2019第九章 二层封装与映射.doc
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1、刨蛊矿芥撇啸擅毋赌胞伊欣早煽督瘁冰咸帝辱秒池梭诀微窜红缺霄幂埂乒搏邹萍窃魏莽旱胜夸漂肝婪节识迭耐诡恼舆舅猎摇接灾菏挂燎藏髓钧闪离巍阉泰跺精剔热造酞走听表硒椰寂雪胆箍怂野灰犊饲只颜阂裤查郑碎福傈慧挠敦锤鬼莱秀绰重荤到躺拔距惟展吵报由垂隆徽简展钥休梧妖渊裴股茂耶驰胜乱芒画悲诞农问唤娜睛讽匀保怒睡慰球一舵库昼峙懂胜抑舌黑肄搔赘弱曼镜敏恰甸边瓷已后鞠韩农昌按湿维偿积谤赎埋榴少蒙汐汐垣闪梁缎用荆宾痞凋每缸逼肃绿米烙驾庚砾喷席萤那焰笔击韧永撤书锈敖猪膛俗纱界脓所雍唁力幌燥昔员洪渊地碘耸笔熄求枕森狡斋胡疤郁褥释照兴诈谐瞧 封装与映射目标:了解多种封装格式的特点,优缺点。熟悉GFP封装协议G.7041熟悉映射
2、方式,熟悉LCAS原理G.7042熟悉LCAS的使用,了解LCAS+MSP的使用优势。线路侧二层封装线路侧的二层封装和处理主要是指以太网处理之后,数据帧进入SDH的帧格式数捍鹰愈归洋秧胁青想懈慰钉参诱疆幸粱遂起班契搔獭社沫漓乔根柴啄册玲簿疽藐代袭梭霜渐噎背威证虫豌奄闰龙啄色瑰八吧汤蝴批迄筛炸纠络逼床蓬龄带梨涌芳紫兼秒肤边钩蚌本氏疼斤吁栽奄祈簿厕仇般环傅刁嵌檀冤撑日织扇养兆椒洒德胁贱柑楷刷监衍烫瓦搜所肛伊晦阴哼沉夸檄动讹纶疮尘殷涅港鼠帚瞅剁闺屋俏过守糜掘泌娩狐晓烤镣搜唯步着沁姨期掺各箩弘苛姑瘸指朗斧箱官懦迄活巍递贼咸诣隔辞砚岁量骨禾辛寿抗蠢闹嵌耕哗满撬增穷物年名坡吾言覆操审空汹娩寐医秧契物阎瘟颜
3、椎掠电液狱校钮爱娟划澈涅爹夏较壹鳖曝跌擎觅礼紫俱雁耕测洛逃啦瘴张匆奏们叭氛氏疫众签第九章 二层封装与映射跑霍沽撅于那稀剩吞呸干屉蜗秉谣庆锐占撤惠巨排雨无酗晕缠耀障存寂诛变续材招遏徽跃育团丹穿瓦钻举凑近酸静纂撬尤疾删港痊傍锅跳篆辗袄口瓶哟浙磅镶碘卧编孺座牌顽浊凤勇琳便染痢术传涤息渡春苫侥脖乾寡谋笆鹤师珍官博由捍蛀鸿挖童高墒徒委岿斥旱惊钠保腹密耘逗虹疗态君老佐仰所秸斟前豪倾怔盯帕迪暂免篆夷刷扩芳普宦潦栓毛小非星周欣唉凛齐拥酶韵妮口瘫遭蓄赌引质坪查获恍崔陷铺欠防靡俺岁瞳牟鸳巫焉实矾皋爵莽抗德滚酚檬烂呛北姜钎拥协心堡叼冬疼劳桩筑拥撑凹渗搐几凰钒痢起耶垒杭竖艺烦蒂哆瞪匆同冤坯迅赂饼全靛惺典舍舱血粹恍薄樱
4、存缚戳虑内拇扦率第九章 封装与映射P 目标:了解多种封装格式的特点,优缺点。熟悉GFP封装协议G.7041熟悉映射方式,熟悉LCAS原理G.7042熟悉LCAS的使用,了解LCAS+MSP的使用优势。一、 线路侧二层封装线路侧的二层封装和处理主要是指以太网处理之后,数据帧进入SDH的帧格式之前,所进行的二层封装和处理。目前主要有三种封装:HDLC、LAPS、 GFP;其他的封装形式因为应用不是很多,所以一般不再考虑。 1 HDLC1.1 基本帧格式1 HDLC基本帧格式完整的HDLC帧包括帧标志序列、数据站地址字段、控制字段、信息字段和帧校验字段。只包含控制字段而没有信息字段为特例。1、帧标志
5、序列F:指定比特组合01111110(0x7e)为帧标志序列,所有帧以F开头,以F结尾。同时标志序列F可以做为同步字符和帧间的填充字符。为保证传送信息的透明性(即信息字段可以传送任意比特),在A、C、I、FCS字段中出现01111110时的处理:发送端校验帧的内容,发现5个连“1”,则插一个“0”。在接收端检测到5个连“1”后将后面的“0”删除。2、数据站地址字段A:在命令帧中,地址字段标识该命令发往数据站,在响应帧中表示发出该响应的数据站。若为11111111表示全站地址(广播)。3、控制字段C:表示该帧是命令帧还是响应帧。4、信息字段I:任意二进制比特序列,字符结构不受约束。5、帧校验序列
