多協(xié)議標簽交換技術在全光互聯(lián)網中的應用
◆另外一個Qos方案就是業(yè)務提供商可以在部分網絡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(jù)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(shù)據(jù)從接入邊界路由器路由到合適的出口邊界路由器??梢岳妙~外的偏置時間來支持優(yōu)先級和Qos(即達到公平性),而不需要中間節(jié)點上的緩存。
◆有一種方法就是自適應路由和優(yōu)先級技術。在OBS中一個主要的設計問題就是如何減少突發(fā)分組丟失的概率,在沒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)先級的方法來減少突發(fā)分組丟失的概率。
4、結束語
下一代網絡NGN是一個以軟交換為中心,以智能的OTN為基礎的傳送光網絡。目前ITU-T提出的ASON具有大容量光交換能力和網絡拓撲結構自動發(fā)現(xiàn)、端到端光電路配置、帶寬動態(tài)分配等功能,是一種新的全光互聯(lián)網解決方案,具有很大的應用前景。
MPLmS把MPLS標簽交換的基本概念應用到了光域,采用光波長作為交換的標簽,將第三層路由轉發(fā)與第一層(光層)的光交換進行了無縫融合,利用波長來尋找路由,并標識所建立的光通路,為上層業(yè)務提供快速的波長交換通道。光網絡節(jié)點被看作是MPLS設備,MPLmS光網絡的邊緣采用標簽棧,它將更小的電MPLS設備節(jié)點的LSP整合進更大的波長LSP中。MPLmS域的中間節(jié)點在數(shù)據(jù)傳輸過程中不再運行任何電的標簽處理,并且只有有限個標簽處理操作在光域上實現(xiàn)。利用這些功能,波長標簽方案將MPLS的控制平面粘貼到光波長路由交換機/光交叉連接設備的上層,并將它看作是具有MPLS能力的節(jié)點,即光波長交換路由器(O-LSR)節(jié)點。
實際上最初MPLS的標簽交換的目的是運行第二層的快速轉發(fā)來處理第三層的數(shù)據(jù)流,人們延伸了這種想法,波長標簽在本質上是運行第一層(如光層)轉發(fā)來處理第三層的數(shù)據(jù)流。尤其是在MPLmS標簽和WDM波長通道之間,允許使用MPLmS信令來建立光路徑通道。例如,一個在對等MPLS O-LSR之間的端到端的光路徑等價于一個粗粒度的LSP,稱為波長LSP等。下面我們看看MPLmS的網絡模型:
MPLmS應用的網絡模型圖2所示。支持標簽交換的IP路由器(LSR)連接光核心網絡,光網絡由若干OXC通過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(shù)據(jù)流交換功能,交換由可配置的交叉連接表控制。目前,OXC節(jié)點交換需要進行光電轉換,在電域進行。隨著光開關和可調諧激光器等技術的進步,將來它可以實現(xiàn)全光交換。控制平面使用基于IP的協(xié)議和信令進行節(jié)點的可達性檢測、控制建立和維護端到端的光通路。
圖2 MPLmS的網絡模型
在MPLmS中,波長標簽可以由上游節(jié)點提出,由下游節(jié)點認可后使用,用于在某些特定的光網絡設備區(qū)域中建立LSP。傳統(tǒng)意義的LSP是單向的,為了適應光網絡的需要,MPLmS支持雙向的LSP,以簡化倒換過程、減少建立LSP的延時和維護開銷。 該標簽請求支持建立LSP需要的通信參數(shù),包括鏈路保護、鏈路編碼、LSP凈荷等。通過標簽請求可提出鏈路保護類型要求(1+1或1:N)。鏈路的保護能力通過路由協(xié)議發(fā)布,以供路由選擇時使用。標簽請求消息還攜帶LSP鏈路編碼參數(shù),稱為LSP編碼類型(SDH/SONET/Gage)。圖3是標簽請求(通用標簽請求)TLV(類型/長度/值)結構(以CR-LDP為例)。
LPT:鏈路保護類型,8比特,0表示沒有鏈路保護要求。
LSP-ENC:LSP編碼類型,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、波帶等類型。
