ECC协议栈学习总结.docx
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ECC协议栈学习总结
ECC协议栈学习总结
2009年4月
1前言
前一段时刻在分析老挝LTC传输项目设备监控方案的时候看了很多ECC售后文档，但这些文档讲的大体上是应用方面的问题，较少涉及底层实现，对一些问题仍是没能具体论述，因此看完后仍是有些疑惑。
为较系统明白得ECC协议栈，于是网上查找了一些资料，进行分析总结。
本文要紧是对ECC协议栈的一些底层实现进行分析。
2ECC通信原理
ECC通信模型
SDH网络中的通信要紧有两种方式：
第一种为SDH网元之间的ECC通信方式；第二种为网管系统（NMS）与SDH网元之间的以太网通信方式。
ECC通信和以太网通信结合起来一起组成SDH治理网络。
图2-1SDH网络中的通信方式
而SDH网元之间OAM信息的传递又可分为光纤连接方式（DCC通道）和网线连接方式（以太网），光纤连接方式在实际组网中最多见，网线连接方式要紧用于拓展子架与主子架之间的通信。
为了在SDH的网元之间传递OAM信息，SDH网络概念了基于OSI七层协议簇的ECC协议栈来知足应用需要，在ITU-T中对协议模型进行了规定，但因为OSI协议栈在业界并非流行，因此很少有厂家的ECC协议栈依照建议的这些OSI标准协议来做，而是自己概念了私有协议，其中，中兴公司开发的ECC协议栈是基于IP协议栈的，而华为开发的ECC协议栈是以DCC为物理层，自行设计实现数据链路层和网络层的三层协议栈。
STACKB:
NE（DCC）
STACKC:
NE（LAN）
应用层
TL1/CMISE/ROSE/ACSE
TL1/CMISE/ROSE/ACSE
表述层
/BER
/BER
会话层
Kernel/FullDuplex
Kernel/FullDuplex
传输层
TP4
TP4
网络层
CLNP
CLNP
ES-IS
IS-IS
ES-IS
IS-IS
数据链路层
LAPD
LLC1
CSMA/CD
物理层
DCC
DCC
图-2G概念的ECC协议栈
通信服务
通信服务
传输层L4
传输层L4
网络层NET
维护整个网元路由表路由算法、路由广播
网络层NET
信息管理
媒体接入层MAC
维护网元相邻路由表定时检测相邻网元路由
媒体接入层MAC
LAN
DCC
LAN
DCC
→物理接入部分
图2-3华为ECC通信模块整体结构
应用层
SNMP
HTTP,CORBA,FTP,TL1,Telnet,SNTP,TL1overTelnet
传输层
UDP
TCP
网络层
IP/IPCP/OSPF/ICMP/ARP
数据链路层
PPPoverHDLC
物理层
SDCC/LDCC
Ethernet
图2-4中兴ECC协议栈（IPoverDCC结构）
基于IP和基于OSI协议栈的ECC要紧的不同在于二、三、四层，而物理层都利用一样的DCC通道。
以OSI协议栈来构建SDH治理网并非被业界认同，一方面是OSI协议栈自身的短处，另一方面基于SDH的新技术不断产生，如MSTP技术进展迅速，光网络向智能光网络ASON/ASTN进展已经成为趋势，而这些新技术的进展专门大程度上要依托IP技术，因此SDH网管平台利用IP技术构建也被人们以为是必然进展方向。
2.2ECC通信实现
2.2.1物理层实现
在物理层有两种接口：
DCC和以太网接口。
（1）以太网接口，它是GNE和NMS的接口，在该接口上应该遵从Q3接口标准，能够看出该协议栈选中了中利用TCP/IP作为底层的相应可选规定，事实上那个接口只需要符合要求即可
（2）DCC接口，它是用来连接NE和NE,DCC是SDH帧中段开销（SOH）的字节组成，它分为两种SectionDCC（SDCC）和LineDCC（LDCC）。
