（通信与信息系统专业论文）智能光网络路由及链路管理协议研究.pdf

摘要 为适应数据和多媒体业务急剧增长，服务供应商正寻求一条新途径以更低的 成本建造新型光传送网络。i e t f 制定了用于智能光网络的控制协议的g m p l s 协 议栈。g m p l s 协议族包括：链路管理协议，用于邻居发现；扩展的开放最短路径 优先( o s p f ) 协议和中间系统一中间系统( i s i s ) 路由协议，用于链路状态分发； 资源预留协议流量工程扩展( r s v p t e ) 和路由受限一标记分配协议( c r l d p ) ，用于通道管理和控制。目前，g m p l s 的标准化工作还没有完成，有些功 能特别是网间互联信令功能还在进一步研究中；通道管理和控制规范( 信令协议) 已经基本完成；链路管理协议和路由协议还有许多工作要做。 本论文首先分析了链路管理协议原理，重点是链路属性关联模块设计与实现， 相关消息结构。接着，探讨了内部网关协议o s p f 的工作原理、基本概念、协议用 到的基本算法、消息结构和链路状态数据库的生成、维护和管理。最后构建了o s p f 协议实现的整体、数据结构的组成并研究s p f 算法。 关键词：智能光网络链路管理协议链路属性关联o s p f 链路状态数据库 a bs t r a c t i no r d e rt oa d a p tt h ed r a m a t i ci n c r e a s eo fd a t aa n dm u l t i m e d i as e r v i c e ，p r o v i d e r s a r es e e k i n gt ob u i l dan e wt y p eo fo p t i c a lt r a n s i t i o nn e t w o r kb yl o wc o s t m 耶h a s s p e c i f i e das t a c ko fp r o t o c o l s - g m p l st ou s eo ni n t e l l i g e n to p t i c a ln e t w o r k g m p l s p r o t o c o l sc o n s i s t so fl i n km a n a g e m e n tp r o t o c o lw h i c ha i m sa td y n a m i c a l l yd i s c o v e r i n g n e i g h b o r s ，o s p fa n di s i sr o u t i n gp r o t o c o lw h i c hc a ns e n do u tl i n ks t a t e s ，r s v p t e a n dc r - l d pw h i c ha r eu s e dt oc o n t r o la n da d m i n i s t r a t e c h a n n e l s n o w a d a y s ， s t a n d a r d i z a t i o no fg m p l sh a sn o ty e tc o m p l e t e d ：s o m ef u n c t i o ne s p e c i a l l yo fi n t e r n e t s i g n a l i n gi ss t i l lb e i n go ns t u d y i n g ，s i g n a l i n go fc o n t r o la n da d m i n i s t r a t i o no fc h a n n e l s h a v e b e e na l m o s tf i n i s h e d ，b u tl m pa n dr o u t i n gp r o t o c o ll e f tal o to fw o r kt od o f i r s to fa l l ，l m pp r o t o c o lw a sa n a l y z e di nt h i sa r t i c l e ，t h es e c o n ds e c t i o ni su s e dt o s h o wh o wt od e s i g na n di m p l e m e n tt h el i n kp r o p e r t yc o r r e l a t i o nm o d u l ea n dr e l e v a n t m a s s a g es t r u c t u r e t h e nt h eb a s i ct h e o r yo fo s p f ，s o m eb a s i ca l g o r i t h mu s e db yt h e o s p fp r o t o c o l ，s o m ei m p o r t a n tp a c k e t ss t r u c t u r ea n dt h ec r e a t i o n ，m a i n t e n a n c ea n d m a n a g e m e n to f l i n ks t a t e sd a t a b a s ea