多協(xié)議標簽交換技術(shù)在全光互聯(lián)網(wǎng)中的應用

◆另外一個(gè)Qos方案就是業(yè)務(wù)提供商可以在部分網(wǎng)絡(luò )上提供具有不同可信度的LSP通道。標準的Qos路由機構可以根據他們不同的Qos需求(也就是具有不同的分組丟失率)將這些分組數據從接入邊界路由器路由到合適的出口邊界路由器?？梢岳妙~外的偏置時(shí)間來(lái)支持優(yōu)先級和Qos(即達到公平性)，而不需要中間節點(diǎn)上的緩存。

◆有一種方法就是自適應路由和優(yōu)先級技術(shù)。在OBS中一個(gè)主要的設計問(wèn)題就是如何減少突發(fā)分組丟失的概率，在沒(méi)有或者只有有限的緩存的情況下，可以采用自適應路由和/或分配優(yōu)先級的方法來(lái)減少突發(fā)分組丟失的概率。

4、結束語(yǔ)

下一代網(wǎng)絡(luò )NGN是一個(gè)以軟交換為中心，以智能的OTN為基礎的傳送光網(wǎng)絡(luò )。目前ITU-T提出的ASON具有大容量光交換能力和網(wǎng)絡(luò )拓撲結構自動(dòng)發(fā)現、端到端光電路配置、帶寬動(dòng)態(tài)分配等功能，是一種新的全光互聯(lián)網(wǎng)解決方案，具有很大的應用前景。

圖1 MPLmS網(wǎng)絡(luò )體系結構及標簽交換過(guò)程

MPLmS把MPLS標簽交換的基本概念應用到了光域，采用光波長(cháng)作為交換的標簽，將第三層路由轉發(fā)與第一層(光層)的光交換進(jìn)行了無(wú)縫融合，利用波長(cháng)來(lái)尋找路由，并標識所建立的光通路，為上層業(yè)務(wù)提供快速的波長(cháng)交換通道。光網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)被看作是MPLS設備，MPLmS光網(wǎng)絡(luò )的邊緣采用標簽棧，它將更小的電MPLS設備節點(diǎn)的LSP整合進(jìn)更大的波長(cháng)LSP中。MPLmS域的中間節點(diǎn)在數據傳輸過(guò)程中不再運行任何電的標簽處理，并且只有有限個(gè)標簽處理操作在光域上實(shí)現。利用這些功能，波長(cháng)標簽方案將MPLS的控制平面粘貼到光波長(cháng)路由交換機/光交叉連接設備的上層，并將它看作是具有MPLS能力的節點(diǎn)，即光波長(cháng)交換路由器(O-LSR)節點(diǎn)。

實(shí)際上最初MPLS的標簽交換的目的是運行第二層的快速轉發(fā)來(lái)處理第三層的數據流，人們延伸了這種想法，波長(cháng)標簽在本質(zhì)上是運行第一層(如光層)轉發(fā)來(lái)處理第三層的數據流。尤其是在MPLmS標簽和WDM波長(cháng)通道之間，允許使用MPLmS信令來(lái)建立光路徑通道。例如，一個(gè)在對等MPLS O-LSR之間的端到端的光路徑等價(jià)于一個(gè)粗粒度的LSP，稱(chēng)為波長(cháng)LSP等。下面我們看看MPLmS的網(wǎng)絡(luò )模型：

MPLmS應用的網(wǎng)絡(luò )模型圖2所示。支持標簽交換的IP路由器(LSR)連接光核心網(wǎng)絡(luò )，光網(wǎng)絡(luò )由若干OXC通過(guò)光鏈路相互連接而成。OXC由光層面的交叉連接設備和控制平面組成，具有數據流交換功能，交換由可配置的交叉連接表控制。目前，OXC節點(diǎn)交換需要進(jìn)行光電轉換，在電域進(jìn)行。隨著(zhù)光開(kāi)關(guān)和可調諧激光器等技術(shù)的進(jìn)步，將來(lái)它可以實(shí)現全光交換?？刂破矫媸褂没贗P的協(xié)議和信令進(jìn)行節點(diǎn)的可達性檢測、控制建立和維護端到端的光通路。

圖2 MPLmS的網(wǎng)絡(luò )模型

在MPLmS中，波長(cháng)標簽可以由上游節點(diǎn)提出，由下游節點(diǎn)認可后使用，用于在某些特定的光網(wǎng)絡(luò )設備區域中建立LSP。傳統意義的LSP是單向的，為了適應光網(wǎng)絡(luò )的需要，MPLmS支持雙向的LSP，以簡(jiǎn)化倒換過(guò)程、減少建立LSP的延時(shí)和維護開(kāi)銷(xiāo)。 該標簽請求支持建立LSP需要的通信參數，包括鏈路保護、鏈路編碼、LSP凈荷等。通過(guò)標簽請求可提出鏈路保護類(lèi)型要求(1+1或1：N)。鏈路的保護能力通過(guò)路由協(xié)議發(fā)布，以供路由選擇時(shí)使用。標簽請求消息還攜帶LSP鏈路編碼參數，稱(chēng)為L(cháng)SP編碼類(lèi)型(SDH/SONET/Gage)。圖3是標簽請求(通用標簽請求)TLV(類(lèi)型/長(cháng)度/值)結構(以CR-LDP為例)。

LPT：鏈路保護類(lèi)型，8比特，0表示沒(méi)有鏈路保護要求。

LSP-ENC：LSP編碼類(lèi)型，16比特，定義了OC-n(SONET)、STS-n(SDH)、GigE、10GigE、DS1～DS4、E1～E4、J3、J4、VT以及光波長(cháng)、波帶等類(lèi)型。

