突發(fā)匯聚的實(shí)現(xiàn)

突發(fā)匯聚的實(shí)現(xiàn)

2.1 GMPLS的LSP的建立
GMPLS的信令協(xié)議有 (Constraint-based Routed Label Distribution Protocol，CR-LDP)與(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering，RSVP-TE)兩種，本文以CR-LDP為例。圖3中邊緣節(jié)點(diǎn)A判斷要建立由A到I的LSP，則通過一些流量信息或網(wǎng)絡(luò)管理信息知道要建立A，B，H，I的LSP。A向B 發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求消息(label request)，包含顯示路徑 (B，H，I)及其他信息，如轉(zhuǎn)發(fā)等效類FEC、LSP的標(biāo)識(shí)、可選的流量工程信息和LSP的優(yōu)先級(jí)信息等，因而LSP一旦建立，本身就可能包含了優(yōu)先級(jí)及流量工程的信息。B收到請(qǐng)求消息，沿消息所指定的路徑發(fā)送請(qǐng)求消息，修改顯示路徑為(H，I)。H的操作與前面B的操作類似。I收到請(qǐng)求消息，判斷出它是LSP的出口，為此LSP預(yù)留了資源，分配標(biāo)簽，建立轉(zhuǎn)發(fā)表，把標(biāo)簽通過回應(yīng)消息(mapping request)發(fā)出給H。H收到回應(yīng)消息，通過請(qǐng)求消息和回應(yīng)消息都包含的LSP ID匹配到原來的請(qǐng)求，分配標(biāo)簽，建立轉(zhuǎn)發(fā)表，并將新的標(biāo)簽通過回應(yīng)消息發(fā)給B。B的操作與前面H的操作類似。A的操作也與前面H的操作類似，只是不用新分配標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)。

圖3 LSP的建立

2.2 LSP匯聚與突發(fā)匯聚
LSP匯聚是指高層的LSP可匯聚到低層的LSP上[4]，即IP分組LSP可匯聚到時(shí)分復(fù)用(Time Division Multiplexing，TDM)的LSP, TDM的LSP可匯聚到波長LSP, 波長LSP可匯聚到光纖LSP。突發(fā)匯聚則是同一邊緣節(jié)點(diǎn)到同一目的邊源節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包的匯聚。在OBS中，邊緣節(jié)點(diǎn)一般是接收IP數(shù)據(jù)包，而核心節(jié)點(diǎn)是光路的密集波分復(fù)用(Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM)，因而在OBS中應(yīng)用GMPLS，將IP數(shù)據(jù)包的LSP匯聚到光層的LSP是完全可行的，具體的實(shí)現(xiàn)過程如圖4。

圖4 突發(fā)匯聚的實(shí)現(xiàn)
圖4中，L1，L2和L3是通過GMPLS信令協(xié)議建立分組LSP時(shí)由邊緣節(jié)點(diǎn)B分配給邊緣節(jié)點(diǎn)A的分組交換標(biāo)簽，它們分別隱含以下LSP，即(L1，L11，L12，L13)，(L2，L11，L12，L13)和(L3，L11，L12，L13)。為了簡便，此處用標(biāo)簽代表所有LSP信息。L11是由核心節(jié)點(diǎn)1分配給邊緣節(jié)點(diǎn)A的波長交換標(biāo)簽，隱含一條波長LSP(L11，L12，L13)；L12是核心節(jié)點(diǎn)2分配給核心節(jié)點(diǎn)1的標(biāo)簽，L13是邊緣節(jié)點(diǎn)B分配給核心節(jié)點(diǎn)2的標(biāo)簽。在邊緣節(jié)點(diǎn)A，當(dāng)IP包(數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)3)來到后，對(duì)它們分別加分組標(biāo)簽L1，L2，L3，而邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)LSP信息發(fā)現(xiàn)它們都是到同一目的邊緣節(jié)點(diǎn)B去的，再由光層的LSP信息把它們匯聚起來，按照突發(fā)匯聚的規(guī)則[5]，在達(dá)到最大長度或最大時(shí)間后，往突發(fā)包的BHP里加上標(biāo)簽L11送往核心節(jié)點(diǎn)1，等待偏移時(shí)間后，L1，L2，L3則與數(shù)據(jù)一起傳送到核心節(jié)點(diǎn)1。圖4中的標(biāo)簽匯聚是為了直觀而畫在一起的，而一般的LSP匯聚都采用標(biāo)簽棧。但是在光突發(fā)中，光層的控制信息與數(shù)據(jù)是分開傳送的，就沒有必要再用標(biāo)簽棧，只需把原來的棧頂標(biāo)簽送到BHP即可。核心節(jié)點(diǎn)1根據(jù)標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表與收到的BHP中的標(biāo)簽，知道該把數(shù)據(jù)送往核心節(jié)點(diǎn)2，則接通相應(yīng)的光開關(guān)，同時(shí)把BHP中的標(biāo)簽換成L12送往核心節(jié)點(diǎn)2，隨后來的數(shù)據(jù)也直接送往核心節(jié)點(diǎn)2。核心節(jié)點(diǎn)2的數(shù)據(jù)處理與核心節(jié)點(diǎn)1類似。當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)邊緣節(jié)點(diǎn)B時(shí)，B判斷出它是光層LSP的終端，則解開收到的突發(fā)包，再根據(jù)IP層的分組交換標(biāo)簽分配表確定數(shù)據(jù)的去向并送出。

