GFP協(xié)議介紹課件

1、GFP索引GFP綜述GFP基本結(jié)構(gòu)GFP幀邊界確定GFP-F封裝GFP-T封裝FCS校驗(yàn)計(jì)算GFP異常處理GFP應(yīng)用GFP概念 GFP，Generic Framing Procedure，通用成幀規(guī)程屬于ITU-T G.7041規(guī)范，是一種新的封裝規(guī)程。GFP采用靈活的幀封裝以支持固定或可變長度的數(shù)據(jù)，免去對(duì)數(shù)據(jù)的拆分、重組及填充，簡化操作；GFP采用基于差錯(cuò)控制的幀定界方式，減少邊界搜索處理時(shí)間，同時(shí)克服了靠幀標(biāo)志定位帶來的種種缺點(diǎn)。GFP標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種模式GFP具有成幀映射(GFP-F)和透明映射(GFP-T)兩種模式，分別應(yīng)對(duì)不同需求的業(yè)務(wù)。GFP-F是一種面向PDU的數(shù)據(jù)流模式，需要將

2、客戶數(shù)據(jù)緩存下來再封裝到GFP幀結(jié)構(gòu)中，用作傳輸IP協(xié)議、多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS）和以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)流。 GFP-T是一種面向塊狀碼的數(shù)據(jù)流模式，直接將數(shù)據(jù)從客戶數(shù)據(jù)塊中取出，再映射進(jìn)周期性、長度固定的 GFP 幀結(jié)構(gòu)中，適用于Fiber Channel（光纖通道）、FICON和ESCON接口的數(shù)據(jù)流。 GFP標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種類型幀GFP客戶幀（Client frames）客戶數(shù)據(jù)幀（用于傳送客戶數(shù)據(jù)）；客戶管理幀（用于傳送客戶的管理信息）GFP控制幀（Control frames）目前唯一的控制幀是空閑幀，用于GFP通道空閑時(shí)的填充幀；空閑幀是4個(gè)全0字節(jié)的GFP枕頭，與十六進(jìn)制數(shù)B6AB31E

3、0進(jìn)行異或以實(shí)現(xiàn)擾碼功能。GFP索引GFP綜述GFP基本結(jié)構(gòu)GFP幀的邊界確定GFP-F封裝GFP-T封裝FCS校驗(yàn)計(jì)算GFP異常處理GFP應(yīng)用GFP幀基本結(jié)構(gòu)OptionalExtensionHeaderPayload Type 15:0Payload Type07:0tHEC 15:0tHEC 07:0Extension Header B1Extension Header B2Extension Header BneHEC 15:0eHEC 07:0pFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 0

4、7:0Payload Header(4-64B)PayloadInformation FieldpFCS (optional)(4B)Core Header(4B)PayloadArea(4-65535B)pFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00pType 15:0pType07:0tHEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2Ext.Head.BneHEC 15:0eHEC 07:0PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 07:0PayloadInformation FieldPayloadInfo

5、rmation FieldpFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00pType 15:0pType07:0tHEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2Ext.Head.BneHEC 15:0eHEC 07:0PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 07:0Core Header（核心頭）PLI：Payload Length ID（凈荷長度標(biāo)識(shí)）當(dāng)PLI大于或等于4時(shí)，為GFP客戶幀；否則，該幀是GFP控制幀。cHEC：Core HEC（核心幀頭錯(cuò)誤校驗(yàn)）采用CRC-16的校驗(yàn)方法。在發(fā)送和接收GFP幀

6、前，四字節(jié)的幀頭要與十六進(jìn)制數(shù)B6AB31E0進(jìn)行異或以實(shí)現(xiàn)擾碼功能，這能提高幀定位的可靠性，以及避免信號(hào)值長時(shí)間不翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。GFP控制幀目前唯一的控制幀是空閑幀，用于GFP通道空閑時(shí)的填充幀；空閑幀是4個(gè)全0字節(jié)的GFP幀頭，與十六進(jìn)制數(shù)B6AB31E0進(jìn)行異或以實(shí)現(xiàn)擾碼功能。GFP idle framePayloadInformation FieldpFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00pType 15:0pType07:0tHEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2Ext.Head.BneHEC 15:0eHE