G-PID：通用凈荷標識，表示LSP運載的凈荷類(lèi)型，使用標準的以太網(wǎng)凈荷類(lèi)型，由入節點(diǎn)設置，供出節點(diǎn)使用，中間節點(diǎn)僅進(jìn)行透明傳送。

圖3 標簽請求(通用標簽請求)TLV結構

為了支持光網(wǎng)絡(luò )的傳輸環(huán)境，MPLmS標簽應該支持對光纖、波帶、波長(cháng)甚至時(shí)隙的標識。不同的應用環(huán)境下標簽格式不同，以CR-LDP為例的TLV格式圖4所示。

圖4 以CR-LDP為例的TLV格式

鏈路標識符標識收到標簽請求的鏈路，僅在鄰接的節點(diǎn)間具有本地效力。標簽的長(cháng)度和格式根據不同的應用環(huán)境而不同。比如在波長(cháng)標簽交換應用中，端口/波長(cháng)標簽為32比特，表示使用的光纖或端口或波長(cháng)，與傳統標簽不同的是沒(méi)有實(shí)驗比特、標簽棧底標簽和TTL等域，但它與傳統標簽一樣，僅在鄰接節點(diǎn)間具有本地效力。標簽值可以通過(guò)人工指配或由協(xié)議動(dòng)態(tài)決定。MPLmS概念的提出是MPLS技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。通過(guò)光波分復用以及波長(cháng)交換技術(shù)不僅提高了光傳輸網(wǎng)的容量，而且可以很好地利用標簽交換及其相關(guān)協(xié)議的應用經(jīng)驗，以MPLS技術(shù)提高光網(wǎng)絡(luò )的靈活性、生存能力并實(shí)現流量工程。

3.2 基于全光標簽分組交換(OLPS)的光互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

所謂全光標簽分組交換技術(shù)就是在光分組信息上利用光技術(shù)附加可有效改變光分組交換性能的光標簽技術(shù)。目前關(guān)于光標簽頭和光分組的復用技術(shù)主要是利用副載波復用SCM技術(shù)實(shí)現。如圖5所示它將副載波復用光頭粘在每個(gè)分組上，即標簽頭采用與分組凈荷傳輸所用的波長(cháng)相同的波長(cháng)的帶內方式，但是為了有效利用帶寬，使用帶外調制來(lái)轉發(fā)分組數據。這種方法中數據頭和凈荷信息被復用在同一個(gè)波長(cháng)上，但數據是調制在基帶上，而包頭信息承載于一個(gè)合適的副載波上。這樣克服了傳統分組交換需要承受的光緩存(消除了遲延線(xiàn)的使用)和比特同步的限制。

圖5 光標簽的隨路和共路復用方式-副載波復用SCM

OLPS光標簽分組交換技術(shù)將目前普遍接納的IP尋址、標簽交換與光波長(cháng)交換技術(shù)有機結合起來(lái)。采用標簽交換技術(shù)，可發(fā)揮其支持組播(Multicast)、合并(Merge)和約束選路(constraint-based routing)等特點(diǎn)。通過(guò)優(yōu)化設計分組交換字節結構避免了同期到達的去往同一目的地的數據包對資源的競爭問(wèn)題，改善了端對端的時(shí)延特性，簡(jiǎn)化了路由器入口處處理包頭信息和轉發(fā)等價(jià)類(lèi)(FEC)分配的過(guò)程，改善了選路的性能和成本，從而實(shí)現了快速有效地分組轉發(fā)。

OLPS網(wǎng)由光標簽邊緣路由交換機OLER和光標簽核心路由交換機OLSR組成。在MPLS原理中我們提到，的三層地址(IP)地址被映射成第二層地址(即就是標簽，當在OLPS網(wǎng)絡(luò )中時(shí)時(shí)光虛道路標識OVPI)。這種對等的多層映射(MLM)方法將第三層的路由和第二層的交換有機的結合在一起。路由信息被第三層IP選路協(xié)議分發(fā)到相鄰路由交換機，以便使分組轉發(fā)只按照第二層信息來(lái)執行。按照激發(fā)本地映射的方式的不同，可將MLM分為流驅動(dòng)和控制驅動(dòng)兩種：1)流驅動(dòng)MLM遵循“次選路，全部交換”的方針。只分析數據流中開(kāi)始的一些數據包，將持續期長(cháng)的數據流映射到本地直通連接上，而將持續期短的數據流一個(gè)包一個(gè)包地進(jìn)行逐包處理?；谶@種方法的著(zhù)名的方案就是Toshiba的“元交換路由”方案和由Ipsilon開(kāi)發(fā)的“P Switch”方案;2)控制驅動(dòng)MLM是由路由更新激發(fā)地址映射?？刂乞寗?dòng)意味著(zhù)每一次映射要么是諸如IP包的路由信息報文驅動(dòng)的，要么就是由路由器或IP RSVP包控制報文來(lái)驅動(dòng)的。相關(guān)的一些公司如Cisco(Tag Switching)、Asend(IP Navigator)和IBM(ARIS)均開(kāi)發(fā)了此類(lèi)技術(shù)以滿(mǎn)足骨干網(wǎng)絡(luò )的要求。在網(wǎng)絡(luò )設計中必須遵循現在已經(jīng)被工人是未來(lái)發(fā)展方向的一種優(yōu)選網(wǎng)絡(luò )設計原則，即“高網(wǎng)絡(luò )邊緣的智能化，以換取骨干網(wǎng)絡(luò )性能的提高”的設計原則。