浅谈ip与id

通信人丨晴天

    浅谈IP与ID
本文将对华为光网络设备中网元ID和网元IP的做一个整体介绍，主要阐述了网元ID和网元IP的定义、组成部分、应用等。
1         概述
1.1        网元ID
网元之间的ECC通信是通过ID地址识别进行的，所以每个网元必须有一个独立的标识符ID。 另外网管在界面/数据库中标识不同的网元时也采用网元ID，作为检索的关键字标志网络中每个网元。ID有两部分组成：基础ID和扩展ID。基础ID一样的两个网元如果扩展ID不一样，那么这两个网元的ID也是不同的。
在OptiX 设备中我们规定，网元ID为24bit的二进制数，即三个字节。ID的低16位为基础ID，ID的高8位是扩展ID（缺省为9），又称为子网号（subnet），可以用它来标识不同的子网。完整的ID组成如下：

当扩展ID=9时，我们常说的ID=基础ID（十进制）=A×256＋B；
当扩展ID≠9，如扩展ID＝8，则对应ID＝8×256×256＋A×256＋B；
1.1.1       硬件ID
一般可以通过主控板板上的拨码开关（又称为硬件ID）或通过命令（又称为软件ID）设置网元的ID。
华为OptiX系列的OptiX 155A、OptiX 155S、OptiX 155/622H(Metro1000) 、OptiX 155/622(Metro2050) 、OptiX 2500、OptiX Metro 3100、OptiX 2500+(Metro3000) 、OptiX 10G(Metro5000) 、OptiX BWS 320G、OptiX BWS 1600G等设备可通过主控板的拨码开关来设置网元的基础ID。网元的扩展ID一般默认为9，可以通过软件命令修改。主控板上低8位拨码开关示意如下图所示，其中拨ON为1，拨OFF为0：

在命令行中，登录网元或命令行命令中跟在“#”后的是十进制网元ID，主机软件下载时使用的是十六进制网元ID。如：
#23:login:1,"nesoft";
表示登录ID为“23”的网元。
返回提示符信息为：
#23:szhw>
1.1.2       软件ID
目前华为OptiX 系列部分产品以及后续开发的设备也将陆续支持通过软件命令设置网元的ID（包含基础ID和扩展ID），即主控板上没有ID拨码开关，通过软件来设置网元的ID。
支持的产品包括：OptiX Metro 100、OptiX Metro 500、OptiX Metro 200、OptiX 155/622H(Metro1000)、OptiX Metro 1050、OptiX OSN 2000、OptiX 10G(Metro5000)、OptiX OSN 9500、OptiX OSN 7500、OptiX OSN 3500、OptiX OSN 2500、OptiX OSN 1500、OptiX Metro 6040、OptiX Metro6100等。
1.2        扩展ID
1.2.1       扩展ID的应用场合
在比较复杂的组网中，由于各方面的原因，有时会出现不同站点有相同ID拨码的情况。比如在网络扩容或统一网管工程中，新发货设备的ID拨码和网上运行设备ID拨码重复或者不同子网间网元ID拨码的重复。而统一网管的实现又要求网元ID不能冲突，以前维护人员只能跑到各个站点通过拨ID拨码开关重新设置网元ID。若整改工程浩大，则相应的工作量也会增加，而且在主控板拔出过程中可能会带来网络的不稳定。现在通用的解决方案是采用更改扩展ID的方式，在网管上就可以通过软件重新设置。OptiX 网元缺省的扩展ID是9，现在只须将ID重复的两个网元中一个的扩展ID改掉，在网管中就可以区分这两个网元，而不再需要拨主控板上的ID拨码开关了。
1.2.2       扩展ID使用中的注意事项
主机软件和网管支持扩展ID后，给我们的工作带来了极大的方便。但网元的ID设置是有规范的，不能随意设置。一般情况下，网元的扩展ID也不要随意改动，请使用默认值“9”。除非在统一网管或网络扩容中，由于重设拨码ID工作量太大，或实际网元数已超出了拨码开关的表示范围，则可以使用扩展ID。另外，最好不要同一子网内的网元有不同的子网号。如0中，网元A、B、C、D的子网号应相同。
在实际运用中，网元IP与ID的关系及其使用范围，应该有一个比较清楚的概念，什么时候是IP地址，什么时候是网元ID，不要混淆。
1.3        IP地址
IP地址是网元用于TCP/IP通信的，因此只有在参与TCP/IP通信时IP地址才有效，也就是说，一般只有网关网元才需要设置IP地址。IP地址不能用于唯一标识网元。不处于同一TCP/IP网络的网元可以有相同的IP地址，而且一个网元可以有多个IP地址( 如拨号网络的IP，Ethernet口的IP等)。对网关网元来说，需要使用到的IP地址有：网元IP、网关IP、子网掩码等。
1.3.1       网关网元的IP地址