7、C 07:0PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 07:0Payload Area（凈荷區(qū)）GFP凈荷區(qū)由凈荷頭和凈荷信息域兩個(gè)部分構(gòu)成。在凈荷信息域中，還可以包含可選的凈荷FCS。PayloadInformation FieldPTIPFIEXIUPItHEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2Ext.Head.BneHEC 15:0eHEC 07:0pFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 07:0Payload Header（凈荷頭）

8、Payload TYPE：表明GFP凈荷信息的類型和服務(wù)內(nèi)容。PTI（凈荷類型標(biāo)識(shí)，3bit）當(dāng)PTI=“000”時(shí)，為客戶數(shù)據(jù)幀；當(dāng)PTI=“100”時(shí)，為客戶管理幀；其它，保留。PFI（凈荷FCS標(biāo)識(shí)，1bit）當(dāng)PFI=1時(shí)，有凈荷校驗(yàn)序列（pFCS）；當(dāng)PFI=0時(shí)，無凈荷校驗(yàn)序列。PayloadInformation FieldPTIPFIEXIUPItHEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2Ext.Head.BneHEC 15:0eHEC 07:0Payload Header（凈荷頭）EXI（擴(kuò)展頭標(biāo)識(shí)，4bit）當(dāng)EXI=“0000”時(shí)，為空

9、擴(kuò)展頭；當(dāng)EXI=“0001”時(shí)，為線型擴(kuò)展頭；當(dāng)EXI=“0010”時(shí)，為環(huán)型擴(kuò)展頭；其它，保留。UPI（用戶凈荷標(biāo)識(shí)，8bit）表明GFP凈荷中的數(shù)據(jù)類型等。從UPI字節(jié)可以看出GFP是支持多種數(shù)據(jù)類型的，如Ethernet、IP、Fiber channel、FICON、ESCON等，這也是GFP的一大特點(diǎn)。pFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 07:0GFP客戶數(shù)據(jù)幀GFP客戶數(shù)據(jù)幀GFP 客戶管理幀PayloadInformation FieldpType 15:0pType07:0t

10、HEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2Ext.Head.BneHEC 15:0eHEC 07:0pFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 07:0Payload Header其它字段tHEC：Type HEC（凈荷類型校驗(yàn)）采用CRC-16的校驗(yàn)方法；Ext. Header Info.（擴(kuò)展頭信息）有3種類型空擴(kuò)展頭；線型擴(kuò)展頭；環(huán)型擴(kuò)展頭。eHEC：Extension HEC（擴(kuò)展頭校驗(yàn)）采用CRC-16的校驗(yàn)方法；Extension Header（擴(kuò)展頭

11、）空擴(kuò)展頭，凈荷頭只有4個(gè)字節(jié)，無擴(kuò)展頭；線型擴(kuò)展頭，用以支持多客戶通過點(diǎn)到點(diǎn)結(jié)構(gòu)來共享GFP幀的凈荷，即用單一傳輸通道承載多個(gè)獨(dú)立的客戶業(yè)務(wù)。CID（Channel ID），8-bit，用于區(qū)分256個(gè)通信通道；Spare，8-bit，保留。環(huán)型擴(kuò)展頭，保留。PayloadInformation FieldpFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00pType 15:0pType07:0tHEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2Ext.Head.BneHEC 15:0eHEC 07:0PLI 15:8PLI 07:0c

12、HEC 15:0cHEC 07:0Payload Info.（凈荷信息域）凈荷信息域用于傳送客戶信號(hào) ；在凈荷信息域中，支持Payload FCS（可選的凈荷信息校驗(yàn)），采用CRC-32。 在發(fā)送和接收GFP幀時(shí)，凈荷區(qū)(Payload Area)的所有字節(jié)要進(jìn)行X43+1并行擾碼。GFP索引GFP綜述GFP基本結(jié)構(gòu)GFP幀的邊界確定GFP-F封裝GFP-T封裝FCS校驗(yàn)計(jì)算GFP異常處理GFP應(yīng)用GFP幀的邊界確定HUNT狀態(tài)： HUNT狀態(tài)，通過逐個(gè)字節(jié)（octet-by-octet）搜索前一次的4個(gè)字節(jié)來確定核心頭，來進(jìn)行幀定界（frame delineation）；如果計(jì)算出的cHEC

