文章总结： 本文档定义了基于MPLS数据平面的确定性网络（DetNet）服务关联通道的OAM封装格式，支持通过主动测试数据包实现故障检测和性能监控。关键创新在于d-ACH头部设计，包含序列号、节点ID和层级字段以适配PREOF机制，并明确了与TSN/IP域OAM的互通模型。文档作为IETF标准技术规范，为DetNet网络运维提供了标准化操作框架。 综合评分： 73 文章分类： 技术标准,解决方案,网络安全,数据安全,应用安全
使用MPLS数据平面实现确定性网络（DetNet）的操作、管理和维护（OAM）
衡水石头哥 衡水石头哥
铁军哥
2026年4月6日 07:41 北京
RFC9546：Operations, Administration, and Maintenance (OAM) for Deterministic Networking (DetNet) with the MPLS Data Plane，February 2024
梗概
本文档定义了具有MPLS数据平面的DetNet网络上的确定性网络（Deterministic Networking，DetNet）服务关联通道的格式和使用原则。DetNet服务关联通道可用于承载活动操作、管理和维护（Operations, Administration, and Maintenance，OAM）协议的测试数据包，这些协议用于检测DetNet故障并测量性能指标。
本备忘录的状态
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1、简介
[RFC8655]介绍并解释了确定性网络（DetNet）架构以及如何使用数据包复制、消除和排序函数（Packet Replication, Elimination, and Ordering Functions，PREOF）来确保DetNet域中的低数据包丢失率。
操作、管理和维护（OAM）协议用于检测和定位网络缺陷以及监控网络性能。一些OAM功能（例如，故障检测）通常在网络中主动执行，而其他功能（例如，缺陷定位）通常按需执行。这些任务可以通过主动和混合OAM方法的组合来实现，如[RFC7799]中的分类。本文档介绍了具有MPLS数据平面的DetNet网络中主动OAM的格式。
此外，本文档还定义了具有MPLS数据平面的DetNet网络上的DetNet服务关联通道的格式和使用原则[RFC8964]。
2、本文档中使用的约定
2.1、术语和缩略语
本文档中的术语“DetNet OAM”可与“用于确定性网络的OAM协议、方法和工具集”互换使用。
BFD：Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测
CFM：Connectivity Fault Management，连接故障管理
d-ACH：DetNet Associated Channel Header，DetNet相关通道标头
DetNet：Deterministic Networking，确定性网络
DetNet节点：DetNet域中的参与者节点。DetNet节点的示例包括DetNet域边缘节点和在DetNet域内执行PREOF的DetNet节点。
E2E：End to end，端到端
F-Label：DetNet“转发”标签。F-标签标识用于跨MPLS分组交换网络（Packet Switched Network，PSN）转发DetNet流的标签交换路径（Label Switched Path，LSP），例如，在标签交换路由器之间使用的逐跳标签。
OAM：Operations, Administration, and Maintenance，操作、管理和维护
PREOF：Packet Replication, Elimination, and Ordering Functions，数据包复制、消除和排序功能
PW：Pseudowire，伪线
S-Label：DetNet“服务”标签。S-Label用于实现DetNet服务子层功能的DetNet节点之间。S-Label还用于识别DetNet服务子层的DetNet流。
TSN：Time-Sensitive Networking，时间敏感网络
Underlay Network或Underlay Layer：提供DetNet节点之间连接的网络。底层的一个示例是MPLS网络，它在DetNet节点之间提供LSP连接。
2.2、关键词
本文档中的关键字“必须”、“不得”、“必需”、“应”、“不应”、“应该”、“不应该”、“推荐”、“不推荐”、“可以”和“可选”当且仅当它们出现在所有内容中时，应按照BCP 14[RFC2119][RFC8174]中的描述进行解释。
