链路层发现协议（LLDP）技术要求

1链路层发现协议(LLDP)技术要求本文件规定了链路层发现协议(LLDP)技术要求，包括LDP总体需求和架构、LDP技术要求、设备和管控系统支持LLDP功能要求，支持LLDP的设备接口规范等。本文件适用于IP设备、基站设备、交换机设备、传输设备等支持以太网接口的网络设备支持网络设备采用LLDP协议实现拓扑自动发现并交互各自的系统及配置信息。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件，不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEEE802-2001局域网和城域网的IEEE标准：概述和体系结构(IEEEStandarandMetropolitnAreaNetworks:OverviewandArchitectIEEE802.1AB-2016局域网和城域网-站点和媒体访问控制连通性发现(Localandmetropolitanareanetworks-StationandMediaAccessControlConIEEE802.3-2012以太网网络协议，描述物理层和数据链路层的MAC子层的实现方法，在多种物理媒体上以多种速率采用CSMA/CD访问方式，对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展(AcollectionofIEEEstandardsdefiningaccesscontrol0MAC)sublayerofthedatalinklayer,ofwiredEthernet)metropolitanareanetworks-MediaAccessControl0UAC)BridgesandIETFRFC1812IP版本4路由器要求(RequirementsforIPVersion4RoutersIETFRFC2011使用SMIv2的互联网协议的SNMPV2管理信息库(SNMPv2ManagementInformationBasefortheIntemetProtocolusiManagedObjectsforIEEE802.3RepeaterDevicesIETFRFC2670关于MCNSDOCSIS兼容RF接口的RFInterfaceManagementInformationBaseforMCNS/DOCSIScompliantRFManagementInformationBaseforDOCsiSCompliantCableModIETFRFC2674具有流量类别、组播过滤和虚拟局域网扩展的网桥管理对象的定义(DefinitionsofManagedObjcctsforBridgeswithTrafficClasses,MulticastFiheringIETFRFC2863接口组MIB(TheInterfacesGroupMIB)2IETFRFC3046DHCP中继代理信息选项(DHCPRelayAgentInformationOption)3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。下列缩略语适用于本文件。LIDP链路层发现协议LinkLayerDiscoveryProtocol管理信息库最大传输单元SNAP子网访问协议SubnetworkAccessProtocolTLV类型、长度、值Type、Length、Value5LLDP总体需求和架构网络设备的种类繁多，设备的数量也越来越庞大。随着网络规模的不断扩大，网络组网越来越复杂，网络智能化管理需要简单、便捷的方式快速实现拓扑的自动发现。尤其是在跨不同厂家设备、不同专业设备故障定界定位及事故恢复时，由于无法获取准确的网络拓扑，导致需要长时间资源核查，包括设备、板卡、端口等相关信息，有时甚至需要到现场排查产品链路连接。单域内(如无线/数通/传送/接入等)的网络拓扑通常由单域内的管控系统及私有的一些方案实现拓扑的自动发现和生成，跨域、跨厂家、跨专业拓扑的自动发现一直是网络拓扑发现的一个难题LLDP协议是IEEE802.1AB制定的以太网链路发现协议，通过LLDP协议可发现对接设备间的二层链路互连关系，并对应到相关的物理连接接口信息。本文件制定统一的协议标准来获取设备互连的相关信息，快速实现拓扑发现基于LDP协议的跨域拓扑发现的总体架构如图1示例，单域内拓扑由各域管控系统提供(推荐域内拓扑发现也采用LLDP协议),跨域设备的拓扑连接关系主要通过LLDP协议获取。