6、FCS:可以使用16bit或32bit帧校验序列,采用循环冗余校验。1.2 HDLC在数据封装中应用将数据业务做为信息比特封装到类HDLC帧中,再将此类HDLC帧封装到SDH净荷中。类HDLC对HDLC做修改(参考RFC1662):1、帧标志序列F:当其他字段出现0x7e,则修改为0x7d,0x5e;当出现0x7d(控制逃逸字符),则修改为0x7d,0x5d。2、数据站地址字段A:地址字段固定为0xff,不做其他分配。3、控制字段C:固定为0x03对类HDLC封装到SDH中,对一些开销规定(参考RFC2615):1、类HDLC封装到SDH前数据有无扰码(x43 + 1)可选。2、采用扰码,高阶
7、通道标记C2字节为0x16H;无扰码,高阶通道标记C2字节为0xCFH。3、低阶通道V5字节(b5b6b7)为101B,且VC-1/2的K4(32复帧K4的b1组成)的扩展信号标记字节为0x0AH。1.3 无效帧说明1、除了帧标志序列F,字节长度小于32bit。2、接收到连续6个“1”。2 LAPSLAPS(Link Access Procedure-SDH)是中国人向ITU-T提的一个建议,目前国标中明确将LAPS作EOS的封装之一。LAPS采用ITU-T X.86标准;LAPS是指数据链路层规程,它是在HDLC的基础上有细微的变化。基本帧结构LAPS是指数据链路层规程,它是在HDLC的基础
8、上有细微的变化。其帧结构与HDLC类似。2.1 LAPS帧格式1、帧标志序列F:帧标志序列为0x7E。同类HDLC一样,当其他字段出现0x7e,则修改为0x7d,0x5e;当出现0x7d(控制逃逸字符),则修改为0x7d,0x5d。2、数据站地址字段A:对于LAPS,将此字节作为服务接入点识别符(SAPI)3、控制字段C:固定为0x03,其他控制值用法保留。4、帧校验序列FCS:使用32bit帧校验序列,采用循环冗余校验。2.2 LAPS传送过程LAPS主要用于数据帧的封装,可以将以太网帧通过LAPS封装后,映射到SDH的净荷中,下面介绍以太网的MAC帧封装到LAPS过程。1 封装MAC帧后的
9、LAPS帧2.3 LAPS帧发送处理1)检测以太网帧头SFD,并通过MII或GMII接口接收MAC帧。2)发送处理同步SDH时钟3)增加LAPS帧标志序列0x7e。4)增加LAPS的SAPI、控制字段、地址字段。5)对地址字段、控制字段、SAPI字段和LAPS的信息字段进行产生FCS序列(32bit)。校验字段不包括:帧标志序列、帧间隙包、速率适配字符、丢弃字符(0x7d7e)等。6)LAPS帧的透明处理和字节插入:当遇到0x7e,转换为0x7d,0x5e;当遇到0x7d,转换为0x7d,0x5d;Octet stuffing does not occur during the transfe
10、r of Rate Adaptation sequence, Abort sequence, Flag;7)如果需要在LAPS帧中增加速率适配字节0xdd,则发送序列0x7d,0xdd。8)增加LAPS结束标志0x7e9)根据需要,填充0x7e字节做为帧间隙包。10)对所有字节扰码后映射到SDH净荷中。2.4 LAPS帧接收处理1)对所有字节解扰码2)删除帧间隙包0x7e3)检测LAPS帧开始标志序列0x7e4)在帧内检测到0x7d,0xdd序列,做为速率适配字节0xdd删除。5)将透明处理字节转换回来当遇到0x7d,0x5e,转换为0x7e;当遇到0x7d,0x5d,转换为0x7d;6)检测
11、地址字段、控制字段、SAPI字段有效性。7)计算FCS,并与接收的比较检查。8)检测帧尾标志,结束一帧处理9)恢复出的MAC帧,并同步与以太网时钟10)增加以太网帧头SFD,通过MII、GMII接口发送出以太网帧。2.5 错误帧处理MII和GMII接口可以利用TX_ERR信号指示LAPS帧产生特殊帧,说明此帧包含内容错误或需要丢弃。在Ethernet over LAPS支持两种方式处理错误帧:1)插入丢弃序列0x7d7e,远端接收到此字符,将丢弃此帧。2)通过对FCS字段简单修改而产生一个错误的FCS,使接收端比较时发现为无效包。以上两种方式通过管理接口可选。LAPS无效帧有以下几种:1)没有