从本质来说，ID与IP无任何关系，ID与IP都可以独立设置。但IP地址被缺省地设置为与ID保持一致，则IP缺省为129.9.A.B。如果人工设置IP地址后，ID的改变将不再影响IP地址。如果取消人工设置的IP地址后，IP将跟随ID改变。IP的设置/查询命令为：cm-set-ip/cm-get-ip。举例如下：
:cm-get-ip;
:cm-set-ip:129.8.0.1;
设置网元IP地址后，主控软件会自动复位，并使用新的IP地址。如果参数为0，则表示清除设置，IP将变为缺省值（注：部分主机不支持为0的IP设置）。
只有网关网元才需要设置“IP”地址，对非网关网元不推荐进行“IP”设置。人工设置网关网元的“IP”后，建议在文档中进行记录，以免遗忘。如果人工设置的IP地址遗忘，则只能通过非网关网元登录到IP地址遗忘的网元上，通过命令行查询IP地址获得。
1.3.2       网关网元的网关地址
在通过路由器进行TCP/IP通信时，网关网元还应设置网关（gateway）的IP，以使得网元能访问远端的网管/网元。网关网元的网关IP一定要与网元的IP设置为同一网段，如果要设置的网关IP地址与网元IP地址不为同一网段，命令行会返回错误。命令行命令为：cm-set-gateway/cm-get-gateway。举例如下：
:cm-get-gateway;
:cm-set-gateway:129.8.1.1;
其中129.8.1.1为与网关网元相连的路由器E0端口的IP地址，需要确保网关IP地址与网元的IP地址处于同一网段。
设置命令下发后，主控软件不自动复位就使用了新的网关地址。如果参数为0 ，则表示清除掉设置，不再使用网关。
1.4        ID与IP的关系
从本质来说，ID与IP无任何关系，ID与IP都可以独立设置。但IP地址被缺省地设置为与ID保持一致，即IP = 0x81000000+ID，也就是说，如果ID为0x090001，则IP缺省为129.9.0.1。如果人工设置IP地址后，ID的改变将不再影响IP地址。如果取消人工设置的IP地址后，IP将跟随ID改变。
1.5        常用的命令
1.5.1       设置/查询网元扩展ID(或子网号)
命令        cm-set-subnet / cm-get-subnet
格式        位置定义，参数个数=1；查询时无参数；
含义        设置网元的子网号/查询网元的子网号
参数        1        子网号        整数，缺省为9
举例        :cm-set-subnet:8;
:cm-get-subnet;
说明        一般情况下，网元的扩展ID不要随意改动，请使用默认值“9”。除非在进行集中网管或网络扩容中，由于重设拨码ID工作量太大，或实际网元数已超出了拨码开关的表示范围，则可以使用扩展ID。即可以在不改变基础ID（主控板上拨码）的情况下，通过设置网元的子网号来改变网元的扩展ID继而改变网元的ID，达到网络中ID不重复的目的。修改网元的子网号后网元会自动复位，并使用新的子网号。
1.5.2       设置/查询网元的IP地址
命令        cm-set-ip /cm-get-ip
格式        位置定义,参数个数=1,参数块重复；查询时无参数
含义        设置网元的IP地址/查询网元的IP地址
方法        使用Navigator软件登陆网元，可使用此命令设置或查询网元的IP地址。
参数        1        IP地址        IP类型，xxx.xxx.xxx.xxx
举例        :cm-set-ip:129.9.0.1;
:cm-get-ip;
说明        为保证网管能顺利的监控到网元，一般情况下只需要设置网关网元的IP地址，其他网元可以使用缺省的IP地址。命令:cm-set-ip: xxx.xxx.xxx.xx;  执行成功后，网元会自动复位，并使用新的IP地址。如果参数为0.0.0.0，则表示清除设置，IP将变为缺省值即跟随ID的改变而改变。人工设置网关网元的“IP”后，建议在文档中进行记录，以免遗忘。
1.5.3       设置/查询网元的网关
命令        cm-set-gateway  / cm-get-gateway
格式        位置定义,参数个数=1,参数块重复；查询时无参数；
含义        设置/查询网元的网关
参数        1        IP地址        IP类型，xxx.xxx.xxx.xxx
举例        :cm-set-gateway:129.8.1.1;
//其中129.8.1.1为与网关网元相连的路由器E0端口的IP地址
:cm-get-gateway;
说明        在DCN网络中，有时网元需要通过路由器才能与网管中心建立联系，因此需要设置网关网元的网关。设置命令下发后，主控软件不自动复位就使用了新的网关地址。如果参数为0.0.0.0 ，则表示清除掉设置，不再使用网关。
