DWDM系统中以太网业务的丢包检测系统及方法

摘要

本发明公开了一种DWDM系统中以太网业务的丢包检测系统及方法，其中，系统包括：第一交换功能业务单板，其设置于第一汇聚边缘设备中，用于将以太网业务报文封装成光信道传送单元OTU2数据帧发送入待测的DWDM系统；第二交换功能业务单板，其设置于第二汇聚边缘设备中，用于尝试接收通过DWDM系统的OTU2数据帧，并解封装成以太网业务报文；网管，用于计算在测试时间内，第一交换功能业务单板的以太网业务报文的发送总量和第二交换功能业务单板的以太网业务报文的接收总量的差值，统计得到DWDM系统中以太网业务的丢包量。本发明实现了丢包检测的自动化。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种DWDM系统中以太网业务的丢包检测系统及方法。

背景技术

IPTV(Internet Protocol Television，网络电视)业务的日益普及和用户对网络带宽的需求的不断增加，促使DWDM(DenseWavelength Division Multiplexing，密集波分复用)的应用下沉到城域网络中。目前，DWDM系统的接入业务中有80％以上是以太网业务，因此，以太网业务已经成为DWDM系统最重要的承载业务。

DWDM网络系统比较复杂，各个厂商的OTN(Optical TransportNetwork，光传送网)技术标准又不尽相同，使得业务之间的互联互通往往会存在很多的问题。这样，采取一定的方式来对DWDM系统中的业务进行丢包检测是十分必要的。

根据相关技术的丢包检测方法是使用测试仪表来定位问题，一般是在网络一端(即网络业务接入点)接一个测试仪表，另一端(即网络业务终结点)接另一个测试仪表，两个测试仪表分别向对端发送测试流，然后通过查看丢包情况来进行丢包检测。但是，采用这种方法存在携带和运输不便的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种DWDM系统中以太网业务的丢包检测系统及方法，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种密集波分复用DWDM系统中以太网业务的丢包检测系统，包括：第一交换功能业务单板，其设置于第一汇聚边缘设备中，用于将以太网业务报文封装成光信道传送单元OTU₂数据帧发送入待测的DWDM系统；第二交换功能业务单板，其设置于第二汇聚边缘设备中，用于尝试接收通过DWDM系统的OTU₂数据帧，并解封装成以太网业务报文；网管，用于计算在测试时间内，第一交换功能业务单板的以太网业务报文的发送总量和第二交换功能业务单板的以太网业务报文的接收总量的差值，统计得到DWDM系统中以太网业务的丢包量。

根据本发明的另一方面，提供了一种密集波分复用DWDM系统中以太网业务的丢包检测方法，包括：第一交换功能业务单板将以太网业务报文封装成光信道传送单元OTU₂数据帧发送入待测的DWDM系统；第二交换功能业务单板尝试接收通过DWDM系统的OTU₂数据帧，并解封装成以太网业务报文；网管计算在测试时间内，第一交换功能业务单板的以太网业务报文的发送总量和第二交换功能业务单板的以太网业务报文的接收总量的差值，统计得到DWDM系统中以太网业务的丢包量。

通过本发明，通过在待测的DWDM系统的业务接入点和终结点的汇聚边缘设备上分别配置一个交换功能业务单板，该交换功能业务单板直接集成在设备中，因此避免了相关技术中需要携带测试仪表的不便，达到了方便、快捷、低成本的检测效果；此外，计算发包和收包的差值以及统计丢包是由网管来实现，从而利用了网络的固有功能结构，实现了丢包检测的自动化。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的DWDM系统中以太网业务的丢包检测系统的示意图；

图2是根据本发明优选实施例的交换功能业务单板的内部结构示意图；

图3是根据本发明优选实施例的交换功能业务单板的端口示意图；

图4是根据本发明优选实施例的网管的示意图；

图5是根据本发明实施例的双向的以太网业务丢包检测系统环境示意图；

图6是根据本发明实施例的DWDM系统中以太网业务的丢包检测方法的流程图；

图7是根据本发明实施例的配置交换功能业务单板的流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是根据本发明实施例的DWDM系统中以太网业务的丢包检测系统的示意图，包括：

第一交换功能业务单板102，其设置于第一汇聚边缘设备10中，用于将以太网业务报文封装成光信道传送单元OTU₂数据帧(带波长，适合于传输于DWDM系统中)发送入待测的DWDM系统；

第二交换功能业务单板202，其设置于第二汇聚边缘设备20中，用于尝试接收通过上述DWDM系统的OTU₂数据帧，并解封装成以太网业务报文；

网管30，用于计算在测试时间内，第一交换功能业务单板102的以太网业务报文的发送总量SUM_TX和第二交换功能业务单板202的以太网业务报文的接收总量SUM_RX的差值SUM_Δ，统计得到DWDM系统中以太网业务的丢包量。

