ASON路由技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

本文主要討論自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）中的路由技術(shù)。首先介紹了ITU-T關(guān)于ASON路由技術(shù)體系結(jié)構(gòu)和對ASON路由的技術(shù)要求。然后討論了ASON路由技術(shù)與IP網(wǎng)絡(luò)路由的不同之處。接著分析了IETF GMPLS對IP路由協(xié)議的擴(kuò)展，包括OSPF-TE和IS-IS-TE。最后介紹了OIF在NNI路由協(xié)議的方面的進(jìn)展情況。

關(guān)鍵詞：ASON，GMPLS，NNI, 路由

1． 前言
自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）的出現(xiàn)是傳送網(wǎng)發(fā)展的歷史性突破。ASON也稱為智能光網(wǎng)絡(luò)，是一種利用獨(dú)立的控制平面來實施動態(tài)配置連接管理的網(wǎng)絡(luò)。ASON體系結(jié)構(gòu)的核心技術(shù)包括信令協(xié)議，路由協(xié)議和鏈路資源管理等。其中信令協(xié)議用于分布式連接的建立、維護(hù)和拆除等管理；路由協(xié)議為連接的建立提供選路服務(wù)；鏈路資源管理用于鏈路管理，包括控制信道和傳送鏈路的驗證和維護(hù)。
本文主要討論ASON路由技術(shù)，首先介紹ASON路由技術(shù)體系結(jié)構(gòu)，包括ASON路由的技術(shù)要求和路由信息分發(fā)拓?fù)?。然后討論?b>ASON路由技術(shù)與IP網(wǎng)絡(luò)路由的不同之處。接下來介紹了IETF GMPLS對IP路由協(xié)議的擴(kuò)展。最后介紹了OIF在NNI路由協(xié)議的方面的進(jìn)展情況。

2．ASON路由體系結(jié)構(gòu)
ITU-T G.7715定義了在ASON 網(wǎng)絡(luò)中建立SC和SPC 連接選路功能的結(jié)構(gòu)和要求。主要內(nèi)容包括ASON選路結(jié)構(gòu)、路徑選擇、路由屬性、抽象信息和狀態(tài)圖轉(zhuǎn)移等功能組成單元。G.7715的目的是提供一種與協(xié)議無關(guān)的方法，用來描述用于ASON的路由技術(shù)。路由消息是通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)（DCN）進(jìn)行傳送，G.7712規(guī)范了DCN的一種可能的實現(xiàn)方式。為了提供路由服務(wù)，需要事先了解網(wǎng)絡(luò)資源的情況。這些資源可以通過人工配置，也可以是自動發(fā)現(xiàn)。
ASON路由體系結(jié)構(gòu)支持G.8080定義的不同的路由方式，如分級路由，逐跳路由和源路由。這種結(jié)構(gòu)也對路由信息表達(dá)方式的不同進(jìn)行了抽象，如鏈路狀態(tài)，距離向量等。ASON路由體系結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)被分割為多個路由域，并對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行了分配后使用。
(1)基本概念
運(yùn)營商可以基于特定的策略對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分割，分割的依據(jù)可以是地理，管理范圍，技術(shù)等。運(yùn)營商可以將細(xì)分后的網(wǎng)絡(luò)看作是由不同的路由域組成，以便提供路由服務(wù)。路由域提供路由信息的抽象，從而使得路由信息的表示具有可擴(kuò)展性。路由域是通過路由執(zhí)行器（RP）來提供服務(wù)的（如通道計算），路由執(zhí)行器是路由控制器（RC）的聯(lián)盟，每個RP負(fù)責(zé)控制一個路由域。RP在其提供路由服務(wù)的路由域中支持通道計算功能，并與G.8080定義的路由范例一致（源路由、分級路由和逐跳路由）。RP所能支持的通道計算功能是基于路由信息數(shù)據(jù)庫為其提供的信息類型。
路由域可以分級包含，在路由等級中每個路由域與一個獨(dú)立的RP相關(guān)聯(lián)。路由等級中的每一層面可以使用支持不同路由模式的RP。RP的實現(xiàn)可以是基于分布式的路由控制器。RC提供路由服務(wù)接口，即為RP定義的服務(wù)接入點(diǎn)。RC同時負(fù)責(zé)路由信息的協(xié)調(diào)和分發(fā)。RC服務(wù)接口在一個給定層面的NNI參考點(diǎn)提供路由服務(wù)。不同的RC實例由于其提供服務(wù)的組織不同，從而可能受到不同的策略限制。策略的執(zhí)行可以通過不同的機(jī)制，如使用不同的協(xié)議。
RC的實現(xiàn)可以是一組分布式的實體，這一組實體稱為一個路由控制域（RCD）。RCD是一個抽象的實體，它隱藏了路由控制域的內(nèi)部細(xì)節(jié)，而提供與RC分發(fā)接口相同特征的接口。RCD之間交換的路由信息屬性包含了RC分發(fā)接口之間交換的路由信息的共同語義，并允許每個域內(nèi)使用不同的表達(dá)方式。RCD的實現(xiàn)依賴于具體的實施方式。
RA, RP, RC, 和 RCD之間的關(guān)系在圖1中給出。