3、使用MPLS数据平面的DetNet网络的主动OAM
OAM协议和机制在特定网络层的数据平面内起作用；因此，数据平面封装支持符合[OAM-FRAMEWORK]中列出的OAM要求的OAM机制至关重要。
[RFC8964]中指定了具有MPLS底层网络的DetNet数据平面的操作。在MPLS底层网络中，DetNet流将被封装为类似于[RFC3985]和[RFC4385]中指定的伪线（PW）。作为参考，图1中再现了通用PW MPLS控制字（如[RFC4385]中定义并与DetNet一起使用）。
图1：通用PW MPLS控制字格式
DetNet域中的PREOF由执行复制和消除功能的节点组合组成。消除子功能始终将S标签与数据包排序信息（即DetNet控制字中编码的序列号）结合使用。复制子功能仅使用S标签信息。
3.1、DetNet主动OAM封装
DetNet OAM与PW OAM一样，使用[RFC4385]中定义的PW关联通道头。同时，DetNet PW可以被视为多段PW，其中DetNet服务子层功能位于段端点。然而，DetNet服务子层功能按数据包级别（而不是按段）运行。PREOF的这些每数据包级特征需要额外的字段来进行正确的OAM数据包处理。DetNet主动OAM数据包的MPLS封装[RFC8964]如图2所示。
图2：MPLS数据平面中的DetNet主动OAM数据包封装
图3显示了在UDP/IP上的MPLS情况下DetNet主动OAM协议的测试数据包封装[RFC9025]。
图3：基于UDP/IP的MPLS中的DetNet主动OAM数据包封装
图4显示DetNet关联通道标头（DetNet Associated Channel Header，d-ACH）的格式。
图4：d-ACH格式
d-ACH对以下字段进行编码：
位0..3：这些字段必须是0b0001。这允许将数据包与IP数据包[RFC4928]和DetNet数据包[RFC8964]区分开来。
Version：版本，4位字段。本文档指定版本0。
Sequence Number：序列号，无符号循环8位字段。由于DetNet主动OAM测试数据包包括d-ACH，因此[RFC8964]的第4.2.1节不适用于通过MPLS数据平面处理DetNet OAM中的序列号字段。序列号空间是循环的，对初始值没有限制。发起方DetNet节点必须在传输数据包之前设置序列号字段的值。初始值应该是随机的（不可预测的）。对于每个活动的OAM数据包，发起方节点应该将序列号字段的值增加1。发起方可以使用其他策略，例如，用于数据包排序功能的负面测试。
Channel Type：通道类型，16位字段和DetNet关联通道类型的值。它必须是IANA“MPLS通用关联信道（G-ACh）类型（包括伪线关联信道类型）”注册表[IANA-G-ACh-Types]中列出的值之一。
Node ID：节点ID，无符号20位字段。节点ID字段的值标识发起数据包的DetNet节点。DetNet节点必须配备在DetNet域中唯一的节点ID。分发节点ID的方法超出了本规范的范围。
Level：级别，3位字段。从语义上讲，级别字段类似于[IEEE.802.1Q]中的维护域级别。Level字段用于应对PREOF概念的“全活动路径转发”（由IEEE 802.1 WG[IEEE802.1TSNTG]的TSN任务组定义）特性。OAM域之间的层次关系可以使用Level字段值创建，如[IEEE.802.1Q]中的图18.7所示。
Flags：标志，5位字段。标志字段包含五个1位标志。第5.1节创建了IANA“DetNet相关通道标头（d-ACH）标志”注册表，用于定义新标志。本规范中定义的标志如图5所示。
Session ID：会话ID，4位字段。会话字段区分在给定级别上源自同一节点的OAM会话（给定维护端点可能有多个同时活动的OAM会话）。
图5：DetNet相关通道标头标志字段格式
U：未使用且供将来使用。传输时必须为0，接收时忽略。
根据[RFC8964]，DetNet流由必须位于堆栈底部的S标签标识。活动的OAM数据包必须包含紧跟在S标签之后的d-ACH。
3.2、DetNet PREOF与主动OAM交互
在DetNet服务子层，特殊功能（特别是PREOF）可以应用于特定的DetNet流，以潜在地减少数据包丢失，提高按时数据包传送的概率，并确保按顺序数据包传送。PREOF依赖于DetNet服务子层中的排序信息。对于DetNet主动OAM数据包，PREOF必须使用序列号字段值作为该排序信息的来源。业务流和OAM使用不同的序列号空间。PREOF算法是针对由流的特征信息标识的序列号空间执行的。尽管d-ACH中的序列号字段的范围为0到255，但它提供了足够的空间，因为DetNet活动OAM数据包的速率明显低于App-flow中DetNet数据包的速率；因此，环绕不是问题。