通过多域网络管控系统，采集单域拓扑信息，并通过跨域连接信息将各域拓扑拼接，生成端到端网络拓扑3多域管控系统多域管控系统③单域管控系统①LLDP/拓扑数据③单域管控系统①③单域管控系统图1基于LLDP跨域拓扑自动发现网络架构示例拓扑采集过程如下：a)设备LDP数据生设备开启LDP协议，待设备间LLDP交互稳定后，生成LLDP二层连接数据；b)单域内LLDP数据采集设备间LLDP交互稳定后，各域管控系统通过南向接口(图1中接口②)轮询或设备主动上报的方式，获取对应域内的LLDP数据；c)跨域LIDP数据采集：多域网络管控系统基于各域管控系统北向接口(图1中接口d)端到端拓扑生成：多域网络管控系统利用采集的单域拓扑和LLDP跨域连接数据，拼接各个域的拓扑，完成整网拓扑6LLDP技术要求LLDP协议是IEEE802.1AB标准中定义的二层发现协议，它提供了一种标准的链路层发现方式，可将本端设备的主要能力、管理地址、设备标识、接口标识等信息组织成不同的TV.并封装在UDPDU中发布给与自己直连的邻居，邻居收到这些信息后将其以标准MIB的形式保存起来，以供网络管理系统查询及判断链路的通信状况。LLDP是一个信息发现与通告协议，LLDP的实体中维护了两个MIB库，一个localsystemMIB,用于维护本地相关设备MIB信息，一个remotesystemMIB,用于维护远端设备MIB信息LLDP能够准确发现网络中的设备有哪些接口，以及设备之间连接的具体信息，这些详细4信息能够帮助用户在网络发生故障的时候快速进行故障定位。LLDP链路发现的过程如图2所示。①图2LLDP链路发现过程示意图如上图2所示，以交换机为例，Suitch-A和Switch-B的LLDP邻居发现过程如下a)Switch-A通过LDP报文向Switch-B发送本地的状态信息；b)Switch-B分析接收到的LLDP报文并存储到本地设备的远端MIB数据库中，以备管控系统提取拓扑信息；c)同样，Switch-B也将自己的状态信息发送给Switch-A,Switch-A分析接收到的LLDP报文并将分析结果存储到远端MIB数据库中以备管控系统提取；d)Switch-A和Switch-B发现邻居信息变化后，通知管控系统，管控系统通过南向接口②从Switch-A和Switch-B提取本地信息和邻居信息并进行拓扑分析，最终发现整网的拓扑结构。6.2LLDP工作模式LLDP有四种工作模式：TxRx模式，既发送也接收LDP报文；Tx模式，只发送不接收LDP报文；Rx模式，只接收不发送LLDP报文；Disable模式，既不发送也不接收LIDP报文。设备端口应支持上述工作摸式可配置，应支持TxRx模式和Disable模式，可选支持Tx模当端口的LDP工作模式发生变化时，端口将对协议状态机进行初始化操作。为了避免端口工作模式频繁改变而导致端口不断执行初始化操作，应可配置端口初始化延迟时间，当端口工作模式改变时延迟一段时间再执行初始化操作当端口工作在TxRx或Tx模式时，设备默认以30秒周期性地向邻居设备发送LLDP报文。如果设备的本地配置发生变化则立即发送LLDP报文，以将本地信息的变化情况尽快通知给邻居设备。但为了防止本地信息的频繁变化而引起LLDP报文的大量发送，每发送一个LLDP报文后都需延迟一段时间(默认2秒)再继续发送下一个报文。当设备端口的工作模式由Disable模式或Rx模式切换为TxRx模式或Tx模式，或者发现了新的邻居设备(即收到一个新的LLDP报文且本地尚未保存发送该报文设备的信息)时，该设备将自动启用快速发送机制，即将LLDP报文的发送周期缩短为1秒，并连续发送指定数量的LLDP报文后再恢复为正常的发送周期。当端口工作在TxRx或Rx模式时，设备会对收到的LLDP报文及其携带的TLV进行有效性检5查，通过检查后再将邻居信息保存到本地，并根据ITLTLV中TTL的值来设置邻居信息在本地设备上的老化时间，若该值为零，则立刻老化该邻居信息。(snooping)。终端模式收到LLDP报文，并中止报文的传输snooping模式仅识别收到的LDP报文，但仍将该报文透明传输给下一端设备(可选支持)封装了LDP数据单元LLDPDU的以太网报文称为LLDP报文。IEEE802.1AB定义的封装格式有两种：EthernetII和SNAP,本文件推荐采用EthernetII封装格式，该封装格式的LLDP报文结构如图3所示。