相关技术中由于使用测试仪表来检测DWDM系统中以太网业务的丢包情况，存在携带和运输不便的问题。本实施例通过在待测的DWDM系统的业务接入点和终结点的汇聚边缘设备上分别配置一个交换功能业务单板，该交换功能业务单板直接集成在设备中，因此避免了相关技术中需要携带测试仪表的不便，达到了方便、快捷、低成本的检测效果；此外，计算发包和收包的差值以及统计丢包是由网管来实现，从而利用了网络的固有功能结构，实现了丢包检测的自动化。

显然，上述的第一交换功能业务单板102和第二交换功能业务单板202是相同的设备，并且第一汇聚边缘设备10和第二汇聚边缘设备10也是一样的。交换功能业务单板即具有L2(2层)交换功能的业务单板。此外，上述图1所示的实施例仅示出了第一交换功能业务单板102到第二交换功能业务单板202方向的单向丢包检测的实施方案，显然，上述实施例同样适用于从第二交换功能业务单板202到第一交换功能业务单板102方向的单向丢包检测、以及第一交换功能业务单板102和第二交换功能业务单板202同时向对端发送报文的双向丢包检测的实施方案(如图5所示)。

上述的OTU₂为DWDM系统中业务数据的速率标准：有OTU₀、OTU₁、OTU₂、OTU_2E等，可以统一表示为OTU_k(Optical ChannelTransport Unit，光信道传送单元，其中，k为下标，表示速率等级)。

图2是根据本发明实施例二的交换功能业务单板的内部结构示意图。

优选地，如图2所示，各交换功能业务单板(即第一交换功能业务单板102和第二交换功能业务单板202)均包括：中央处理器(CPU)1022，用于构造测试报文，并将测试报文发送给交换芯片1024；交换芯片1024，用于对测试报文进行环回，得到指定速率的以太网业务报文；光传送网OTN业务成帧芯片(OTN FRAMER芯片)1026，用于将以太网业务报文封装成OTU₂数据帧。

该优选实施例提供了交换功能业务单板所包括的具体硬件部件的实施方案。由CPU构造测试报文，再由交换芯片对测试报文进行以太网业务的L2交换，即对测试报文进行环回得到指定速率的以太网业务报文(由于CPU构造的测试报文的速率很低，需要通过交换芯片进行环回复制以得到指定速率的以太网业务报文)，并将以太网业务报文封装成OTU₂数据帧发送到待测的DWDM系统中。图3中，CPU 1022和交换芯片1024通过总线接口PCI(PeripheralComponent Interconnection)进行通信。

优选地，交换芯片1024还用于统计上述第一交换功能业务单板102的以太网业务报文的发送总量SUM_TX，并将该发送总量上报给网管30。当交换功能业务单板所在的汇聚设备作为发送端时，其上的交换芯片需要统计在指定的测试时间内发送的以太网业务报文的总量，并在测试时间到达后上报给网管30以便进行丢包统计。

优选地，OTN业务成帧芯片1026还用于将接收到的OTU₂数据帧解封装成以太网业务报文，并发送给交换芯片1024；交换芯片1024还用于根据接收到的以太网业务报文统计第二交换功能业务单板202的以太网业务报文的接收总量SUM_RX，并上报给网管30。

该优选实施例提供了第二交换功能业务单板202在接收到OTU₂数据帧后，利用其上的OTN业务成帧芯片和交换芯片得到在指定的测试时间内接收到的以太网业务报文的总量的具体实施方案。在实际实施时，交换芯片可以在得到上述接收总量SUM_RX后，丢弃已统计过的以太网业务报文。

图3是根据本发明实施例二的交换功能业务单板的端口示意图。

优选地，如图3所示，交换芯片1024上设置有偶数个环回端口(如图2和图3中的环回端口1和环回端口2，这些端口为以太网接口，环回端口即具有环回功能的端口)，每2个环回端口用于对接收到的来自CPU 1022的测试报文通过环回进行复制，得到指定速率的以太网业务报文。例如，CPU向环回端口1或环回端口2发送构造的测试报文后，测试报文在这两个环回(10GE)端口之间不停转发，最终达到10GE(即指定速率)的满带宽，同时向交换芯片上的测试端口1和/或测试端口2洪泛。因此，测试端口可以按照限速带宽发出指定的以太网业务报文流。

优选地，OTN业务成帧芯片1026上设置有OTU₂数据帧收发端口(如图2和图3中的OTU₂数据帧收发端口1和OTU₂数据帧收发端口2)，用于发送/接收OTU₂数据帧。