13、與數(shù)據(jù)域中的cHEC匹配成功，則候選的GFP幀被識(shí)別，接收進(jìn)入PRESYNC狀態(tài)。否則繼續(xù)進(jìn)行HUNT狀態(tài)搜索；在HUNT中，核心頭的單個(gè)錯(cuò)誤糾正不能進(jìn)行。 GFP幀的邊界確定PRESYNC狀態(tài)： PRESYNC狀態(tài)，通過逐幀（frame-by-frame）搜索下一個(gè)候選幀核心頭的cHEC匹配，來進(jìn)行幀定界；根據(jù)當(dāng)前幀的PLI值可以確定下一候選幀的開始邊界； 如果連續(xù)N個(gè)GFP幀被正確檢測到，則進(jìn)入SYNC狀態(tài)。如果GFP幀的cHEC檢測錯(cuò)誤，則進(jìn)入HUNT狀態(tài)；在PRESYNC態(tài)中，核心頭的單個(gè)錯(cuò)誤糾正不能進(jìn)行。 GFP幀的邊界確定SYNC狀態(tài)： SYNC狀態(tài)，通過檢驗(yàn)下一個(gè)候選GFP幀的c

14、HEC匹配，來進(jìn)行幀定界；根據(jù)當(dāng)前幀的PLI值可以確定下一候選幀的開始邊界；在SYNC狀態(tài)中，單比特的核心頭錯(cuò)誤糾正可以進(jìn)行；當(dāng)核心頭通過cHEC檢驗(yàn)出多比特錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)告該幀丟失，并回到HUNT狀態(tài)，使用戶的SSF（Server Signal Failure）有效。GFP幀的邊界確定GFP索引GFP綜述GFP基本結(jié)構(gòu)GFP幀的邊界確定GFP-F封裝GFP-T封裝FCS校驗(yàn)計(jì)算GFP異常處理GFP應(yīng)用Ethernet GFP-F封裝格式 Ethernet GFP-F封裝在進(jìn)行GFP封裝之前，要對(duì)MAC幀進(jìn)行一幀的緩存，以獲取MAC幀的長度。計(jì)算2字節(jié)的PLI標(biāo)識(shí)； 對(duì)PLI進(jìn)行CRC16計(jì)算得到

15、2字節(jié)的cHEC值； PLI與cHEC值形成4字節(jié)的GFP核心頭。 Ethernet GFP-F封裝凈荷頭設(shè)置 凈荷頭類型設(shè)置 ：PTI配置000，表明該GFP幀為客戶數(shù)據(jù)幀； PFI配置0，表明該GFP幀沒有凈荷的FCS； EXI配置0000，表明該GFP幀沒有擴(kuò)展頭； UPI配置0 x01，表明該GFP幀為以太網(wǎng)MAC幀的映射。 對(duì)凈荷頭類型進(jìn)行CRC16計(jì)算，得到tHEC值； 如果沒有擴(kuò)展頭，此時(shí)凈荷頭由payload type和tHEC 共4字節(jié)組成。否則還要進(jìn)行擴(kuò)展頭配置與eHEC計(jì)算。Ethernet GFP-F封裝凈荷信息域裝載 包含了從DA到FCS的所有字節(jié)；配置pFCS，要對(duì)

16、凈荷信息域進(jìn)行CRC-32計(jì)算，在幀尾增加4字節(jié)的校驗(yàn)值；在沒有有效的MAC幀發(fā)送時(shí)，直接發(fā)送GFP的空閑幀。GFP索引GFP綜述GFP基本結(jié)構(gòu)GFP幀的邊界確定GFP-F封裝GFP-T封裝FCS校驗(yàn)計(jì)算GFP異常處理GFP應(yīng)用 GFP-T封裝GFP-T封裝GFP-T封裝 GFP-T封裝無需緩存完整一幀才能封裝PLI固定71； 對(duì)PLI進(jìn)行CRC16計(jì)算得到2字節(jié)的cHEC值； PLI與cHEC值形成4字節(jié)的GFP核心頭。 GFP-T封裝凈荷頭設(shè)置 凈荷頭類型設(shè)置 ：PTI配置000，表明該GFP幀為客戶數(shù)據(jù)幀； PFI配置1，表明該GFP幀包含凈荷FCS； EXI配置0000，表明該GFP幀

