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。
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)拓撲。然后討論了ASON路由技術(shù)與IP網(wǎng)絡(luò)路由的不同之處。接下來介紹了IETF GMPLS對IP路由協(xié)議的擴展。最后介紹了OIF在NNI路由協(xié)議的方面的進展情況。

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)也對路由信息表達方式的不同進行了抽象，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)資源進行了分配后使用。
(1)基本概念
? 運營商可以基于特定的策略對網(wǎng)絡(luò)進行分割，分割的依據(jù)可以是地理，管理范圍，技術(shù)等。運營商可以將細分后的網(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。RC同時負責(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。
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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（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。
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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存儲本地拓撲，網(wǎng)絡(luò)拓撲，可達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。
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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進一步包含路由域RA.1.x和RA.2.x。
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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)包中的目的地址進行獨立的路由選擇。因此，為了防止錯誤路由或路由循環(huán)，每個節(jié)點必須使用相同的網(wǎng)絡(luò)拓撲數(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，因此可以認為其是不影響業(yè)務(wù)的。例如，拓撲和資源狀態(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)議的擴展
MPLS對傳統(tǒng)的路由協(xié)議進行了擴展（ISIS－TE和OSPF－TE），用來支持流量工程。GMPLS在此基礎(chǔ)上又對其進行了擴展和加強，從而支持鏈路狀態(tài)信息的傳送。GMPLS對路由協(xié)議的擴展主要包括對未編號鏈路的支持，以及對鏈路保護類型（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。
（1）對未編號鏈路的支持
MPLS網(wǎng)絡(luò)中的所有鏈路通常都有IP地址。當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)中計算出一條路徑后，組成該路徑的鏈路用其IP地址來標(biāo)識。并將該信息傳送給信令協(xié)議，然后由信令協(xié)議建立該路徑。因此，似乎每條鏈路都必須有IP地址。但是要為每個光纖、波長和TDM通道都分配IP地址卻值得考慮，一個因素是IP地址的匱乏，另一個因素是管理的困難性。未編號鏈路可以用來解決這個問題。
一條未編號鏈路必須是點到點的鏈路。鏈路兩端的LSR分別為該鏈路分配一個標(biāo)識符。這個標(biāo)識符是一個非零的32比特數(shù)字，并且在分配該標(biāo)識符的LSR范圍內(nèi)是唯一的。
對未編號鏈路的支持包括傳送鏈路的標(biāo)識符信息。當(dāng)一個LSR 廣播一條未編號TE鏈路時，廣播包括鏈路的本地和遠端標(biāo)識符。如果該LSR不知道鏈路的遠端標(biāo)識符，則使用0作為遠端標(biāo)識符。
（2） 鏈路保護類型
鏈路保護類型（LPT）表示鏈路所具有的保護能力。利用這個信息，路徑計算算法可以建立具有合適保護特性的LSP。LPT按等級組織，在建立通道時指定最少可接受的保護方式，然后利用路徑選擇算法尋找能夠滿足條件的路徑。保護方案從低到高排列。
????????? 額外業(yè)務(wù)（Extra Traffic）：如果鏈路的保護類型是額外業(yè)務(wù)，表示該鏈路是用來保護其它鏈路。如果該鏈路保護的任一鏈路失效，該鏈路承載的LSP將丟失。
????????? 未保護（Unprotected）：如果鏈路的保護類型是未保護，表示沒有其它鏈路保護該鏈路。如果鏈路失效，其承載的LSP將丟失。
????????? 共享（Shared）：如果鏈路的保護類型是共享，表示有一條或多條不相交的額外業(yè)務(wù)型鏈路保護該鏈路。這些額外業(yè)務(wù)型鏈路由一條或多條鏈路共享。
????????? 專用1:1（Dedicated 1:1）：如果鏈路的保護類型是專用1:1，表示有一條專用且不相交的額外業(yè)務(wù)型鏈路保護該鏈路。
????????? 專用1+1（Dedicated 1+1）：如果鏈路的保護類型是專用1+1，表示有一條專用且不相交的鏈路保護該鏈路。然而，鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫并不廣播用于保護的鏈路，因此該鏈路不能用于LSP的選路。
????????? 增強型（Enhanced）：如果鏈路的保護類型是增強型，表示該鏈路使用比專用1+1更可靠的保護方案，如4纖MS-SPRING。
??? 鏈路保護類型是可選的，如果鏈路狀態(tài)廣播沒有攜帶該信息，則LPT未知。
（3）共享風(fēng)險鏈路組信息
如果一組鏈路共享某一種資源，而這種資源的失效可能會影響到所有這些鏈路，則稱這一組鏈路為“共享風(fēng)險鏈路組”（SRLG：Shared Risk Link Group）。例如，在同一個管道中的兩條光纖屬于同一SRLG。一條鏈路可以屬于多個SRLG。因此SRLG信息是鏈路所屬的所有SRLG的一個列表。一個SRLG用一個32 bit的數(shù)字來標(biāo)識，這個標(biāo)識在一個IGP域內(nèi)是唯一的。SRLG信息是鏈路所屬的所有SRLG的一個無序列表。
一條LSP的SRLG是組成該LSP的所有鏈路的SRLG的組合。一條捆綁鏈路的SRLG是所有成員鏈路SRLG的組合。如果要求在兩個LSR之間建立多條不同路由的LSP，計算得到的路徑不應(yīng)該包含相同的鏈路，即路徑的SRLG是不相交的。
SRLG信息可以設(shè)置一個初始值，并且不隨時間變化（除非重新配置）。SRLG信息是可選的，如果LSA不包含SRLG信息，則表示該鏈路的SRLG未知。
（4）接口交換能力描述符
GMPLS接口可以具有不同的交換能力。一條鏈路兩端的接口也可以具有不同的交換能力，同一節(jié)點的接口也可以有不同的交換能力。接口交換能力描述符描述接口的交換能力。對于雙向鏈路，一個接口的兩個方向具有相同的交換能力。
鏈路的LSA只攜帶近端的接口交換能力描述符。LSR使用鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫（LSD）確定一條鏈路是單向還是雙向。對于雙向鏈路，LSR使用LSD確定遠端的接口交換能力描述符。對于單向鏈路，則認為鏈路兩端具有相同的接口交換能力描述符。
GMPLS定義了以下的接口交換能力：
??? PSC：分組交換
??? L2SC：L2交換
??? TDM：時分交換
??? LSC：波長交換
FSC：光纖交換
可以使用一個包含接口交換能力的二維數(shù)組來描述一條TE鏈路，下面給出一些例子：
[PSC, PSC]:兩個數(shù)據(jù)LSR之間的一條鏈路
[TDM, TDM]:兩個DXC之間的一條鏈路
[PSC, LSC]:LSR和OXC之間的一條鏈路
[TDM, LSC]:DXC和OXC之間的一條鏈路
（5）帶寬編碼
GMPLS采用IEEE浮點格式表示離散帶寬值，包括剩余帶寬，最大/最小LSP帶寬等。