其中，DestinationMACaddress表示目的MAC地址，LDP报文中该地址为固定的组播MAC地址：SourceMACaddress表示源MAC地址，为接口MAC地址或设备桥MAC地址(如果有接口地址则使用接口MAC地址，否则使用设备桥MAC地址):Type表示报文类型，LLDP报文中该类型为0x88CC;LDPDU表示LLDP数据单元，是LLDP信息交换的主体：FCS表示帧检验序列。LLDPDU称作LLDP协议数据单元，本设备不同种类的信息被封装成TLV格式，若干个TLV组合成一个LDPDU,并封装在LLDP报文的数据部分向邻居传送。LLDPDU包含了多种不同的TLV.通过这些不同的TLV来传输或者接收自己和邻近设备的状态信息每个LLDPDU固定以ChasisT0ILY、PortIDTLV和TinetoLiveTLV开始，这三个TLV为必选的TLV。其他均为可选TLY,可以由设备自行定义是否包含在LLDPDU中。如图4所示，标注0ptionalTLV为可选TLV,其他为必选πV图4LLDPDU报文结构TLY是组成LDPDU的基本单元，标识一个对象的类型、长度和值的单元。每一个TLV代表一个信息。如图5所示：6其中，TLVType表示TLV的类型，它占7个bits,可定义128中不同类型的TLV:每个TLV的类型值不同，比如EndofLDPDUTLV的类型值为0,ChassisIDTLV的类型值为1等string字段的长度，最大不超过511bytes;TLVinformationstring表示TLV的内容，其中第一个字节是指此TLV的子类型，剩余的字节为TLV真正的值。组织定义的TLV帧格式如下图6所示，其中0UI为对应组织标识，用于特定组织自定义图60rganizationallySpccificTLVs的组成格式组织定义的信息字符串字段的实际格式是组织特定的，并且可以包含一个或多个与其相关联的字段类型标识符和字段长度指示符的信息字段，类似于管理地址TLV中的信息字段LDP可以封装的TLV类型包括基本TILV、组织定义的TLV.组织定义TLV是由标准组织定义的TLY,主要包括IEE802.1组织定义的TLV和IEEE802.3组织定义的TLV,用于增强对网络设备的管理，可根据实际需要配置是否在UDPDU中发送。6.3.4.2基本TLV已经定义的基本TLV有9个，如表1所示。0172发MEDTLV时，内容为端口的MAC地址，没有端口MAC时使用桥MAC.34567ManagementAddressT8OrganizationalySpecifc6.3.4.3组织扩展TLV除了基本TLV外，相关的标准组织/公司定义了扩展ILV,目前标准组织定义的扩展TLV包括：IEEE802.1组织扩展TLV如表2所示，IEEE802.1目前定义了7个扩展TLV;IEEF802.3组织扩展TLV如表3所示，IEEE802.3目前定义了4个扩展TLV.表2IEEE802.1组织扩展T标流据定012345670182端口的供电能力，比如是否支持PoE347设备和管控系统支持LLDP功能要求7.1设备功能要求对于基本TLV,需支持接收和解析协议中所规定的subType类型信息。以PORTIDTLV为例，协议中包含1-7七种子类型定义。若某产品在LLDP数据处理中，只支持接收和解析subType为5(对应类型为InterfaceName)TLV,其他subType则丢弃，后续在和其他设备做LLDP对接时，如果其他设备发送的为非类型5的PORTIDTLV,将无法获取互连对端设备的端口信息具体信息如下：a)支持设置以下LLDP协议工作模式：1)TxRx;既发送也接收UDP帧；2)Tx:只发送不接收UDP帧；3)Rx:只接收不发送LDP帧：4)Disable,既不发送也不接收LLDP报文。b)设备应支持TxRx模式和Disable模式，可选支持Tx模式、Rx模式：c)当对端设备可信时，如对端为城域网路由器、基站等运营商自有设备时，建议配置为TxRx模式，当对端设备不可信时，如对端设备为用户设备时，可配置为Rx模式d)支持设置全局LLDP协议使能，支持通过网管或者命令行方式去使能LLDP协议(可e)应支持针对特定端口使能/去使能DDP协议：f)对于LDP协议中的安全相关TLV信息应支持配置是否发布；@发布是指LLDP报文携带的TLV信息是否发送给对，在某些安全要求比较高的场景，如管理IP等信息不希望发送给对端，需要支持TLV可配置的功能：h)支持设置LDP协议报文发送间隔，默认为