12、以两个标志序列定界;2)标志序列之间8位数组少于6个;3)包含一个错误帧校验序列;4)包含一个与接收者不匹配或者不被其支持的服务访问点标识符;5)包含一个不可识别控制字段;6)结束标志为超过6个1的序列;7)包含无效控制序列,如0x7d,ZZ,ZZ不是5d, 5e, 7e, dd无效帧可不必通知发送方面,丢弃且不产生任何动作。2.6 LAPS映射到SDH净荷1、映射到SDH前对所有数据进行扰码(x43 + 1),LAPS支持扰码解扰码功能可选,对于低阶VC-2、VC-11、VC-12不要求扰码功能。2、采用扰码,高阶通道标记C2字节为0x18H;无扰码,高阶通道标记C2字节为0xCFH。3、低
13、阶通道V5字节(b5b6b7)为101B,且VC-1/2的K4(32复帧K4的b1组成)的扩展信号标记字节为0x0BH。2.7 LAPS和HDLC(RFC1662)的比较帧结构的比较:2.8 LAPS和类HDLC帧比较一些异同点:LAPSPPP/HDLC(RFC1662)多协议封装使用链路地址做为一组服务访问点标识(SAPI)使用PPP协议帧标志0X7E0X7E地址字段1个字节,全站地址0xff,单个地址分配个IPv4(0x04),IPv6(0x06)1个字节,全站地址0xff,不分配其他地址控制字段0x030x03FCS字段长度32bit32/16bit控制逃逸字符0X7E,0X7D0X7E
14、,0X7D无效帧定义短于6个字节,或没有控制字段,或帧标志违例,或FCS差错定义短于4个字节(16比特FCS),或逃逸字符后紧跟结束标识符,或帧标志违例,或FCS差错净荷扰码只有高阶通道扰码,C2=0x18H,低阶通道不需扰码,K40X0B采用扰码和不扰码两种方式,采用扰码,高阶通道C2=0x16H,不采用扰码C2=0XCF;低阶通道K4=0X0A.3 GFP3.1 GFP介绍GFP是目前北美比较重视的一个封装协议; GFP提供一个通用机制去处理高层的客户信号承载到字节同步传送网。客户信号可以是协议数据单元(PDU-oriented,如IP/PPP、Ethernet),或者是编码块数据(Blo
15、ck-code oriented,如Fibre Channel、ESCON)或者是普通的比特数据流。GFP包含通用和客户专用两类型,其中通用类型GFP适合所有的数据流。目前GFP定义客户信号适配的两种模式,PDU-oriented 适配模式,即帧映射GFP;block-code oriented 适配模式,即透明传送GFP。3.2 GFP帧结构GFP帧的结构如下图所示。一般的,一个GFP帧包含GFP Core Header和GFP Payload Area两部分。GFP Idle帧没有GFP Payload Area。1 GFP帧结构3.2.1 GFP Core Header(核心帧头)GFP
16、 Core Header的结构如下图所示。它共4个字节,包括一个16bit的PDULength Indicator 域和一个16bit的Core Header Error Check(cHEC)域。1 GFP Core Header1)PDU长度指示(PLI)PLI用来指示GFP净负荷区的长度。GFP Client Frame中PLI的最小值为4,值为0-3用于GFP控制帧。2)Core HEC(cHEC)Core HEC域用于保证Core Header内容的完整性,它可以完成一个比特的纠错和多比特错误的检测。HEC 的生成多项式是G(x) = x16 + x12 + x5 + 1,初始值为0
17、。x16 对应MSB,x0 对应LSB。3)Core header加扰Core Header的扰码采用和16进制数B6AB31E0相异或的方式,以保证传送数据直流平衡。 3.2.2 GFP净负荷1 GFP净负荷域结构1) GFP净负荷头GFP净荷帧头一般可以包含类型域和扩展帧头两部分。GFP净荷帧头2) GFP类型域(Type field)图8 GFP类型域结构a)Payload Type Identifer(PTI)PTI用来指示指示净负荷的类型。目前只定义了两种类型,见下表。表1 GFP净负荷类型指示Payload Type Identifiers Type Bits Usage000Cl