G-PID:通用凈荷標識,表示LSP運載的凈荷類型,使用標準的以太網凈荷類型,由入節(jié)點設置,供出節(jié)點使用,中間節(jié)點僅進行透明傳送。
圖3 標簽請求(通用標簽請求)TLV結構
為了支持光網絡的傳輸環(huán)境,MPLmS標簽應該支持對光纖、波帶、波長甚至時隙的標識。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(jié)點間具有本地效力。標簽的長度和格式根據(jù)不同的應用環(huán)境而不同。比如在波長標簽交換應用中,端口/波長標簽為32比特,表示使用的光纖或端口或波長,與傳統(tǒng)標簽不同的是沒有實驗比特、標簽棧底標簽和TTL等域,但它與傳統(tǒng)標簽一樣,僅在鄰接節(jié)點間具有本地效力。標簽值可以通過人工指配或由協(xié)議動態(tài)決定。MPLmS概念的提出是MPLS技術發(fā)展的重要里程碑。通過光波分復用以及波長交換技術不僅提高了光傳輸網的容量,而且可以很好地利用標簽交換及其相關協(xié)議的應用經驗,以MPLS技術提高光網絡的靈活性、生存能力并實現(xiàn)流量工程。
3.2 基于全光標簽分組交換(OLPS)的光互聯(lián)網技術
所謂全光標簽分組交換技術就是在光分組信息上利用光技術附加可有效改變光分組交換性能的光標簽技術。目前關于光標簽頭和光分組的復用技術主要是利用副載波復用SCM技術實現(xiàn)。如圖5所示它將副載波復用光頭粘在每個分組上,即標簽頭采用與分組凈荷傳輸所用的波長相同的波長的帶內方式,但是為了有效利用帶寬,使用帶外調制來轉發(fā)分組數(shù)據(jù)。這種方法中數(shù)據(jù)頭和凈荷信息被復用在同一個波長上,但數(shù)據(jù)是調制在基帶上,而包頭信息承載于一個合適的副載波上。這樣克服了傳統(tǒng)分組交換需要承受的光緩存(消除了遲延線的使用)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將目前普遍接納的IP尋址、標簽交換與光波長交換技術有機結合起來。采用標簽交換技術,可發(fā)揮其支持組播(Multicast)、合并(Merge)和約束選路(constraint-based routing)等特點。通過優(yōu)化設計分組交換字節(jié)結構避免了同期到達的去往同一目的地的數(shù)據(jù)包對資源的競爭問題,改善了端對端的時延特性,簡化了路由器入口處處理包頭信息和轉發(fā)等價類(FEC)分配的過程,改善了選路的性能和成本,從而實現(xiàn)了快速有效地分組轉發(fā)。
OLPS網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網絡中時時光虛道路標識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執(zhí)行。按照激發(fā)本地映射的方式的不同,可將MLM分為流驅動和控制驅動兩種:1)流驅動MLM遵循“次選路,全部交換”的方針。只分析數(shù)據(jù)流中開始的一些數(shù)據(jù)包,將持續(xù)期長的數(shù)據(jù)流映射到本地直通連接上,而將持續(xù)期短的數(shù)據(jù)流一個包一個包地進行逐包處理?;谶@種方法的著名的方案就是Toshiba的“元交換路由”方案和由Ipsilon開發(fā)的“P Switch”方案;2)控制驅動MLM是由路由更新激發(fā)地址映射??刂乞寗右馕吨恳淮斡成湟词侵T如IP包的路由信息報文驅動的,要么就是由路由器或IP RSVP包控制報文來驅動的。相關的一些公司如Cisco(Tag Switching)、Asend(IP Navigator)和IBM(ARIS)均開發(fā)了此類技術以滿足骨干網絡的要求。在網絡設計中必須遵循現(xiàn)在已經被工人是未來發(fā)展方向的一種優(yōu)選網絡設計原則,即“高網絡邊緣的智能化,以換取骨干網絡性能的提高”的設計原則。
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