l ed i s c u s s e di n t h i st h e s i s a tl a s t ，t h i st h e s i s c o n s t r u c tt h ea r c h i t e c t u r eo ft h eo s p fr o u t i n gp r o t o c o ls o f t w a r e ，t h ed a t as t r u c t u r e ，a n d r e s e a r c ho ns p fa l g o r i t h m k e y w o r d ：i n t e l l i g e n to p t i c a ln e t w o r k l i n km a n a g e m e n tp r o t o c o ll i n k p r o p e r t yc o r r e l a t i o n o s p fl i n ks t a t e sd a t a b a s e 创新性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中的特别加以标注和致谢中所罗列的内容外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或 其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做 过的贡献均已经在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切责任。 本人签名：趣盗量蕴本人签名：忿盗这缉 日期：妒牟，芗 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留学位论文的规定，即：研究生在校 攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校 后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有 权保留送交论文的复印件，允许借阅和查阅论文；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。( 保密的论文在解密 后遵守此规定) 本学位论文属于保密在土年解密后适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日期：砂争，s 绪论 绪论 目前，传统话音等业务增长缓慢，数据和多媒体业务在不断增加，对网络带 宽的需求越来越大，这对传统的传输网络来说是一种挑战。如何应对超乎想象的 巨大的数据通信需求? 服务供应商正在寻求一条新的途径以更低的成本建造新型 光传输网络，增强网络容量的扩展能力和组网灵活性。 智能光网络是具有动态连接管理能力的光传送网络，可以提供光虚拟专用网 ( o v p n ) 、按需提供带宽( b a n d w i d t ho nd e m a n d ) 等服务。智能光网络的核心技 术包括信令技术通用多协议标记交换( g m p l s ) 和标准化的光接口二_ 一光用 户网络接口( o - - u n i ) 。这些协议可以使电信网络的运营自动化，以便更加有效 地利用网络资源，更快地提供业务。但智能光网络的许多技术还不成熟，对现有 网络的改造也是一项非常艰巨的工程。 许多设备服务提供商认识到智能光路由的重要性，联合制定了一些信令及路 由标准。i t u t 、o i f 、i e t f 和o d s i 都在积极开展与i o n a s o n ( 智能光网自动 交换光网) 相关的标准化工作。最近i e r i f 的g m p l s 及相关工作组主要工作是定 义用于智能光网络的控制协议。g m p l s 是基于m p l s 可以用于不同交换技术的控 制平面这一假设而提出的，包括分组交换( 如i p ，以太网，a t m ) 、时分交换( 如 t d m ) 、波长交换( 如w d m ) 和空间交换( 如o x c ) 等。g m p l s 是一套协议而 不是一个协议，它包括：链路管理协议，用于邻居发现；扩展的开放最短路径优 先( o s p f ) 协议和中间系统一中间系统( i s i s ) 路由协议，用于链路状态分发； 资源预留协议流量工程扩展( r s v p t e ) 和路由受限一标记分配协议( c r l d p ) ，用于通道管理和控制。 目前，g m p l s 的标准化工作还没有完成，有些功能特别是网间互联信令功能 还在进一步研究中；通道管理和控制规范( 信令协议) 已经基本完成；链路管理 协议和路由协议还有许多工作要做。因此，要尽快推广智能光网络就非常有必要 对其控制平面以及相关协议进行研究。本文工作重点就是智能光网络控制平面的 链路管理和路由管理方面的研究与实现。 第一章智能光网控制层体系结构 第一章智能光网控制层体系结构 智能光网的控制平面应该能够使服务提供商增强网络控制能力，减少不必要 的手动操作；与此同时，还应该使各种传输网协同工作、操作便利、足够灵活以 适用不同的网络业务。它的一种实现方案就是使用通用的m p l s 协议，将网络的智 能分布到网络中的各个网元。g m p l s 体系将控制平面可以分成几个模块，它们是： 资源发现，状态信息分发，路由选择和路径控制模块。 