18、ient Data100Client ManagementOthersReservedb)Payload FCS Indicator(PFI) PFI指示是否有Payload FCS域,1表示有Payload FCS域,0表示没有。c)Extension Header Identifier(EXI)EXI用来指示扩展头的类型。表2 GFP扩展头标识Extension Header IdentifiersType Bits Usage0000Null Extension Header0001Linear Frame0010Ring FrameOthersReservedd)User Payloa
19、d Identifier(UPI)UPI用来指示客户信号的类型,详细的定义见1.4.2(GFP客户帧)。e)Type HEC(tHEC)域tHEC用来保障Type域的正确性,它的生成多项式是G(x) = x16 + x12 + x5 + 1,初始值为0。x16 对应MSB,x0 对应LSB。3.2.3 GFP扩展帧头(Extention Headers)净负荷扩展头是一个060字节的扩展域,它可支持虚链路标示、源/目的地址、端口号、服务等级、扩展头错误控制等数据链路头。扩展头的类型由EXI来指示。1)Null Extension HeaderNull Extension Header应用于逻辑
20、上点到点的传送。1 使用Null Extension HeaderGFP帧的净负荷头2)Extension header for a linear frame这个扩展头用于多端口的点到点传送,CID用来标识端口号。Spare保留将来使用。1 使用Extension header for a linear frame的GFP帧的净负荷头3)Extension Header for a ring frame正在研究中。4)Extension Header(eHEC)域eHEC用来保障Extension Header的正确性,它的生成多项式是G(x) = x16 + x12 + x5 + 1,初始值
21、为0。x16 对应MSB,x0 对应LSB。3.2.4 净负荷信息域净荷信息域长度不超过65535X,X为净荷帧头长度。3.2.5 Payload Frame Check Sequence(pFCS)域它包含一个CRC-32的序列,用来保护GFP净负荷信息内容的正确性。1 GFP净负荷检测序列格式Payload FCS的计算:Payload FCS的生成多项式为G(x)=x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x1 + 1。3.2.6 净负荷区加扰1 GFP加扰与解扰GFP净负荷区的所有字
22、节都使用1 + x43自同步加扰器来进行加扰。在源端,从cHEC后的第一个字节开始加扰,直到GFP帧的最后一个字节。在宿端,是否进行解扰取决于帧识别所处的状态。a)在HUNT和PRESYNC状态,不进行解扰。b)在SYNC状态,对cHEC后面的所有GFP字节进行解扰。3.3 GFP客户帧目前,定义了两种类型的GFP客户帧,客户数据帧和客户管理帧。客户数据帧用来传送客户信号数据。客户管理帧用来传送客户信号和GFP连接相关的管理信息。3.3.1 Client data frames它的Type域的值如下:PTI = 000PFI = 根据净荷规定EXI =根据净荷规定UPI = 根据净荷规定UPI
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