优选地，如图4所示，网管30包括：配置模块302、使能模块304和关闭模块306，其中：

配置模块302，用于接受用户配置测试时间以及第一交换功能业务单板102；其中，配置第一交换功能业务单板包括以下至少之

(1)配置第一交换功能业务单板上的环回端口的远端环回功能，例如，设置端口1和端口2的远端环回功能使其成为环回端口1和环回端口2，以及关闭环回端口1和环回端口2的MAC地址学习功能，使报文能够洪泛到其它端口，不会一直相互转发下去；这样，被配置了环回功能的端口即环回端口就可以通过环回来自CPU的测试报文得到指定速率的以太网业务报文；

(2)创建测试VLAN，用于在该测试VLAN中产生广播风暴，该测试VLAN中包含有已配置远端环回功能的环回端口、和第一交换功能业务单板上的OTU₂数据帧收发端口，例如，设置环回端口1、环回端口2、和OTU₂数据帧收发端口1在此测试VLAN中，并且只属于此测试VLAN，此测试VLAN中不包含任何其它端口。这样，交换芯片得到指定速率的以太网业务报文后就只会将其洪泛到加入到同一测试VLAN的OTU₂数据帧收发端口；

(3)配置CPU所要构造的测试报文，包括配置测试报文的源/目的MAC、长度、报文体内容；这样，CPU可以根据上述配置的目的MAC、源MAC、报文长度、以及报文体内容构造测试报文，但是测试报文的VLAN标记必须使用测试VLAN以保证报文不会被丢弃。如果发送的报文需要带VLAN标签，只需在测试VLAN标签后加入希望发送的VLAN标签，在OTU₂数据帧收发端口1将此测试VLAN标签去除。这样，CPU在构造测试报文时，就会按照上述的配置来构造任意类型的测试报文；

(4)配置OTU₂数据帧收发端口的过滤规则以及发送OTU₂数据帧的限速，过滤规则为丢弃所有接收到的报文，例如，按照发送带宽，在OTU₂数据帧收发端口1设置发包限速，以及设置ACL过滤规则以丢弃所有进入此端口的报文，防止收包报文转发给环回端口1和环回端口2；

使能模块304，用于接受用户使能第一交换功能业务单板102发送OTU₂数据帧；关闭模块306，用于在测试时间到达后关闭第二交换功能业务单板202。这样，可以得到在指定的测试时间内的丢包情况。

显然，在从第二交换功能业务单板202到第一交换功能业务单板102方向的单向丢包检测的实施例中，配置模块302还用于配置第二交换功能业务单板202，使能模块304还用于使能第二交换功能业务单板202，关闭模块306还用于在测试时间到达后关闭第一交换功能业务单板102。在双向丢包检测的实施例中，配置模块302还用于同时配置第一交换功能业务单板102和第二交换功能业务单板202，使能模块304还用于使能第一交换功能业务单板102和第二交换功能业务单板202，关闭模块306还用于在测试时间到达后关闭第一交换功能业务单板102和第二交换功能业务单板202。

优选地，网管30还包括：显示模块308，用于显示发送总量SUM_TX、接收总量SUM_RX、和差值SUM_Δ。这样，方便用于查看这些信息，了解丢包情况，以及进行后续的问题定位。

图6是根据本发明实施例的DWDM系统中以太网业务的丢包检测方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S602，第一交换功能业务单板将以太网业务报文封装成光信道传送单元OTU₂数据帧发送入待测的DWDM系统；

步骤S604，第二交换功能业务单板尝试接收通过DWDM系统的OTU₂数据帧，并解封装成以太网业务报文；

步骤S606，网管计算在测试时间内，第一交换功能业务单板的以太网业务报文的发送总量SUM_TX和第二交换功能业务单板的以太网业务报文的接收总量SUM_RX的差值SUM_Δ，统计得到DWDM系统中以太网业务的丢包量。

本实施例通过在待测的DWDM系统的业务接入点和终结点上分别配置一个交换功能业务单板，用于将以太网业务报文封装在OTU₂数据帧(带波长，适合于传输于DWDM系统中)中发送入待测的DWDM系统，以及将接收到的OTU₂数据帧解封装成以太网业务报文，并通过计算在指定的测试时间内的以太网业务报文的发送总量和接收总量的差值来统计丢包情况，从而以交换功能业务单板替代测试仪表，达到了方便、快捷、低成本的检测效果。

优选地，步骤S602包括：中央处理器构造测试报文，并将测试报文发送给交换芯片；交换芯片对测试报文进行环回，得到指定速率的以太网业务报文，并将在上述测试时间内发送的以太网业务报文的发送总量SUM_TX上报给网管；光传送网OTN业务成帧芯片将以太网业务报文封装成OTU₂数据帧。

步骤S604包括：OTN业务成帧芯片将接收到的OTU₂数据帧解封装成以太网业务报文，并发送给交换芯片；交换芯片根据接收到的以太网业务报文统计接收总量SUM_RX，并上报给网管。