其中SectionDCC由再生段的D1到D3组成，速度192Kbits/S（在STM一帧中一个字节固定64Kbits/S）;LineDCC由复用段D4到D12组成，速度576Kbits/S，在必要时两种通道能够归并以取得更高的速度。
SDH治理网传送给网元的治理信息的最终承载者是STM帧里的开销字节中的D字节。
这些字节能够组合在一路形成一个逻辑上的通道，咱们叫这种通道为DCC通道。
DCC通道在光纤中传输时被放在STM-N帧的D字节里，可是当光纤接入NE的线路板（即光接口板）后，这些D字节就要被提掏出来。
对各网元，ECC模块涉及两块单板，一块是NCP板，一块是光板，NCP板与光板之间采纳总线或点对点方式实现连接，NCP板的网管信息、链路层协议保护信息及OSPF路由协议信息，都要通过光板实现存储转发，由FPGA将这些信息嵌入到SDH帧中的D字节中。
图2-5中兴ECC通信模块体系结构
2.2.2数据链路层实现
由于物理层有两种不同接口，因此数据链路层也相应的有两种。
在以太网接口上遵从的是IEEE和的有关规定，由于该接口只是负责GNE和DCN的通信，并非需要二层互换的功能，因此能够不加载有关VLAN和平安接入的功能，认证的功能由上层完成，固然ARP是必需的。
在DCC上运行的链路层协议是PPP，用PPP益处在于封装格式简单实现容易，能够加速处置速度而且减少系统负担。
但由于PPP没有帧定界的功能，因此需要把PPP帧封装到类HDLC格式中（RFC1662）。
其实利用PPP来封装也是参考PacketOverSDH（RFC1619,ITU-TG707）的结果，关于SDH来讲，光网络的特点确实是NE之间的链路都是点对点的，利用PPP在那个地址就充分发挥了它的特点。
PPP协议：
点对点的链路层协议，实现与相邻点实现参数的协商（LCP协议实现）和链路质量操纵等功能；光板IP地址的分派（IPCP协议实现）。
注：
可能有人对PPP协议还没什么概念，下面我就举个例子来简单介绍下：
假设有R0与R1两个路由器，相连接口S1/0的ip地址别离为与，但如果是在链路层不封装PPP等协议，看看它们的路由表，如图2-7，你会发觉，R0并无到R1S1/0口的路由。
在链路层封装PPP协议后再看观看路由表，如图2-8，就会发觉已经有到R1S1/0口的
图2-6GNS3下模拟路由器实验拓扑
路由了。
对网元而言，只有封装了PPP协议，各光口才能明白与它相连的其他网元光口的IP地址，然后将其加进路由表。
如此网元就有了到与它直接相连的各网元的路由。
图2-7数据链路层未封装PPP协议实验结果图
图2-8数据链路层封装PPP协议后实验结果图
2.2.3网络层实现
各网元有了到与它直接相连的网元的路由，但没有到非直连的网元的路由信息，而网管信息通过网关网元要转发到目的网元那么需要目的网元的路由信息，那怎么成立全网的路由信息呢？
中兴开发的ECC路由协议栈的三层和四层采用的是标准的TCP/IP协议，支持IP，ICMP，UDP和TCP。
专门说明的是路由协议用OSPF来和IP配套。
有了OSPF动态路由协议，各网元的路由信息变自动成立起来。
网络层的路由表在开始时为空，当网元的数据链路层成立了连接表并通知了网络层以后，网元的网络层就会依照数据链路层连接表的内容成立初始的网络层路由表，即初始路由表中寄存的是该网元与相邻的网元的路由信息。
采纳OSPF动态路由协议后，各网元之间会互彼此换其路由表，成立全网的路由信息。
固然，因为路由表是寄存于NCP中的，OSPF协议也是运行于NCP板的CPU中的，在大规模网络中利用OSPF路由协议，链路状态数据库比较庞大，会占用专门大的存储空间，而且在执行路由算法时，要花费较长的时刻和专门大的CPU资源，受NCP内存等硬件资源限制，路由表的大小也确实是子网的网元数量必需受到操纵，不然整个子网将处于“动荡”的不可用的状态。
也确实是说若是子网内网元数超过必然限制就必需分域。
什么缘故分域了就能够够解决那个问题呢？
那还得从OSPF协议提及。