设置时需要确保网关IP地址与网元的IP地址处于同一网段，如果要设置的网关IP地址与网元IP地址不为同一网段，命令执行后会返回错误。网元缺省的网关为0.0.0.0，因此在设置网元的网关时需要先检查待设置的网关与网元的IP地址是否在同一个网段，若不在同一个网段，则需要先修改IP地址，然后再修改网元的网关。
1.5.4       设置/查询网元的子网掩码
命令        cm-set-submask / cm-get-submask
格式        位置定义，参数个数=1；查询时无参数；
含义        设置/查询网元的子网掩码。
参数        1        IP地址        IP类型，xxx.xxx.xxx.xxx
举例        :cm-set-submask:255.255.255.0;
:cm-get-submask;
说明        如果:cm-set-submask执行成功，网元会自动复位，使用新的子网掩码。
如果参数为0.0.0.0，则表示清除掉设置，恢复使用默认值255.255.0.0。
1.5.5       设置/查询网元的软件ID
命令        cm-set-neid / cm-get-neid
格式        位置定义，参数个数=1；查询时无参数；
含义        对于支持软件ID的设备，可通过上述命令设置/查询网元的软件ID。
参数        1        网元ID        网元ID，例：0x090001或0x09000a
举例        :cm-set-neid:0x09000a;   //使用16进制表示ID
或:cm-set-neid: 589834;   // 使用10进制表示ID
:cm-get-neid;
备注        设置网元ID是参数可以使用16进制的ID，如0x09000a，也可以使用十进制的ID，如589834，两条命令设置的结果是一样的。上述十六进制ID=0x09000a，对应的十进制值为ID=9×256×256＋0×256＋10=589834
说明        1、网元的默认软件ID值为0xFFFA；
2、网元可设置的ID值范围为0x0001---0xFFF9；0xFFFA为默认值，不可设置；0和0xFFFB---0xFFFF保留；
3、如果网元的IP地址没有设置过，则IP地址跟着软ID值的变化而变化；
4、设置一个新的网元ID后，网元自动复位主机；设置的网元ID和原来的值一样则直接返回，不进行主机复位；
1.6        注意事项
1、 网元基础ID和扩展ID被修改后，主机会自动软复位，复位起来后新设置的ID才会生效；
2、 网元IP被修改后，对于4.0的主机，新设置的IP地址需要在主机复位后才会生效，所以在4.0主机下面，如果需要同时更改网元IP地址和网元ID，可以先设置网元IP再修改网元ID，这样可以减少主机的复位次数；对于5.0主机，网元IP修改后不需要主机复位，直接生效；
3、 网元更换主控板时，必须将新换上的单板的扩展ID及基础ID设置为和老单板的一直，否则将导致业务无法下发，业务中断，也可能发生ECC风暴；
4、 默认情况下，网元IP地址随着网元基础ID进行改变，但不会随着网元的扩展ID进行改变：譬如初始状态下，网元扩展ID为9，基础ID为11，此时主机IP地址为129.9.0.11，当将网元扩展ID改为8，基础ID改为21时，网元的IP地址将为129.9.0.21，而不是129.8.0.21；
1.7        总结
网元ID与IP的正确设置与否与网元的正常登录密切相关。错误设置了网元ID或IP虽然不会直接影响通信业务，但有可能会造成误切换网元后误操作网元的情况发生，进而间接影响了通信业务的正常传送。而且网元ID与IP类的故障常常表现为网元登录异常，从而不能对登录异常网元进行维护和管理，也不能监控该网元上承载的业务。
在日常维护中需要注意检查网元的ID、扩展ID；网关网元的IP地址、子网掩码、网关地址等是否正确设置，若设置异常需立即恢复，以免影响对网元的正常管理。
由于网元ID与IP等设置保存在主控板上，在主控板故障更换时还需要注意：正确设置拨码ID、正确设置扩展ID；对网关网元要正确设置IP地址、子网掩码、网关IP等。
另IP地址的设置和规划要符合TCP/I协议，主要有以下两条：
1、IP地址与掩码相“与”后得到的HOST主机地址不能为“0”，也不能为“全1”；
2、一些特殊地址是TCP/IP协议的保留地址，不能使用。如网段255.255.255.224作为TCP/IP保留网段；“127”开头的IP地址也不能使用。
如以下IP地址的设置是非法的：
IP地址        掩码        IP地址与掩码相与后的结果
132.37.0.16        255.255.255.240        HOST地址为“0”
132.9.9.255        255.255.255.0        HOST地址为“全1”