5. NNI路由協(xié)議
目前，OIF正在進行域間路由協(xié)議的制定工作。OIF接受了ITU－T G.7715關(guān)于ASTN路由的技術(shù)要求，以及結(jié)構(gòu)和術(shù)語的定義，并將其作為制定NNI路由的基礎(chǔ)。G.7715定義了路由分級的概念，而在某一層內(nèi)，可以將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個路由域，每個路由域又可以包含更小的路由域。這就產(chǎn)生了路由分級的概念。OIF NNI要求路由協(xié)議至少支持4級路由等級，在同一路由層面的不同路由域可以運行不同的路由協(xié)議。路徑計算只在某一特定的層面進行，可以是分級路由，逐跳路由和源路由。OIF還要求E-NNI和I-NNI路由協(xié)議的選擇相互獨立。GMPLS的路由協(xié)議不能滿足G.7715的要求，因為OSPF或IS-IS定義的域不同與G.7715定義的域。
根據(jù)ITU-T G.8080和G.7715，OIF E-NNI的參考模型如圖5所示。在這個參考模型中需要在三個層面運行路由協(xié)議，即運營商間的E-NNI，運營商內(nèi)的E-NNI和I-NNI。EBGP是運營商間的E-NNI的主要候選路由協(xié)議。在I-NNI可以使用任何私有的路由協(xié)議，因此不需要標(biāo)準(zhǔn)化。所以O(shè)IF的主要工作是制定運營商內(nèi)的E-NNI路由協(xié)議。
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圖5? OIF E-NNI參考模型
OIF正在考慮的NNI候選路由協(xié)議包括DDRP，BGP和GMPLS OSPF-TE等，而DDRP又有基于OSPF和IS-IS兩種。DDRP（Domain to Domain Routing Protocol）是分級鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，滿足G.7715的路由體系結(jié)構(gòu)。DDRP并不是一個全新的路由協(xié)議，而是分別基于OSPF和IS-IS兩種路由協(xié)議而來。DDRP可以用于NNI路由協(xié)議，實現(xiàn)不同廠商的互通。表1給出了這些協(xié)議的比較。
表1 NNI 路由協(xié)議比較

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6．結(jié)束語
ASON路由技術(shù)是整個自動交換光網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一，目前還在進一步的研究之中。ITU-T的G.7715定義了一個與協(xié)議無關(guān)的ASON路由體系結(jié)構(gòu)，下一步的工作就是制定具體的路由協(xié)議實施規(guī)范。IETF主要是對已有的域內(nèi)路由協(xié)議進行了擴展，以便支持傳送網(wǎng)路由的需要。而OIF則主要關(guān)注E-NNI接口的路由協(xié)議的制定。為了制定完善的ASON路由技術(shù)體系結(jié)構(gòu)，我們需要綜合考慮這幾個標(biāo)準(zhǔn)化組織的研究成果。
參考文獻：
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