OSPF协议许诺网络方案设计人员依照需要把路由器（网元）放在不同的区域（Area）中，两个不同的区域通过区域边界路由器（边界网元）相连。
在区域内部的路由信息同步，采取的方式与上文提到的方式相同。
在两个不同区域之间的路由信息传递，由区域边界路由器（边界网元）完成。
现在，一个区域内的OSPF路由器（网元）只保留本区域内的链路状态信息，没有其他区域的链路状态信息。
如此，在两个区域之间减小了链路状态数据库，降低了生成数算法的计算量。
同时，当一个区域中的拓扑结构发生转变时，其他区域中的路由器（网元）不需要从头进行计算。
OSPF协议中的区域划分机制，有效地解决了OSPF在大规模网络中应历时产生的问题。
2.2.4应用层实现
在应用层，大多网管协议都能够运行在IP协议栈之上，因此应用层能够灵活选取:
SNMP、HTTP、CORBA,FTP、TL1,Telnet,SNTP、TL1overTelnet等。
咱们开局与保护的时候常经常使用到的Telnet，Ftp就属于此层。
另外，我在物理层实现那节中提到的除DCC通道外，还有以太网接口那个物理实现。
说到应用层应用，其物理实现要紧仍是以太网接入方式，即网管（NMS）与网元的通信都要通过与网关网元的以太网连接来实现。
关于中兴ECC协议栈应用层的实现方式，我只查到中兴在2003年的时候起草过通信行业标准《基于IP技术的SDHECC通信协议技术标准》草案，但仿佛没了后文，因此也就无法再细究。
但华为ECC协议栈在应用层的实现方式，网上仍是有相关资料的。
只是，在应用层各厂家的实现方式应该大同小异，下面就简单介绍下华为的实现方式。
网管接入网元的物理通道采纳的是LAN，要紧采纳TCP/IP协议中的Socket通信方式。
在成立接入连接时，网元作为Server，网元通过约定的端口等待网管发出成立连接请求。
需要新建连接时，网管作为Client，向网元发送一个连接请求。
网元监听到连接请求后接收下该连接请求，并对该请求回发响应。
从而依照TCP/IP协议成立一个网管与网元之间的连接通道。
在成立连接通道的同时给该通道分派一个端口号，每一个连接通道所拥有的通道号是独立的。
具体的方式能够用以下图来表示：
图2-9华为LAN接入连接进程图
关于该连接的监视是通过环回帧方式，即网管按时向网元发送一个检测帧，网元将该帧环回给网管，由网管检测。
假设在约按时刻内检测不到，那么说明该连接已中断。
3ECC售后文档学习
3.1ECC售后文档学习中碰到的问题及其分析
（1）网元间通过光纤连接时IP地址不能在同一网段，而利用网线连接时IP地址必需属于同一网段,这是什么缘故呢？
先说第一个问题，举个例子，若是网元A（IP为）未和任何网元连接，你Telnet到NCP后查看它的路由表会发觉有此类路由：
DestinationGatewayFlagsInterface
U37##本地环回路由##
U1##QX口路由##
能够看出到（与网元同一网段）那个网段需要通过。
若是网元A与处于同一网段的网元B（假设IP为）有光连接，确实它也能学习到此路由，但在所有的路由中，静态路由的优先级是最高的，但动态路由与静态路由发生冲突时，要以静态路由为准。
也确实是说，当一个分组进行寻径时，第一查找静态路由，若是查到那么依照相应的静态路由转发分组;不然再查找动态路由。
很不幸，与本网元同一网段的路由已经被开发人员定死了，相当于已经给它添加了一条静态路由。
那么这条路由有什么用呢？
开发人员什么缘故要“提早预订”呢？
咱们明白，这是NCP的IP地址，网管接入要通过NCP的Qx口，同时网关也要设为其IP地址。
假设网管电脑IP地址为，除网元A（同一网段）能够直接访问外其他非直连网元（正确配置时为不同网段）要与网管通信都要通过网关网元A，那网元A上确信要有一条到网管的路由，网关就是网元A与网管的接口,NCP的Qx口，即。
然后第二个问题，两网元通过网线连接（拓展子架与主子架之间确实是这种连接方式）什么缘故必需在同一网段呢？
