多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù)在全光互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)的Qos路由機(jī)構(gòu)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。可以利用額外的偏置時(shí)間來支持優(yōu)先級(jí)和Qos(即達(dá)到公平性)，而不需要中間節(jié)點(diǎn)上的緩存。

◆有一種方法就是自適應(yīng)路由和優(yōu)先級(jí)技術(shù)。在OBS中一個(gè)主要的設(shè)計(jì)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(yīng)路由和/或分配優(yōu)先級(jí)的方法來減少突發(fā)分組丟失的概率。

4、結(jié)束語

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(chǔ)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、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(yīng)用前景。

圖1 MPLmS網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及標(biāo)簽交換過程

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

實(shí)際上最初MPLS的標(biāo)簽交換的目的是運(yùn)行第二層的快速轉(zhuǎn)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(zhǎng)標(biāo)簽在本質(zhì)上是運(yùn)行第一層(如光層)轉(zhuǎn)發(fā)來處理第三層的數(shù)據(jù)流。尤其是在MPLmS標(biāo)簽和WDM波長(zhǎng)通道之間，允許使用MPLmS信令來建立光路徑通道。例如，一個(gè)在對(duì)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，稱為波長(zhǎng)LSP等。下面我們看看MPLmS的網(wǎng)絡(luò)模型：

MPLmS應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)模型圖2所示。支持標(biāo)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通過光鏈路相互連接而成。OXC由光層面的交叉連接設(shè)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(diǎn)交換需要進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，在電域進(jìn)行。隨著光開關(guān)和可調(diào)諧激光器等技術(shù)的進(jìn)步，將來它可以實(shí)現(xiàn)全光交換。控制平面使用基于IP的協(xié)議和信令進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的可達(dá)性檢測(cè)、控制建立和維護(hù)端到端的光通路。

圖2 MPLmS的網(wǎng)絡(luò)模型

在MPLmS中，波長(zhǎng)標(biāo)簽可以由上游節(jié)點(diǎn)提出，由下游節(jié)點(diǎn)認(rèn)可后使用，用于在某些特定的光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備區(qū)域中建立LSP。傳統(tǒng)意義的LSP是單向的，為了適應(yīng)光網(wǎng)絡(luò)的需要，MPLmS支持雙向的LSP，以簡(jiǎn)化倒換過程、減少建立LSP的延時(shí)和維護(hù)開銷。 該標(biāo)簽請(qǐng)求支持建立LSP需要的通信參數(shù)，包括鏈路保護(hù)、鏈路編碼、LSP凈荷等。通過標(biāo)簽請(qǐng)求可提出鏈路保護(hù)類型要求(1+1或1：N)。鏈路的保護(hù)能力通過路由協(xié)議發(fā)布，以供路由選擇時(shí)使用。標(biāo)簽請(qǐng)求消息還攜帶LSP鏈路編碼參數(shù)，稱為L(zhǎng)SP編碼類型(SDH/SONET/Gage)。圖3是標(biāo)簽請(qǐng)求(通用標(biāo)簽請(qǐng)求)TLV(類型/長(zhǎng)度/值)結(jié)構(gòu)(以CR-LDP為例)。

LPT：鏈路保護(hù)類型，8比特，0表示沒有鏈路保護(hù)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(zhǎng)、波帶等類型。

G-PID：通用凈荷標(biāo)識(shí)，表示LSP運(yùn)載的凈荷類型，使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)凈荷類型，由入節(jié)點(diǎn)設(shè)置，供出節(jié)點(diǎn)使用，中間節(jié)點(diǎn)僅進(jìn)行透明傳送。

圖3 標(biāo)簽請(qǐng)求(通用標(biāo)簽請(qǐng)求)TLV結(jié)構(gòu)

為了支持光網(wǎng)絡(luò)的傳輸環(huán)境，MPLmS標(biāo)簽應(yīng)該支持對(duì)光纖、波帶、波長(zhǎng)甚至?xí)r隙的標(biāo)識(shí)。不同的應(yīng)用環(huán)境下標(biāo)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(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)收到標(biāo)簽請(qǐng)求的鏈路，僅在鄰接的節(jié)點(diǎn)間具有本地效力。標(biāo)簽的長(zhǎng)度和格式根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境而不同。比如在波長(zhǎng)標(biāo)簽交換應(yīng)用中，端口/波長(zhǎng)標(biāo)簽為32比特，表示使用的光纖或端口或波長(zhǎng)，與傳統(tǒng)標(biāo)簽不同的是沒有實(shí)驗(yàn)比特、標(biāo)簽棧底標(biāo)簽和TTL等域，但它與傳統(tǒng)標(biāo)簽一樣，僅在鄰接節(jié)點(diǎn)間具有本地效力。標(biāo)簽值可以通過人工指配或由協(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。通過光波分復(fù)用以及波長(zhǎng)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(biāo)簽交換及其相關(guān)協(xié)議的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，以MPLS技術(shù)提高光網(wǎng)絡(luò)的靈活性、生存能力并實(shí)現(xiàn)流量工程。

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

所謂全光標(biāo)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(biāo)簽技術(shù)。目前關(guān)于光標(biāo)簽頭和光分組的復(fù)用技術(shù)主要是利用副載波復(fù)用SCM技術(shù)實(shí)現(xiàn)。如圖5所示它將副載波復(fù)用光頭粘在每個(gè)分組上，即標(biāo)簽頭采用與分組凈荷傳輸所用的波長(zhǎng)相同的波長(zhǎng)的帶內(nèi)方式，但是為了有效利用帶寬，使用帶外調(diào)制來轉(zhuǎn)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(fù)用在同一個(gè)波長(zhǎng)上，但數(shù)據(jù)是調(diào)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(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(biāo)簽的隨路和共路復(fù)用方式-副載波復(fù)用SCM

OLPS光標(biāo)簽分組交換技術(shù)將目前普遍接納的IP尋址、標(biāo)簽交換與光波長(zhǎng)交換技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來。采用標(biāo)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)。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)分組交換字節(jié)結(jié)構(gòu)避免了同期到達(dá)的去往同一目的地的數(shù)據(jù)包對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)問題，改善了端對(duì)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(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類(FEC)分配的過程，改善了選路的性能和成本，從而實(shí)現(xiàn)了快速有效地分組轉(zhuǎn)發(fā)。

OLPS網(wǎng)由光標(biāo)簽邊緣路由交換機(jī)OLER和光標(biāo)簽核心路由交換機(jī)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(biāo)簽，當(dāng)在OLPS網(wǎng)絡(luò)中時(shí)時(shí)光虛道路標(biāo)識(shí)OVPI)。這種對(duì)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(jī)的結(jié)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(jī)，以便使分組轉(zhuǎn)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(qū)動(dòng)和控制驅(qū)動(dòng)兩種：1)流驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)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(gè)包一個(gè)包地進(jìn)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(qū)動(dòng)MLM是由路由更新激發(fā)地址映射。控制驅(qū)動(dòng)意味著每一次映射要么是諸如IP包的路由信息報(bào)文驅(qū)動(dòng)的，要么就是由路由器或IP RSVP包控制報(bào)文來驅(qū)動(dòng)的。相關(guān)的一些公司如Cisco(Tag Switching)、Asend(IP Navigator)和IBM(ARIS)均開發(fā)了此類技術(shù)以滿足骨干網(wǎng)絡(luò)的要求。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中必須遵循現(xiàn)在已經(jīng)被工人是未來發(fā)展方向的一種優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)原則。