30秒：i)延迟间隔是指向对端设备发送LDP报文的最小间隔时间，为了防止参数频繁变化导致发送报文频率过高，可以通过报文发送延迟时间来抑制j)支持LDP信息的老化和更新，默认LLDP老化时间为发送间隔的4倍，应支持时间间隔可配置；k)老化是指对端设备超过老化时间未接收到的本端LLDP信息时，则对端认为与本端的UDP交互已经中断，清除相应的LDP信息：91)当本地端口和远端设备端口状态变更时，应支持刷新端口的LDP信息，并向管控系统上报事件m)端口状态的变更包括端口的添加、删除、端口SHUTDOWN等：n)当端口所在的接口卡(板)发生故障、插拔和主备倒换时，应支持刷新相关端口的LLDP信息，并向管控系统上报事件：o)支持设置LLDP变更事件的延迟上报机制(可选):p)延迟上报是指当产生一个UDP事件后，延迟某个时间周期上报管控系统，若端口连接状态恢复到上报前，则不再向管控系统上报此LLDP事件；9)支持配置LLDP变更事件是否上报；r)支持LDP报文的防攻击机制，当对端大量发送LLDP报文时，提供LDP报文的过滤、丢弃等机制，并上报告警(可选)。7.2管控系统支持LLDP功能要求本节描述管控系统支持LLDP的功能要求，由于各域实现不同，本文件仅对功能进行规定。具体要求如下：a)支持批量设置设备的LLDP配置；b)支持批量读取全网设备的LIDP数据；c)支持接收设备上报的LLDP数据；d)支持手工导出全网设备的LLDP数据；e)支持定时自动生成全网设备的LLDP数据，并通过北向接口上报。8支持LLDP的设备接口规范8.1LLDP接口内容设备应支持的LLDPTLV能力以及默认发布的TLV要求包括：基本TLV:设备应支持的基本TLV能力以及默认发布的TLV要求如表4所示。/可选支持(W/0)布(Y/N/0)0束0MY1MMY2LLDPDU发送端MMY3邻居设备上的MMY报文发送间隔的4倍，4以太网端口的0MY50MY60MY7能以及有哪些0MY80MN00NIEEE802.1组织扩展TLY:设备应支持的IEEE802.1组织扩展TLV能力型布(V/N)0100N200N3口VLAN的名称00N400N500N600N700NIEEE802.3组织扩展TLV;设备应支持的IEEE802.3组织扩展型须/可选支持(W/0)01端口的速率和双工状态、0MN200N300N400N8.2LLDP字段内容定义ChassisID字段用于描述设备的标识信息，ChassisID包含subtype及内容。帧格式如下图7所示：图7ChassisIDTLV的组成格式ChassisID为产品的唯一标识，其子类型设置应符合表7要求，其值最大长度为255字01walueof"chassis(30'(TETFRFC27234567建议ChassisID子类型默认设置为“MACaddress”类型(对应subtype为设备MAC地址，产品需支持接收和解析ChassisID的所有子类型。填写规则：设备MAC地址PortID字段用于描述端口的标识信息，如下图8所示，PortID包含subtype及内容。PortID为端口唯一标识，其子类型设置应符合下表8的要求，其值最大长度为255。0123wACaddress(IEEEStd802-204567接口名称，采用“接口类型端口号”格式描述，产品需支持接收和解析PortID的所有子类填写规则：接口类型端口号(3)PortDeser端口描述用于描述端口的相关信息。帧格式如下图9所示填写规则：接口名，接口光电属性，端口状态等TTL字段用于描述LLDP报文的老化时间，表示接收信息的设备保存此邻居信息的时间即信息的有效时间，超时后信息将被老化，如下图10所示。TTL老化时间为LDP报文发送图10TimeToLiveTLV的组成格式立刻清除对端端口信息。当端口shutdoun时，发送LLDP报文时将TTL设为0,此时对端接收到此报文后则立即将对应的端口信息清除系统名称为设备名称的描述。帧格式如下图11所示；系统名称字段为对应的设备名称(非设备类型),最大长度为255字符填写规则：至少应顺序包括设备类型，站点名称，不同信息之间用“,”分隔系统描述用于描述系统的基本信息。帧格式如下图12所示图12SystemDesoriptionTLV的组成系统描述字段内容为对应的设备描述信息，最大长度为255字节。填写规则：至少应顺序包括厂家名称，设备型号等信息，不同信息之间用“,”分隔，软件版本等其他信息可选。系统能力用于描述系统支持的能力，以及使能的能力，在LLDP