2.3 標(biāo)簽分配表與標(biāo)簽的更改
實(shí)現(xiàn)突發(fā)匯聚的首要條件是數(shù)據(jù)去往同一邊緣節(jié)點(diǎn)，在傳統(tǒng)的標(biāo)簽分配表中只有目的節(jié)點(diǎn)的地址前綴、標(biāo)簽、端口信息，因此利用通常的標(biāo)簽分配表是不能完成匯聚的?；贕MPLS的OBS網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)是源路由的起點(diǎn)(GMPLS都采用源路由)，邊緣節(jié)點(diǎn)擁有足夠的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，從而在?biāo)簽分配表中增加一項(xiàng)信息，即出標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的目的邊緣節(jié)點(diǎn)地址前綴。匯聚時(shí)，根據(jù)更改后的標(biāo)簽分配表，只要知道標(biāo)簽及出端口就能知道數(shù)據(jù)的目的邊緣節(jié)點(diǎn)，再根據(jù)優(yōu)先級(jí)等其他信息，數(shù)據(jù)就可去往該去的突發(fā)包實(shí)現(xiàn)匯聚。
突發(fā)匯聚組包的完成，一是時(shí)間達(dá)到要求值，二是長度達(dá)到要求值。在GMPLS中包的信息都來自標(biāo)簽，而傳統(tǒng)的標(biāo)簽主要完成數(shù)據(jù)的交換，不包含包的長度信息，所以標(biāo)簽(IP層的標(biāo)簽)需要增加一項(xiàng)長度信息，使匯聚時(shí)方便地獲得長度信息，從而完成匯聚。
為了使偏移時(shí)間能夠精確確定，建立LSP時(shí)還要對(duì)回應(yīng)消息(Mapping Request)進(jìn)行修改，添加一項(xiàng)本節(jié)點(diǎn)處理BHP的時(shí)間，這樣，邊緣節(jié)點(diǎn)只需把這一項(xiàng)相加就可得到較精確的偏移時(shí)間。
3 流量工程與數(shù)據(jù)的恢復(fù)和保護(hù)[6,7]
在基于GMPLS的OBS中，利用邊緣節(jié)點(diǎn)的GMPLS顯示路由LSP的建立來控制業(yè)務(wù)流量的方向，同時(shí)也需要擴(kuò)展的開放式最短路徑優(yōu)先(Open Shortest Path First, OSFP)協(xié)議來獲得更多的網(wǎng)絡(luò)資源信息，包括光網(wǎng)絡(luò)中的波長，甚至光纖的狀態(tài)，從而支持不同粒度等級(jí)的流的快速交換和高效的流量工程。流量工程一般有在線模式和離線模式兩種實(shí)現(xiàn)方法，在線模式使用路由／信令協(xié)議通過基于受限的路由算法實(shí)現(xiàn)在線路徑計(jì)算；離線模式從整個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源使用的最優(yōu)化來考慮流量工程的實(shí)現(xiàn)。離線方式是一個(gè)長期的用來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源整體最優(yōu)化的方案；在線方式僅考慮資源的子集，它能夠動(dòng)態(tài)地跟隨流量變化。一個(gè)有效的流量工程策略必須滿足對(duì)短期的流量變化作出反應(yīng)和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的利用兩個(gè)必要條件，即對(duì)短期的流量變化作出反應(yīng)和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的利用。因此，一個(gè)好的解決方案是二者相結(jié)合的途徑，即通過離線的方式來實(shí)現(xiàn)長期的(例如，每天，每周)整體最優(yōu)化；并且在兩個(gè)整體最優(yōu)化之間可以通過在線方式實(shí)現(xiàn)局部最優(yōu)化。
數(shù)據(jù)的恢復(fù)和保護(hù)是利用GMPLS的信令協(xié)議(RSVP-TE或CR-LDP)與鏈路管理層協(xié)議來完成的?；謴?fù)和保護(hù)都分為復(fù)用段層保護(hù)和通道層保護(hù)。復(fù)用段層的保護(hù)和恢復(fù)一般是在相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的鏈路上提供，而通道層保護(hù)和恢復(fù)則在一條光路徑上提供，光路徑可由若干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。

由上可見，基于GMPLS的OBS不但是可行的，而且為網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)統(tǒng)一的管理平面，使網(wǎng)絡(luò)具有很好的擴(kuò)展性，網(wǎng)絡(luò)管理也變得十分簡單。 同時(shí)基于GMPLS的OBS不但能提供較好的偏移時(shí)間的設(shè)置，流量工程，以及數(shù)據(jù)的恢復(fù)與保護(hù)，還具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1) 由于GMPLS實(shí)行顯示路由，可以很方便地進(jìn)行基于約束的QoS算法，而且LSP本身也可包含優(yōu)先級(jí)信息，因而可實(shí)現(xiàn)各種級(jí)別的QoS。
2) 由于各層使用統(tǒng)一的信令，從而可以對(duì)各層統(tǒng)一地進(jìn)行控制。所以只要在同一GMPLS的網(wǎng)絡(luò)接口上，都可實(shí)現(xiàn)向客戶終端設(shè)備提供虛擬專用網(wǎng)(Virtual Private Network，VPN)功能，減少用戶端設(shè)備間連接的配置負(fù)擔(dān)，并提供連接安全性。
基于GMPLS的OBS擁有OBS與GMPSL的共同優(yōu)點(diǎn)，非常符合通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢。

基于GMPLS的光突發(fā)交換的研究