圖1 RA, RP, RC, 和 RCD之間的關(guān)系
如圖1所示，路由域包含路由域，遞歸的定義了連續(xù)的分層路由等級。一個獨(dú)立的RP與一個路由域相關(guān)聯(lián)。依此類推，RP自身是由分布式的RC來實現(xiàn)的，RC1由RPRA 而來，RC2由RPRA.1 和RPRA.2 而來。可以發(fā)現(xiàn)RCD分發(fā)接口與RC分發(fā)接口的特征是一致的。
(2)路由體系結(jié)構(gòu)和功能部件
路由體系結(jié)構(gòu)包括與協(xié)議無關(guān)的部件如鏈路資源管理器（LRM）和RC，以及與協(xié)議相關(guān)的部件如協(xié)議控制器（PC）。RC處理用于路由的抽象信息。PC依據(jù)信息經(jīng)過的參考點(diǎn)（如E-NNI，I-NNI）處理與協(xié)議相關(guān)的消息，并將路由原語傳遞給RC。圖2給出路由功能部件的一個示例。

圖2 路由功能部件示例
路由控制器（RC）：RC的功能包括與對端RC交換路由信息，并通過對路由信息數(shù)據(jù)包的操作回復(fù)路由查詢（路徑選擇）。RC是與協(xié)議無關(guān)的。
路由信息數(shù)據(jù)庫（RDB）：RDB存儲本地拓?fù)?，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，可達(dá)性和其它通過路由信息交換獲得的信息，以及配置信息。RDB可以包含多個路由域的路由信息。RC可以接入RDB的一個視圖（關(guān)系數(shù)據(jù)庫的專用名詞。視圖是一個虛表，它自己沒有存儲空間，而是從實際存放在數(shù)據(jù)庫中的表中導(dǎo)出的。視圖用法與物理表相同，并可使不同用戶看到同樣數(shù)據(jù)的不同格式，以及利用授權(quán)模式控制用戶對敏感數(shù)據(jù)的存?。?。圖2 的虛線框表示了這種關(guān)系。RDB是協(xié)議無關(guān)的。由于RDB可以包含多個路由域的路由信息（即可能是多層網(wǎng)絡(luò)），因此接入RDB的RC可能共享路由信息。如圖3 所示。
鏈路資源管理器（LRM）：LRM向RC提供所有SNPP鏈路信息，并將其控制的鏈路資源的任何狀態(tài)改變告知RC。
協(xié)議控制器（PC）：PC將路由原語轉(zhuǎn)換成特定路由協(xié)議的協(xié)議消息，因此是與協(xié)議相關(guān)的。PC還處理用于路由信息交換的與協(xié)議相關(guān)的控制信息。

圖3 RDB與多RC/路由域的關(guān)系
(3)路由域分級
圖4給出路由域的一個示例，高層路由域（父）RA包含低層路由域（子）RA.1, RA.2和 RA.3。同樣，RA.1和RA.2進(jìn)一步包含路由域RA.1.x和RA.2.x。

