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下一代互联网
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下一代互联网技术—GMPLS
http://www.media.edu.cn 2008-06-17 作者:梵网科技

任何一种技术之所以存在,都有存在的理由。就网络技术而言,互联网的动态路由技术使网络具有非常灵活的管理能力和非常强的自生存能力,而其完善的域名解析体系更使人们轻而易举地记住了成千上万的网站地址;电信网全部采用静态管理模式,所有管理信息需要静态预配置,这限制了很多服务的开展(所以出现了智能网),也延长了服务提供时间,但电信网却具有非常好的稳定性和可靠性。

 

自互联网问世以来,电信网与互联网之争就从未停止。以ITU-T为代表的传统电信专家与以IETF为代表的互联网专家从水火不容的相互对立、相互攻击,到近年的相互协作、相互借鉴,历经了风风雨雨。这个历程既是对互联网技术生命力的考验和证明,也是电信网包容性和学习能力的充分体现。

 

随着计算机技术的飞速发展,设备智能化的成本越来越低,而服务智能化的要求却越来越高。越来越多的厂商和运营商开始构想以全新的方式进入传统电信的最后一个领域—广域传输网(包括SDH、DWDM,甚至全光交换网)。

 

新一代智能光交换网络

 

随着光交换技术的出现,人们终于发现了改造传输网络的契机,ITU-T、OIF、ODSI等组织纷纷推出智能光交换的体系结构和相应的接口标准。他们的基本思想是将光传送网智能化,并保证对上层交换网络良好的承载能力,与OSI的传统模型保持一致,业界将其统称为Overlay Model。与之相对应,IETF推出了一个称为Peer Model的网络模型,这就是GMPLS(通用多协议标记交换)。

 

所有网络设备的共同语言——GMPLS

 

在OSI的网络模型中,传输层、链路层、网络层相互独立,各自用自己的语言在本层内的设备间沟通,形成了各自的标准体系。在GMPLS的体系结构中,没有语言的差异,只有分工的不同,GMPLS就是各层设备的共同语言。如果从设备结构角度来看,我们知道网络设备通常由三个平面组成:管理平面、控制平面和用户平面。管理平面为网络管理者提供对设备的管理能力;控制平面则是通过信令的交互完成对用户平面的控制;用户平面用于转发和传递用户数据。GMPLS统一了各层设备的控制平面,如图1所示,各个层面的交换设备都将使用同样的信令完成其对用户平面的控制。

 

GMPLS虽然统一了信令,但并没有抹杀网络设备的功能差异,也就是说,GMPLS承认并接受网络设备用户平面的差异。GMPLS将交换划分为4种类型:PSC(分组交换)、TDM(时分复用)、LSC(波长交换)、FSC(光纤交换)。一个网络节点可以仅完成其中一种或几种交换功能,因此人们仍然习惯地将GMPLS的网络简单划分为两层结构(如图1所示):路由网络和光网络,但这两个网络间不再是重叠的,而是对等的,它们平等地用相同的信令进行沟通。

 

GMPLS与MPLS比较

 

GMPLS是从MPLS演进而来,它继承了几乎所有MPLS的特性和协议。但两者又具有非常本质的差异。

MPLS是一个网络层的网络协议,MPLS的网络由单纯的分组交换节点组成,传输网络被浓缩并等同为一个预先配置好的物理线路,这就是标准的重叠网络架构。分组交换节点没有能力按照自己的意愿、按照资源的需求情况调节其物理线路资源,这些工作全部需要管理人员进行人工调整。

 

1 二层结构的GMPLS网络

 

GMPLS则彻底改变了这种状态,或者说正在努力改变这种状态。在GMPLS的网络中,不仅有PSC(分组交换)节点,还有TDM节点,还有LSC(波长交换)节点,甚至FSC(光纤交换)节点。分组交换节点可以在任何需要的时候为自己建立一条通达其他分组交换节点的电路、波道甚至光纤,而只需要发起一个GMPLS的信令过程。

 

GMPLS的基本概念

 

GMPLS是MPLS的扩展和延伸,更准确地说,是MPLS-TE的扩展。由于GMPLS主要是扩展了对于传输网络的管理,而传输网络的主要业务为点到点业务,这与MPLS-TE的业务模型非常相似,因此GMPLS主要借助MPLS-TE的协议栈,将其加以扩展而形成。

 

与MPLS-TE相同,GMPLS网络由两个主要元素组成:节点(同样被称为LSR)和路径(同样被称为LSP)。但GMPLS的LSR包括所有类型的节点,可以是PSC,也可以是TDM、LSC或FSC;LSP则既可以是一条传递IP包的虚通路,也可以是一条TDM专线,或是一条DWDM的波道。


1. 信令

 

信令用来完成LSP的建立过程。GMPLS的信令由三部分组成:
      ● 信令的功能性描述[GMPLS-SIG]

  ● 扩展的RSVP-TE [GMPLS-RSVP-SIG]

  ● 扩展的CR-LDP [GMPLS-CR-LDP]

GMPLS-RSVP-TE和GMPLS-CR-LDP是功能相同的两个协议,MPLS没有对它们进行选择,GMPLS也不对它们做明确要求,完全交由运营商选择(当然运营商必须选择,因为两个协议是无法互通的)。

 

与MPLS-TE的信令过程相同,GMPLS的LSP建立过程也是由上游节点向目的端发出“标记请求消息”、目的端返回“标记影射消息”。所不同的是,“标记请求消息”中需要增加对所要建立的LSP的说明,包括LSP类型(PSC/TDM/LSC/FSC)、载荷类型和链路保护方式等。另外,由于传输网络的路径通常都是双向的,因此GMPLS特别定义了建立双向LSP的方法。同时,既然是双向LSP,自然没有上游和下游的区别,LSP的两个端点都有权发起LSP的建立过程。那么,如何处理这中间的冲突呢?GMPLS建议采用比较双方Node ID大小的方式,这就意味着所有交换节点(包括PSC、TDM、LSC、FSC)都必须配置一个公用的Node ID。

 

2. 路由与寻址

 

控制平面的一体化并不等同于没有层次结构。控制平面的层次结构体现在路由域的划分上。

 

从图2可以看出,如果路由器将ADM或光交换机视为路由上的邻居(neighbor,路由中的一个基本概念),就会形成R1-ADM-ADM-R2-光交换机-光交换机-R3这样一条PSC-LSP。这就意味着,路由器在分组头上打的标记需要由ADM或光交换机完成交换。很显然,ADM和光交换机不能完成分组头的标记交换过程,它们有其固有的交换方式(电路交换和光交换)。因此,路由的结构必须是层次化的。

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