什么是APS保护?
APS(Automatic Protection Switching, 自动保护倒换)是一种线性保护机制。对一个已经配置了APS功能的工作实体上,会预留一个保护实体,当工作实体之间发生信号失效或者信号劣化后,会将相应的流量倒换到保护实体上。
APS协议用来在双向保护倒换时协调源宿双方的动作,使得源宿双方通过配合,共同完成保护倒换、倒换延迟、等待恢复等功能。APS协议报文固定在备份通道上发送,这样两端设备都知道接收到APS协议报文的通道是对方的备份通道,以判断两端的主用通道和备份通道配置的是否一致。APS可以应用于MPLS,ETH,SR-TP,FlexE通道,FlexE小颗粒通道等隧道链路保护,也可应用于PW伪线链路的保护。当前,端到端的保护类型1+1、1:1保护被广泛使用。同时APS可以支持单向、双向倒换,且倒换时间控制在50ms以内,由链路故障而引起的丢包时延小。
APS 1+1与1:1保护有什么区别?
在端到端的以太网传输过程中,APS工作范围分为工作链路和保护链路。在链路正常的情况下,流量在工作链路上传输,当链路失效,流量将倒换到保护链路上。APS链路的源端承担桥接器业务,负责选择将流量从哪条链路发出去;宿端承担选择器业务,负责选择从哪条链路接收流量。
根据流量是否能一直在保护链路上传输,APS可以分为1+1和1:N两种模型,1:1保护是1:N的一个特例,所谓1:N,就是指1条保护链路保护N条工作链路。 在1+1模型中,流量在工作链路和保护链路上各复制一份,分别传输;在1:1模型中,在工作链路正常的情况下,保护链路不承载流量,只有当工作链路失效后才将流量倒换到保护链路上。
1+1保护
如图所示,1+1保护是指源端的工作和保护链路同时走业务,宿端根据链路状态及外部命令进行选收,即源端双发,宿端选收。
图1-2 APS1+1保护
1:1保护
如图所示,1:1保护是指源端的工作和保护链路不同时走业务,只占用一个链路,另一个链路处于空闲状态,源端和宿端都根据链路状态及外部命令进行选发,即源端选发,宿端选收。
图1-3 APS1:1保护
1+1保护只需在宿端进行倒换动作,简单快捷,但是源端发送占用两链路,资源利用率低。而1:1保护在正常情况下一般只占用工作链路,保护链路处于空闲状态,在工作链路未发生故障之前,保护链路可以走额外业务,带宽利用率高,但是在进行倒换时,两端都需要动作,倒换时间相对较长。
APS倒换模式有哪些?
单向倒换
单向倒换是指当工作链路的一个方向的信号失效后,只对受影响的方向进行倒换,如果另一个方向未发生信号失效,则该方向不进行倒换,继续从工作链路选收业务。即源端倒换与宿端倒换互不受影响。
图1-4 工作链路正常到链路失效发生单向保护倒换的过程
双向倒换
双向倒换是指当工作链路的一个方向的信号失效后,不管另一个方向是否发生信号失效,两个方向都进行倒换,即源端和宿端要么都走工作链路,要么都走保护链路。
图1-5 链路失效发生双向保护倒换
单向倒换业务收发路径不一致,现网中一般不推荐使用,而双向倒换业务收发路径一致,时延比较相近,便于维护。
APS 1+1和1:1保护是如何工作的?
1+1单向保护
在此模型中,源端将业务永久的在工作链路和保护链路上各复制一份发送。链路源端周期性的发送OAM CC报文,宿端进行检测,当宿端在连续三个周期未接收到CC报文(约10ms,每个周期3.3ms),则认为该链路信号失效,选择器会选择切换到保护链路进行流量的接收。每个方向都是独立的,因此宿端的选择器只需工作在本地信息之上,不需要APS报文的交互来进行两端信息的协商。
图1-6 链路失效发生单向保护倒换
1+1双向保护
在此模型中,和1+1单向模型一样,源端将流量永久的在工作链路和保护链路上各复制一份发送。链路源端周期性发送OAM CC报文,宿端进行检测,当连续三个周期没有接收到CC报文时(约10ms,每个周期3.3ms),则认为链路信号失效,源端和宿端都要进行状态的切换,即两端的桥接器和选择器都要切换到保护链路上去,此时就需要APS报文的交互来进行信息协商。
图1-7 链路失效发生双向保护倒换
1:1单向保护
1:1单向倒换需要进行APS协议报文的交互,链路源端周期性地发送CC报文,宿端进行检测,当连续三个周期没有接收到CC报文时(约10ms),则认为源端信号失效。宿端则立即发起倒换,从保护链路选收业务,同时通过保护链路向对端发送APS协议报文,通知对端将发送切换到保护链路,对端接收到APS报文,则立即进行倒换,将发送倒换到保护链路。
图1-8 工作链路正常到链路失效发生单向保护倒换的过程
1:1双向保护
1:1双向倒换需要采用APS协议进行交互,链路源端周期性地发送CC报文,宿端进行检测,当连续三个周期没有接收到CC报文时,则认为链路信号失效。宿端则立即发起倒换,收发全部切换到保护链路,同时向对端发送APS协议报文,通知对端将收发都切换到保护链路,对端接收到APS报文后,立即发起倒换。
图1-9 链路失效发生双向保护倒换
综上所述,1+1保护和1:1保护的主要区别在于链路正常工作时,保护链路是否承载备份流量。其中1+1双向,1:1单向和1:1双向保护都需要在源宿双端间传输APS报文来进行交互协商才能发起倒换。