圖4 路由域分級示例
3．ASON路由與IP網(wǎng)絡(luò)路由的不同
在IP網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是逐跳進(jìn)行的，不需要事先建立連接。而在基于電路交換的光網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)的交換是基于端到端的，需要事先建立連接。另外，在IP網(wǎng)絡(luò)中，每個路由器根據(jù)IP數(shù)據(jù)包中的目的地址進(jìn)行獨(dú)立的路由選擇。因此，為了防止錯誤路由或路由循環(huán)，每個節(jié)點(diǎn)必須使用相同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫和路由算法。與之相反，在光網(wǎng)絡(luò)中，請求建立連接時就給出路由選擇，并且在傳送連接建立請求時不會影響已有的業(yè)務(wù)。
由于光網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議并不直接參與數(shù)據(jù)平面的交換，因此可以認(rèn)為其是不影響業(yè)務(wù)的。例如，拓?fù)浜唾Y源狀態(tài)的不準(zhǔn)確可能影響新的連接（或恢復(fù)連接）的建立，但是不會拆除已有的連接。這就使得光網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議可以非常靈活地包含各種新的信息。事實上任何有助于路由計算或業(yè)務(wù)區(qū)分的信息都可以包含在路由協(xié)議中，這些信息可以是標(biāo)準(zhǔn)的，也可以是廠家專用的。由于光網(wǎng)絡(luò)中的連接是顯示路由的，并且對于某一特定的連接，路由計算是由單一網(wǎng)元完成的，因此不同的網(wǎng)元不需要使用相同的路由算法。事實上，對于相同的信息，不同的路由算法可以采用不同的處理方式。
光網(wǎng)絡(luò)中的帶寬統(tǒng)計也要比IP網(wǎng)絡(luò)簡單，從而使得帶寬資源的管理更加容易。這將影響保護(hù)和恢復(fù)帶寬如何分配。在IP網(wǎng)絡(luò)中，可以事先配置好保護(hù)通道，而在失效發(fā)生以前并不占用網(wǎng)絡(luò)資源。在電路交換網(wǎng)絡(luò)中，建立保護(hù)通道通常需要占用相應(yīng)的資源。這一基本的不同限制了直接將IP網(wǎng)絡(luò)中的一些流量工程機(jī)制應(yīng)用于光網(wǎng)絡(luò)之中。
鄰居發(fā)現(xiàn)過程是許多域內(nèi)IP路由協(xié)議的基本功能。光網(wǎng)絡(luò)中的鄰居發(fā)現(xiàn)則是由其它的自動發(fā)現(xiàn)機(jī)制來實現(xiàn)的。在光網(wǎng)絡(luò)中，這一過程除了基本的鄰居發(fā)現(xiàn)，還包括鏈路相關(guān)屬性的發(fā)現(xiàn)。盡管大部分控制平面信息的傳送可以是帶內(nèi)或帶外方式，部分自動發(fā)現(xiàn)的信息必須在帶內(nèi)傳送。ITU-T G.7714定義了自動發(fā)現(xiàn)過程的基本模型，IETF的LMP協(xié)議定義了一種通用的實現(xiàn)方式。
4．GMPLS對路由協(xié)議的擴(kuò)展
MPLS對傳統(tǒng)的路由協(xié)議進(jìn)行了擴(kuò)展（ISIS－TE和OSPF－TE），用來支持流量工程。GMPLS在此基礎(chǔ)上又對其進(jìn)行了擴(kuò)展和加強(qiáng)，從而支持鏈路狀態(tài)信息的傳送。GMPLS對路由協(xié)議的擴(kuò)展主要包括對未編號鏈路的支持，以及對鏈路保護(hù)類型（LPT），共享風(fēng)險鏈路組信息（SRLG），接口交換能力描述符，帶寬編碼等的支持。GMPLS－OSPF和GMPLS－ISIS則分別描述了OSPF-TE和ISIS－TE對擴(kuò)展功能的具體實現(xiàn)方式。GMPLS路由協(xié)議主要用于I-NNI接口的路由。