1 1 智能光网络的链路管理协议 目前的电路交换传输网络，如准同步数字体系( p d h ) ，同步光网同步数字体 系( s o n e t s d h ) 一般都采用集中式的连接控制结构。为了便于在网络上提供增 值业务，使用分布式连接控制结构势在必行。智能光网络中分布控制原理的基本 思想是将控制功能分布到每个网元之中，使每一个网元上保留了全网的拓扑结构 图并都具有“智能”。 每个网元( n e ) 的动态路由表掌握着网元的可达性和最佳路由，于是各个网 元间能实时、动态地交换相关路由和节点的信息，这些信息为光网络实现分布式 智能提供了基础。这就要求每个网元能够自动地发现网络资源并建立起一个网络 构件列表。 对于电路交换n e ，物理资源包括接口端口和它们的特性。每个n e 保留自己 的资源列表，本地端口标识符( i d ) 索引。该列表描述了一些可与端口接口单元 相关联的逻辑和物理属性。智能光网络的网元具有智能性是指网元间能主动地交 换链路和容量信息，从而掌握全网状态。网络状态时刻在变，网内节点可多达数 干个，波长和中继线可达数万条，网元间交换拓扑信息会使每个网元都会对网络 的其他部分有一个大概的了解。因此，网元间交换信息时，信息数据库必须具有 实时动态性、可扩展性和收敛性。 g m p l s 定义专门的链路管理协议( l m p ) 来管理两节点间的链路，其内容包 括控制信道管理、链路属性关联、链路连接性验证和故障隔离定位。其中后两项 为可选项。 1 2 智能光网络的路由管理协议 路由协议是g m p l s 框架中非常重要的组成部分，路由协议主要完成拓扑发现 4 智能光网络路由及链路管理协议研究 和交换通道建立所必需的链路状态信息综合、路由计算等功能，g m p l s 中包含的 路由协议有b g p 、d d r p 、o s p f 、p n n i 、i s i s 等。下面大致介绍几个主要的协 议。 b g p 属于外部网关协议，完成不同运营商网络之间的路由计算。该协议 对于网络的拓扑结构无限制，使用t c p 作为传输协议，只对增量路由进 行发送，而非周期性的广播所有的路由信息。路由信息记录了它经过的自 治系统，是一种向量路由。 o s p f 是由网间工程任务组织( i e t f ) 的内部网关协议( i g p ) 工作组在 8 0 年代中期为i p 网络开发的一种路由协议。o s p f 具有两个主要特征： 一是开放性，o s p f 是面向大众的，其协议规范由r f c 2 3 2 8 规定：二是它 基于s p f 算法。o s p f 要求每个路由器将链路状态通告l s a 发送到相同 层次域内的所有其它路由器，有关连接接口、所有连接标准和其它变量信 息都包含在l s a 中。采用o s p f 协议的路由器首先必须接收有关的链路 状态信息，利用s p f 算法计算到达每个节点的最短路径。 i s i s 路由协议是o s i 定义的用于支持无连接网络服务( c l n s ) 的三个网络 层协议之一，主要是实现域内i p 路由选择，与o s p f 的区别是所有的主 流路由器和三层交换机都支持o s p f 协议，而i s i s 的协议只有部分设备 支持。 1 3 智能光网络控制平面整体软件架构 本文研究的智能光网络控制平面软件采用g m p l s 协议族，主要包括：o s p f , r s v p 和l m p 三个协议。该控制平面应该能够实现分布式的控制，自动指配，负 载均衡和带宽按需分配。通过执行这些功能，例如邻居发现，链路信息分发和拓 扑管理等，可以发挥网络的最优性能。 第一章智能光网控制层体系结构 图1 - 1 控制平面软件体系结构 图1 1 说明了控制平面软件的各个高层功能模块，它提供了软件总体结构。 高层模块的定义和高层模块的职责如下所示： l m p 模块：执行链路管理协议。l m p 模块处理和链路有关的任务，包括 控制信道管理，数据链路和t e 链路的管理。它可以完成链路连通性验证， 故障检测与定位。当控制信道，数据链路和t e 链路改变以后，它可以通 知链路管理器( l i n km a n a g e r ) 更新数据库中的内容。 o s p f 模块：实现o s p f t e 协议和进行路由管理。o s p f 模块包括两部分， 邻居管理器和数据库管理器。邻居管理器负责通知各类消息和通信。数据 库管理是路由的核心部分。同时，邻居管理器还要与系统管理器和链路管 理器交换信息。 r s v p 模块：实现r s v p 和路径管理。r s v p 模块由两部分组成，路径管 理和r s v p 的处理。路径管理负责信息处理，标签管理和路径管理。r s v p 进程主要包括通道请求，带宽预留和路径释放。路由管理器和r s v p 进程 都要通过l s d b 管理器来保存和请求资源信息。同时，路由管理器还要与 系统管理器及日志管理器交换信息。 t a s km a n a g e r ：任务管理器主要负责两方面的任务。首先，它进行消息 分派，负责在软件各个模块接收和转发内部消息。其次，它还负责将从 e m s 或管理装置中截取的消息转发至指定目的地。 s n m p a g e n t ：实现s n m pa g e n t 。