4、OAM互通模型
利用不同网络技术的两个OAM域的互通可以通过对等模型或隧道模型来实现。在对等模型中，OAM域位于相应的网络域内。当使用对等模型时，故障管理OAM协议检测到的状态变化可以从一个OAM域映射到另一个OAM域或通知，例如，可以将警报发送到中央控制器。在OAM互通的隧道模型中，通常只使用一种主动OAM协议。其测试数据包与数据流一起通过另一个域进行隧道传输，从而确保测试数据包和数据数据包之间的命运共享。
4.1、DetNet MPLS OAM与TSN OAM互通
DetNet主动OAM可以为DetNet流提供端到端（E2E）故障管理和性能监控。对于具有MPLS数据平面和IEEE 802.1时间敏感网络（TSN）子网的DetNet，这意味着DetNet主动OAM与TSN OAM的互通，其中数据平面方面在[RFC9037]中指定。
当对等模型（第4节）用于连接故障管理（CFM）OAM协议[IEEE.802.1Q]时，与TSN和DetNet MPLS域接壤的节点必须支持[RFC7023]。[RFC7023]指定了以太网连接电路和相关以太网PW之间的缺陷状态映射，这些PW是E2E模拟以太网服务的一部分，也适用于跨DetNet MPLS和TSN域的E2E OAM。CFM[IEEE.802.1Q][ITU.Y1731]可以快速检测DetNet服务的TSN段中的故障。在DetNet MPLS域中，可以使用[RFC5880]和[RFC5885]中指定的双向转发检测（BFD）。为了提供E2E故障检测，TSN和DetNet MPLS段可以被视为串联，以便诊断代码（参见[RFC5880]的第6.8.17节）可用于通知上游DetNet MPLS节点TSN段故障。DetNet MPLS中的[RFC6374]和TSN域中的[ITU.Y1731]分别支持性能监控。每个域的性能目标应参考可组合的指标[RFC6049]或为每个域单独定义的指标。
根据[RFC9037]第4节中描述的一般原则，在DetNet MPLS和TSN域之间使用OAM互通的隧道模型时，需要考虑以下注意事项：
* 活动OAM测试数据包必须映射到与受监控的DetNet流相同的TSN流ID。
* 主动OAM测试数据包必须根据其S标签和服务类别标记（业务类别别字段值）在TSN域中进行处理。
[RFC9037]的4.1节描述了TSN子网络中DetNet流和TSN流之间的映射。映射只需在TSN子网的边缘节点上完成，中间TSN节点不需要识别S-Label。边缘节点有两个组成部分：
-
被动流识别功能。
-
主动流识别功能。
第一个组件标识DetNet流（使用[IEEE.802.1CBdb]的第6.8条），第二个组件通过操作以太网标头创建TSN流。这种操作避免了中间TSN节点查看以太网标头之外的情况，从而简化了TSN流的识别。DetNet MPLS OAM数据包使用与DetNet流数据包相同的S标签。上述映射函数将这些OAM分组视为DetNet流的数据分组。因此，DetNet MPLS OAM数据包在TSN子网内命运共享。作为DetNet MPLS和TSN之间映射的示例，请参阅[IEEE.802.1CBdb]的附件C.1，它支持[RFC9037]，描述了如何匹配MPLS DetNet流并实现TSN流。
需要注意的是，OAM互通的隧道模型要求E2E OAM域的远程对等体支持在入口端点上选择的活动OAM协议。例如，如果BFD用于DetNet MPLS域中的主动路径连续性监控，则DetNet服务的任何TSN端点都需要BFD支持（如[RFC5885]中定义）。
4.2、DetNet MPLS OAM与DetNet IP OAM互通
DetNet MPLS和DetNet IP域中的活动OAM段之间的互通也可以使用对等模型或隧道模型来实现，如4.1节中所讨论的。使用相同的协议（例如，在两个网段上使用BFD）可以简化对等模型中错误的映射。例如，DetNet MPLS和DetNet IP域中的相应BFD会话可以处于串联关系，如[RFC5880]的第6.8.17节中所述。为了在DetNet IP域上提供性能监控，简单双向主动测量协议（Simple Two-way Active Measurement Protocol，STAMP）[RFC8762]及其扩展[RFC8972]可用于测量数据包丢失和数据包延迟指标。此类性能指标可用于计算DetNet MPLS和DetNet IP域内的可组合指标[RFC6049]，以反映端到端DetNet服务性能。
