自动光交换网络ASON中GMPLS协议探讨

贾伟东

贾伟东淤JIAWei-dong曰贾巧凤于JIAQiao-feng（淤河北邮电通信工程建设监理有限公司，石家庄050021；于中国移动通信集团河北有限公司，石家庄050000）（淤HebeiPostandTelecommunicationEngineeringConstructionSupervisionCo.，Ltd.，Shijiazhuang050021，China；于ChinaMobileCommunicationsGroupHebeiCo.，Ltd.，Shijiazhuang050000，China）

摘要院网络业务量的爆炸性增长，各种新业务的不断涌现，迫切需求一个灵活、可靠、可扩展的智能光网络的出现。作为智能光网络控制平面关键技术“信令技术”的研究显得非常重要。GMPLS是目前ASON采用的协议，即通用多协议标志交换协议GMPLS是MPLS技术向光网络发展的产物。通用多协议标志交换协议通过对各种网络连接层的控制和数据平面进行完全划分的方式强化了MPLS的架构。本文主要讲解了通用多协议标志交换协议(GMPLS)的工作原理，以及GMPLS和MPLS异同。GMPLS的关键技术，以及GMPLS链路保护/恢复。

Abstract:Networktrafficexplosivegrowthofnewbusinessesareemerging,thereisanurgentdemandforaflexible,reliableandscalabletheemergenceofintelligentopticalnetwork.Asintelligentopticalcontrolplanenetworkofkeytechnologies,"signalingtechnology"isveryimportanttothestudy.GMPLSistheuseofASONagreement,thatisthemoreuniversalsignexchangeagreementandanagreementGMPLSOpticalNetworksMPLStechnologytothedevelopmentofaproduct.Commonsignsmulti-protocolexchangeagreementthroughthevariouslayersofthenetworkconnectioncontrolanddataplanefullpisionofthewaytostrengthenthestructureofMPLS.ThisarticlediscussesGeneralizedMulti-ProtocolLabelSwitchingProtocol(GMPLS)workingprinciple,aswellasthesimilaritiesanddifferencesbetweenMPLSandGMPLS.GMPLSkeytechnologies,andtheGMPLSlinksprotect/resume.

关键词院GMPLS协议；ASON；链路Keywords:GMPLSprotocol；ASON；link中图分类号院TN915.04文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）16-0220-021

绪论ASON的标准化情况，大家比较熟悉的是跟ASON熟悉的相关的三个标准体系，ITU-T，主要侧重于网络整体结构和模型制定，传统的光网络标准都是由它来制定的；IETF，原来是做IT方面的标准，后来它将MPTS进行扩展，对一系列的路由器这方面的协议进行了规范，第三个是OIF，光互连互通。

一个是ITU-T，它首先从上层提出了一个需求，然后再由体系结构往下分，在总体结构下面就对信令和路由提出了一些基本的要求，针对每一个需求，然后再去制定自己的协议，有些协议是自己制定了。

OIF主要是信令的规范和制定，支持基本的SDH连接的建立和删除，不支持邻居业务发展，已经比较成熟，多次互通演示，需求不明确。

E-EEI1.0信令规范已经比较成熟，多次互通演示，不支持保护恢复，没有实际应用。E-NNI1.8路由规范草案目前只支持单位级单域方式。

IETF主要是GMPLS的标准，它是基于分组交换的MPLS-TE的扩展，以支持非分组形式网络。

2通用多协议标志交换协议渊GMPLS冤的技术2.1GMPLS概述通用多协议标志交换协议（GMPLS）通过完全划分的方式对各种网络连接层的控制和数据平面进行管理，对MPLS的架构进一步强化。GMPLS通过允许端对端设定、控制和建立流量工程的方式对新旧网络的无缝互连和会聚给予支持。借助IP路由选择和定位模式，通过自动化的端对端设定连接、网络资源管理，GMPLS进一步提升服务质量水平，网的操作和管理借助通用的控制平面希望得以简化。

总之，GMPLS通过建立和设定TDM路径（它的时隙就是标签（SONET））、FDM路径（它的电磁频率就是标签（光波））、空间分割复用路径（它的标签是指数据的物理位置（光学交叉连接））对MPLS功能进行扩展。

2.1.1GMPLS工作原理在一个LSR（标记交换路由器）网络上，通过产生虚拟的LSP（标记交换路径），MPLS能够对IP的规模和QoS进行改善。与MPLS相比，在Layer1层次上建立连接这是GMPLS的一个增强之处所在。

GMPLS具备覆盖模型和匹配模型两种应用模型。覆盖模型中，也称UNI，路由器是光纤域的一个客户机直接作用于邻接的光纤节点，实际上光纤网络决定物理光通路，而不是由路由器来决定。

2.1.2多协议标签交换（MPLS）概述多协议标签交换（Multi-ProtocolLabelSwitching）是一种用于快速数据包交换和路由的体系，它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。更特殊的是，它具有管理各种不同形式通信流的机制。MPLS独立于第二和第三层协议，诸如ATM和IP。它提供了一种方式，将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。它是现有路由和交换协议的接口，如IP、ATM、帧中继、资源预留协议（RSVP）、开放最短路径优先（OSRF）等。