我在数据链路层实验那节讲过，IPoverDCC（通过光纤连接）采纳PPP协议来做为2层封装，而以太网接入，数据链路层采纳的是IEEE协议。
那个地址咱们假设，网元A的ip地址为，网元B的ip地址为，它们之间通过Qx口用网线连接起来，但咱们明白在以太网中，不同ip网段之间的主机不通过路由器而直接相连是无法通信的。
（2）不同域的网元直接相连可否通信？
由于咱们ECC路由协议采纳的是OSPF协议，非骨干区域的ECC不能直接互通，必需通过骨干区域。
但咱们二层封装的是PPP协议，确信有直连路由，不是能够到对端网元么？
下面做个实验，网元A，网元B，两网元直接光纤连接，这时观看它的路由表，如以下图：
图3-1非骨干域网元之间直连实验图
你会发觉，确实有直连路由，但没有到对端网元NCP（.18）的路由，只有到对端直连光口的路由。
因为没有到对端网元NCP的路由，也就无法完成路由表的互换工作。
对端直连光口可并没运行OSPF协议，也没路由表，只是物理接口。
（3）以太网中不同网段无法ping通？
这是什么缘故呢？
在广播型广域链路（PPP、HDLC、FRbroadcast）上不同网段的设备也能通信！
因为是广播的，因此不在一个网段也能通信。
因此呢，就引出了那个成心思的话题！
以太网也是广播的，什么缘故不在一个网段就能够通信。
下面是做的一个小实验：
>1.两台pc（A,B）用网线直接连接，且配同一网段，可ping通。
>2.修改一台PC（A）的ip在不同网段，ping不通。
用抓包工具wireshark在A上抓包，没有任何报文。
也就是此时PC发不出arp请求。
A与B的mac地址表均为空（arp-a）
>3.把A的网关设为B。
再抓包，有arp请求，而且能够收到arp应答，发出ping包，收不到回包。
但现在，A与B均已取得对方的mac地址。
>B的网关设为A，现在能够ping通。
什么缘故在步骤2中，A发不出arp请求呢？
查了RFC文档，得知由于ARP协议在工作的时候会进行查验！
若是查询的3层地址和本地地址不在同一网段，又没有指定缺省网关的话。
就可不能工作！
若是有网关的话，就会向网关转发，若是arp本地缓存中没有网关的mac地址，那么会发arp请求，与之相连的B收到请求后发觉与其IP一致，自然会响应，ping数据包有了目的mac地址自然能通。
因此，在以太网中，只要配置了相应路由，或配置有相应网关，不同网段也是能通信的。
固然，咱们网管接网关网元的时候，仍是IP得配在一个网段，因为咱们网管电脑的网关是能够设置，但网关网元的网关你能设置不？
！
3.2ECC售后文档学习建议
以我的适应，最好从原理开始，从底层往上学，底层清楚了，应用方面的问题就简单多了。
只是售后文档一样比较少讲到底层的知识，应用方面的比较多，当你对应用层面上的东西有所疑惑话，建议开始往较底层学习。
ECC学习文档推荐：
（1）NCP路由表的组成，可参看《浅谈路由》中关于路由表组成部份
（2）ECC路由成立进程与路由爱惜，可参看《ECC专题-路由结构与组网标准（部门版）》
（3）网元网络地址概念，区域划分，和ECC经常使用调试，保护命令方面，可参看《ECC协议栈保护利用手册》
（4）若是想了解光传输网DCN模型，那《传输网管DCN优化原那么研究（中兴）》确信是最好的选择，文档质量很高。
4参考资料
ITU-TRECOMMENDATION，ThePoint-to-PointProtocol（RFC1661），PPPinHDLC-likeFraming（RFC1662），《浅谈路由》，《ECC协议栈保护利用手册》，《同步数字体系（SDH）治理网治理功能、ECC和Q3接口协议栈标准》，《OSPF协议原理》,《基于IP的SDH治理网协议栈物理层_数据链路层关键技术分析》
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