如图2和图3所示，具有L2交换功能的交换功能业务单板可以由24个以太网接口(即图2和图3中的端口1至端口24)，2个OTU₂数据帧收发端口组成。使用如图6所示的丢包检测方法可以实现单向和双向OTU₂业务的丢包检测。

单向(从第一汇聚边缘设备102到第二汇聚边缘设备202，或者从第一汇聚边缘设备202到第一汇聚边缘设备102)以太网业务的丢包检测系统的示意图如图1所示，具体测试步骤如下：

步骤1，将2块交换功能业务单板(其结构如图2和图3所示)分别配置在网络业务接入点(例如将第一交换功能业务单板102配置在作为接入点的第一汇聚边缘设备10)和网络业务终结点(例如将第二交换功能业务单板202配置在作为终结点的第二汇聚边缘设备20)来检测流域的业务情况；

步骤2，在网管30上配置第一交换功能业务单板102，如图7所示，配置过程包括以下步骤：

步骤S702，设置端口1和端口2的远端环回功能使其称为环回端口；

步骤704，关闭设置环回端口1和环回端口2的MAC地址学习功能，使报文能够洪泛到其它端口；

步骤706，创建测试VLAN，用于在此测试VLAN中产生广播风暴；

步骤708，设置环回端口1，环回端口2和OTU₂数据帧收发端口1在此测试VLAN中，并且只属于此测试VLAN，此测试VLAN中不包含任何其它端口；

步骤710，设置CPU所要构造的测试报文的目的MAC、源MAC、报文长度、以及报文体内容。但是VLAN标记必须使用测试VLAN，保证报文不会被丢弃。如果发送的报文需要带VLAN标签，只需在测试VLAN标签后加入希望发送的VLAN标签，在第一交换功能业务单板102的OTU₂数据帧收发端口1将此测试VLAN标签去除；

步骤712，按照发送带宽，在第一交换功能业务单板102的OTU₂数据帧收发端口1设置发包限速；

步骤714，在第一交换功能业务单板102的OTU₂数据帧收发端口1设置ACL过滤规则丢弃所有进入此端口的报文，防止收包报文转发给环回端口1和环回端口2。

步骤3，在网管30上将第一交换功能业务单板102的OTU₂数据帧收发端口1关闭，并清除端口统计。

步骤4，在网管30上将第二交换功能业务单板202的收报统计清除，并确认无收包。

步骤5，在网管30上使能第一交换功能业务单板102的OTU₂数据帧收发端口1。CPU向环回端口1或2发送构造的测试报文后，测试报文在这两个环回10GE端口间不停转发，最终达到10GE的满带宽，同时向测试端口1洪泛。因此，测试端口1可以按照限速带宽发出指定的以太网业务流。而和交换芯片的测试端口1相连接的OTN FRAMER芯片将此以太网业务报文流封装为OTU₂数据帧，从测试接入点发入待测的DWDM系统；

步骤6，测试时间到后关闭第一交换功能业务单板102的OTU₂数据帧收发端口1；

步骤7，通过网管查看第一交换功能业务单板102的交换芯片上报的以太网业务报文的发送总量SUM_TX和第二交换功能业务单板202的交换芯片上报的以太网业务报文的接收总量SUM_RX，计算两者的差值SUM_Δ比较丢包情况。

双向(第一汇聚边缘设备102和第二汇聚边缘设备202同时向对端发送OTU₂数据帧)的以太网业务的丢包测试系统的示意图如图5所示，具体测试步骤如下：

步骤1，将2块交换功能业务单板配置在网络业务接入点和终结点来检测流域的业务情况；

步骤2，在网管30上按照图7所示的流程配置第一交换功能业务单板102和第一交换功能业务单板202；

步骤3，在网管上将第一交换功能业务单板102和第一交换功能业务单板202的OTU₂数据帧收发端口关闭，并清除端口统计；

步骤4，在网管上使能第一交换功能业务单板102和第一交换功能业务单板202的OTU₂数据帧收发端口的发送功能；

步骤5，测试时间到后关闭第一交换功能业务单板102和第一交换功能业务单板202的OTU₂数据帧收发端口的发送功能；

步骤6，通过网管查看第一交换功能业务单板102和第一交换功能业务单板202的交换芯片上报的两个方向上的以太网业务报文的发送总量和接收总量，分别计算两个方向上的差值以比较双向丢包情况。

使用上述方法，网管能快速地检测整个流域内业务的流向的丢包情况。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：使用交换功能业务单板替代测试仪表，并利用以太网广播风暴产生任意带宽的OTU₂数据帧，并根据对端的收报统计检测业务丢包情况来判断网络质量，从而实现了方便、快捷的丢包检测效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。