5、IANA考虑因素
5.1、DetNet关联通道标头（d-ACH）标志注册表
IANA已在“DetNet关联通道标头（d-ACH）标志”注册表组内创建了“DetNet关联通道标头（d-ACH）标志”注册表。注册程序是“IETF Review”[RFC8126]。5位标志字段中有5个标志，如表1中所定义。
表1：DetNet相关通道标头（d-ACH）标志注册表
6、安全考虑
DetNet规范[RFC8655]、[RFC8964]、[RFC9055]和[OAM-FRAMEWORK]中讨论的安全注意事项适用于本文档。与LSP Ping[RFC8029]和BFD over PW[RFC5885]等MPLS OAM工具相关的安全问题和问题也适用于本规范。
7、参考文献
7.1、规范性参考文献
[RFC2119]Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, DOI 10.17487/RFC2119, March 1997, <https://www.rfc-editor.org/info/rfc2119>.[RFC7023]Mohan, D., Ed., Bitar, N., Ed., Sajassi, A., Ed., DeLord, S., Niger, P., and R. Qiu, "MPLS and Ethernet Operations, Administration, and Maintenance (OAM) Interworking", RFC 7023, DOI 10.17487/RFC7023, October 2013, <https://www.rfc-editor.org/info/rfc7023>.[RFC8174]Leiba, B., "Ambiguity of Uppercase vs Lowercase in RFC 2119 Key Words", BCP 14, RFC 8174, DOI 10.17487/RFC8174, May 2017, <https://www.rfc-editor.org/info/rfc8174>.[RFC8655]Finn, N., Thubert, P., Varga, B., and J. Farkas, "Deterministic Networking Architecture", RFC 8655, DOI 10.17487/RFC8655, October 2019, <https://www.rfc-editor.org/info/rfc8655>.[RFC8964]Varga, B., Ed., Farkas, J., Berger, L., Malis, A., Bryant, S., and J. Korhonen, "Deterministic Networking (DetNet) Data Plane: MPLS", RFC 8964, DOI 10.17487/RFC8964, January 2021, <https://www.rfc-editor.org/info/rfc8964>.[RFC9025]Varga, B., Ed., Farkas, J., Berger, L., Malis, A., and S. Bryant, "Deterministic Networking (DetNet) Data Plane: MPLS over UDP/IP", RFC 9025, DOI 10.17487/RFC9025, April 2021, <https://www.rfc-editor.org/info/rfc9025>.
7.2、参考资料
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致谢
作者对Pascal Thubert富有洞察力的评论和富有成效的讨论表示感谢，这些评论和讨论有助于改进本文档。作者非常感谢János Farkas的详细评论和鼓舞人心的讨论，使本文档更加清晰和有力。作者认可Andrew Malis、David Black、Tianran Zhou和Kiran Makhijani的有益评论和建议。特别感谢Ethan Grossman在改进本文档方面提供的大力帮助。
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