17、沒有擴(kuò)展頭； UPI配置0 x06，表明該GFP幀為Ge的映射。 對(duì)凈荷頭類型進(jìn)行CRC16計(jì)算，得到tHEC值； 無擴(kuò)展頭，此時(shí)凈荷頭由payload type和tHEC 共4字節(jié)組成。否則還要進(jìn)行擴(kuò)展頭配置與eHEC計(jì)算。GFP-T封裝凈荷信息域裝載 將客戶數(shù)據(jù)進(jìn)行8B10B解碼；64B65B編碼，封裝為一個(gè)superblock，每個(gè)GFP幀包含一個(gè)超塊配置pFCS，要對(duì)凈荷信息域進(jìn)行CRC-32計(jì)算，在幀尾增加4字節(jié)的校驗(yàn)值；在沒有有效的客戶數(shù)據(jù)幀發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，直接發(fā)送GFP的空閑幀。GFP目錄結(jié)構(gòu)GFP綜述GFP基本結(jié)構(gòu)GFP幀的邊界確定GFP-F封裝GFP-T封裝FCS校驗(yàn)計(jì)算GFP異

18、常處理GFP應(yīng)用HEC計(jì)算核心頭差錯(cuò)校驗(yàn)（cHEC）cHEC共2字節(jié)，采用CRC-16校驗(yàn)來保護(hù)核心頭的完整性；cHEC生成多項(xiàng)式為G(x)=x16+x12+x5+1，初值為0，對(duì)2字節(jié)的PLI進(jìn)行計(jì)算得出2字節(jié)的cHEC；cHEC處理可以糾正單一比特錯(cuò)誤。當(dāng)檢測到多位差錯(cuò)時(shí)，GFP接收端將丟棄這些幀，同時(shí)更新相關(guān)系統(tǒng)記錄以達(dá)到性能監(jiān)視的目的。類型頭差錯(cuò)校驗(yàn)（tHEC）tHEC共2字節(jié)，采用CRC-16校驗(yàn)，用來保護(hù)類型域的完整性。tHEC域生成過程和cHEC相同，只是對(duì)GFP的類型域進(jìn)行計(jì)算。tHEC可以糾正單比特錯(cuò)誤并檢測多比特錯(cuò)誤。當(dāng)多比特出錯(cuò)時(shí)，GFP接收端將丟棄這些幀，更新相應(yīng)的系統(tǒng)

19、記錄。擴(kuò)展頭差錯(cuò)校驗(yàn)（eHEC）eHEC共2字節(jié)，采用CRC-16校驗(yàn)。eHEC域生成過程和cHEC相同，只是對(duì)擴(kuò)展頭域中所有字節(jié)進(jìn)行計(jì)算，不包括eHEC本身。FCS計(jì)算凈荷幀校驗(yàn)序列（pFCS）GFP的凈荷FCS是可選的，共4字節(jié)，為CRC-32序列，保護(hù)GFP凈荷信息域的內(nèi)容；pFCS是否存在由PFI域指示；pFCS采用CRC-32生成的多項(xiàng)式G(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1，對(duì)GFP的凈荷信息域進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算。GFP目錄結(jié)構(gòu)GFP綜述GFP基本結(jié)構(gòu)GFP幀的邊界確定GFP-F封裝GFP-T封裝FCS校驗(yàn)處理GFP

20、異常處理GFP應(yīng)用GFP客戶信號(hào)失效指示當(dāng)源端檢測到客戶信號(hào)丟失或客戶信號(hào)同步字符丟失，發(fā)送客戶管理幀PTI=100UPI=h01 (loss of client signal)UPI=h02(loss of client character synchronization )每100ms1000ms發(fā)送一次 當(dāng)宿端接收到客戶管理幀時(shí)，上報(bào)CSF(Client Signal Fail)CSF撤銷條件N x 1000ms內(nèi)沒有繼續(xù)接收到CSF幀接收到有效的客戶數(shù)據(jù)幀接收到DCI幀(PTI=100,UPI=h03)GFP客戶鏈路故障狀態(tài)指示GFP客戶鏈路故障狀態(tài)指示檢測到RFI(client remote fault indication )，發(fā)送RDI檢測到LFI(client local fault indication )，發(fā)送FDI每100ms1000ms發(fā)送一次PTI=100UPI=h04 (FDI)UPI=h05(RDI) 當(dāng)宿端接收到FDI/RDI時(shí)，將信息傳遞到near-end client signal sink(RDI :NE D /FDI :NE A)撤銷條件N x 1000ms內(nèi)沒有繼續(xù)接收到FDI/RDI幀接收到有效的客戶數(shù)據(jù)幀接收到DCI幀(PTI=100,UPI=h03)GFP客戶鏈路故障狀態(tài)指示GFP客戶鏈路故障狀