2.1.3GMPLS和MPLS之间的异同通过必要的结构，GMPLS对MPLS协议实现扩展，其控制对象通常情况下，主要包括：路由器、DWDM系统、ADM、光交叉互连等。

GMPLS和MPLS都不属于网络协议。GMPLS作为信令协议，在该信令协议的作用下，用户设备为传输到另一设备上的信号建立或撤消一个电路。

对于MPLS来说，只对GMPLS所称的分组交换功能（psc）接口进行处理，而GMPLS增加了其他四种类型的接口。基于帧和信元的内容，第二层交换功能接口实现数据的传送；基于数据的时隙时分复用（TDM）功能接口实现数据的传送；就像光交叉互连一样，交换功能接口在独立的波长或波段上工作，对于光纤交换功能接口来说，只能在独立光纤上进行工作。

2.1.4GMPLS的技术优势淤加快业务的配置过程：GMPLS统一的信令机制能够为一切业务提供快速配置服务，同时能够提供任何级别的QoS，以及相应的可用性。

于业务智能和效率更高：对于网络系统来说，GMPLS允许对整个网络的拓扑结构进行浏览。

盂以前四层网络完成的功能通过两层结构就可以完成。

榆网络资源利用的灵活性大大提高。

虞对于光信号的失真现象，通过标签集以及显性标签控制等就可以降低。

愚允许建立双向的LSP。

舆可以对范围很广的数据流进行传送，同时能够对大量的业务进行传送。

2.2GMPLS链路保护/恢复2.2.1GMPLS链路保护/恢复链路故障管理在全网管理中属于非常重要的环节。对于链路故障管理来说，通常情况下，主要包括检测、定位、通告和消除四个步骤。对于GMPLS来说，必须提供光层的故障检测机制。一旦检测到故障，在与数据通道隔离的控制通道上，相邻两个节点通过传送LMPChannelFail报文对故障进行定位。

故障一旦被检测到，并且对其进行定位和通告后，对链路就可以采用合理的信令协议进行保护和恢复。对于链路保护和链路恢复来说，两者之间的区别主要在于：链路保护要求对资源进行预先分配，同时能够对故障进行快速隔离，并将故障链路上传送的数据切换到正常的链路上。

而链路恢复需要借助动态资源的创建，同时需用更多的时间对故障进行隔离。

通常情况下，通过路径切换和线路切换两种技术实现链路保护和链路恢复。

2.2.2链路保护对于链路故障来说，虽然通过链路保护能够快速排除，但是，这种方式预先需要对资源进行分配，进一步降低了网络带宽的利用率。根据操作方式可以将链路保护分为分段保护和路径保护两种，在发生故障链路的相邻两个节点间进行分段保护，在发生故障的LSP的端点执行路径保护。按照资源的预先分配方式，可以将链路保护分为1+1链路保护和M:N链路保护，所谓1+1链路保护，就是通过为每条主通道配置一条备份通道，当故障发生时，对主通道到备份通道的切换由下游节点来完成；对于M:N链路保护来说，就是预先为N条主通道分配M条备份通道，这些备份通道平常不传输数据，当主通道出现故障时，将数据通过一条备份通道进行传输。

2.2.3链路恢复在有效利用网络带宽的情况下，链路恢复能够对故障进行排除。与链路保护预先分配资源相比，链路恢复通常情况下需要借助动态路由算法和带宽进行分配，与链路保护相比，排除故障的时间往往比较长。

对于排除跳数较多、距离较远的LSP中出现的故障，线路恢复通常是有效的。这是因为，其只需对LSP中出现故障的那一小段线路进行重新选路，对LSP进行重选路由所需的时间明显减少。

3结论在动态路由技术的作用下，互联网具有灵活的管理能力和强大的生存能力，人们凭借其完善的域名解析体系，进而能够比较容易地记住复杂的网站地址；对于电信网来说，由于通过静态管理模式进行管理，通过静态预配置的方式对所有信息进行管理，进而在一定程度上制约了服务的开展，同时降低了服务质量，但是在稳定性、可靠性方面，电信网却具有自身的优势。

参考文献院[1]石晶林，丁伟等.MPLS宽带网络技术[M].北京：人民邮电出版社，2001.[2]陈锡生，卢建军，李国民.现在信息网[M].北京：人民邮电出版社，2000.[3]龚倩.智能光交换网络[M].北京：北京邮电大学出版社，2003.[4]龚晓允，敖发良.基于OSPF的ASON路由协议研究[J].中国数据通信，2005(05).[5]信息产业部.多协议标记交换总体技术要求[S].2001.作者简介院贾伟东（1986-），男，河北石家庄人，2009年毕业于石家庄邮电职业技术学院，2012年毕业于西南科技大学，通信助理工程师，任职于河北邮电通信工程建设监理有限公司工程技术部；贾巧凤（1982-），女，河北石家庄人，毕业于河南科技大学计算机专业，通信助理工程师，任职于中国移动通信集团河北有限公司业务支撑中心，从事资源管理工作。