从跟一些客户技术人员交流来看，也得到了正面反馈。


2. LM的能力。
LM之所以难做，一方面是统计的精度问题，比如协议报文是否要统计？根据协议规定的高level的OAM报文
要能被低level的mep统计到，丢弃的报文是否要统计。 一方面是UP MEP的统计做不到，原因上面
说了。还有一方面是对于MPLS-TP OAM,运营商希翼能够对一个数据报文，同时被section OAM, LSP OAM, PW OAM统计到。
CTC5160专门设计了3级OAM level的统计，无论是ethernet OAM还是TP OAM,对一个数据报文，可以同时
出三个LM index，进行统计。由于支撑UP MEP,所以可以在ingress方向进行统计的时候，对down MEP做RX统计，
而对UP MEP做TX统计。而在egress方向进行统计的时候，对down MEP做Tx统计，而对UP MEP做RX统计。
统计的时候，专门对一些协议报文，丢弃的报文，高level的不同OAM报文类型，根据协议要求，有精准的要不要
做统计的控制。(single-end和dual-end LM都支撑）

3. RFC 2544 Throughput Test
RFC2544 throughput test通常是测试仪的一个功能，但是由于要把一台测试仪接入到网络中去做throughput test有诸多不便，
而且会影响现有的网络拓扑，所以运营商有需求最好能直接在设备上做，CTC5160在OAM Engine中内嵌了
对throughput test的支撑，可以做最高10G的throughput test，且报文长度和内容都可以定制。 没有专门的一个engine的话，这个功能是很难做到ASIC中去的。

4. DM
DM的难点一方面是因为UP MEP做不了DM，另外则是做one way DM的时候，需要时钟同步。CTC5160可以很好地解决
这两个问题，前者是跟LM一样，靠loopback机制，在ingress方向打时戳 ，后者则靠1588.

5.APS
CTC5160还有一个专利的APS保护机制，可以同时支撑3个level的保护，彼此独立，比如一个LSP承载了多条PW, PW可以被PW保护，而LSP又可以被另外一条LSP保护，当PW切换的时候，不影响LSP,而LSP切换的时候又不影响PW. 最关键的是，无论
哪级保护切换，不需要刷表（无论是mac还是IP表，还是Mpls表），需要更改一个保护组里面的一个bit,就可以把所有受这个保护组保护的PW或者LSP切换过去。而且这个APS机制是一个独立于具体转发协议的机制，即不管是mac/IP/L2VPN/L3VPN/Tunnel，都适应。

6. 以上所说都是针对OAM/APS中的技术难点，CTC5160如何解决。最后再总结一下CTC5160支撑的OAM具体的feature.
   大的方面来说，支撑802.1ag/Y.1731/IP-MPLS BFD/G.8113.1（Y.1731 base TP OAM)/G.8113.2(BFD based TP OAM).
   细的方面，无论是ethernet还是TP，都支撑CC/CV/LB/LT/RDI/AIS/CSF/dual-end and single-end LM/one way and two way DM/LOCK/TEST/UP and down MEP/MIP/APS/RAPS/Link OAM/RFC 2544 Throughput Test

以上是CTC5160针对PTN/IPRAN市场的亮点技术，除此之外，还有一个作为L2VPN和L3VPN gateway，进行L2VPN/L3VPN互转的处理亮点，另外写个文章先容一下。当然，尽管大家自认为能全部支撑协议要求的功能，但是肯定还有大家考虑不周全的地方，有兴趣的朋友，大家可以进一步进行技术方面的交流探讨。……………………