s n m pa g e n t 在缺省端口或用户定义的 u d p 端口监听从e m s 传来的s n m p 消息。之后，将s n m p 消息转换成 软件各个模块都可以识别的内部消息。它还帮助该控制平面软件翻译所有 6 智能光网络路由及链路管理协议研究 从被管设备发来的事件通知，转换成s n m pt r a p s ，并将消息发送到相应的 网元管理系统( e m s ) 。出于安全考虑，s n m p a g e n t 可由客户激活或关闭。 l i n km a n a g e r ：该管理器管理本地的链路。作为控制平面软件的数据库管 理器，为本地的数据库提供单独的通道。它负责在控制平面软件重新启动 时，恢复所有的本地配置数据。 l o gm a n a g e r ：它将处理控制平面软件中各个模块的记录信息。所有这些 记录信息都是可以配置的。当处于缺省状态时，所有记录的信息都会在开 发中显示出来，但是在发布的产品中将只报告错误信息。 s y s t e mm a n a g e r ：这是控制平面软件中负责管理其它模块的启动顺序的模 块，同时负责监控它们的状态。当控制平面软件启动或重新启动时，它是 第一个被启动的应用程序。 本论文主要是关于这个软件中的链路管理协议( l m p ) d p 的链路属性关联模块 和o s p f 路由协议数据库管理和路由计算方面的设计和实现。 第二章l m p 协议研究与实现 第二章l m p 协议研究与实现 2 1 l m p 的功能 d w d m 等技术的使用意味着在两个直接相邻的节点间拥有大量的数据链路。 如果对如此众多的链路进行手工配置和控制，几乎是一件不可能的事情，为了解 决这个问题，在g m p l s 中引入了链路捆绑的概念，l m p 就是用来对这些捆绑链 路进行管理而引出的一个协议。l m p 运行于相邻节点之间的数据平面上，用于链 路提供和故障定位。g m p l s 信令和路由协议要求至少具有一个双向控制信道以 进行通信，l m p 可用于建立、维护和管理这些控制信道。 链路管理协议包括控制信道管理、链路属性关联、链路连通性验证和故障隔 离定位。其中后两项为可选项。 控制信道管理 控制信道是实现两相邻节点控制平面功能( 如信令、路由和管理信息) 的重 要基础。为了保证控制信道的可靠性，g m p l s 建立了专门的双向控制信道( 与 数据信道相隔离) 来处理两节点间众多的独立或绑定的链路。 控制信道配置好后，就开始使用一个“h e l l o ”协议来建立和维护两节点之间的 连接。“h e l l o ”协议分为协商阶段和保持阶段，协商阶段可以对一些基本参数进行 协商；保持阶段进行“h e l l o ”信息的传递。g m p l s 通过控制信道接口来管理和配 置控制信道( 每个控制信道接口可以包含多个控制信道) ，指定具体哪个控制信道 用来传输信息。控制信道可以采用显式配置，也可以采用自动配置。 链路属性关联 链路属性关联模块用来协商t e 链路的配置。如果t e 链路支持链路验证模块， 当属于t e 链路的所有数据链路都验证完毕后，该模块将被激活。而且链路属性 关联模块还可以由用户管理命令激活。交换链路属性可以动态改变链路的特性， 增加链路、改变链路保护机制、改变端口标识符等。 链路连通性的验证 链路连通性验证是一个可选的功能，在“h e l l o ”协议协商阶段会商讨是否启 用此功能。链路连通性验证模块主要用于验证数据链路的连通性，也可以在 r s v p t e 和c r - l d p 信令中用来交换链路的标识。验证数据链路的连通性可以通 过发送p i n g 类的测试消息逐一验证，测试信息是通过数据链路传输的。 故障隔离定位 故障定位对于网络运营非常重要。快速的故障定位是实现快速自愈和快速人 智能光网络路由及链路管理协议研究 为响应的前提。故障隔离定位的功能也是在“h e l l o ”协议协商阶段决定是否启用， 故障定位分为两个阶段：故障检测和故障通告。 2 2 l m p 系统设计 图2 - 1l m p 协议实现结构 图2 1 显示了l m p 协议的基本软件体系结构，包括以下软件模块： m 母管理：实现l m p m i b ，主要负责数据结构的创建和销毁。 邻居管理：选择主要控制信道发送l m p 协议消息。 控制信道管理：引导控制信道的建立，并且进行维护。 链路属性关联：检测在本地和远端之间的链路映射是否一致。 链路验证：自动检测一对邻接l m p 节点之间的链路映射。 故障定位：定位故障到特定的数据链路( 可选) 。 u n i 服务发现：实现服务发现功能( 可选) 。 协议消息处理：发送l m p 协议消息，负责接收和解析l m p 协议消 息并且传递给相应的模块。 l m p 软件的外部接口如下： m i b 接口：可存取所有的l m p 配置和管理消息。 数据链路管理接口：用来连接l m p 软件和数据链路管理供应者，而此数据链 路管理供应者负责与需要l m p 协议操作的数据链路硬件通信。它可用来： 第二章l m p 协议研究与实现9 发送t e s t 消息。 通知l m p 收到t e s t 消息。 通知l m p 数据链路发生故障。 在故障检测时测试数据链路。 在故障检测时确定上游和下游链路之间的连接。 通知l m p 特定数据链路的分配和解除分配。 s o c k e t 接口：l m p 协议消息作为u d p 数据报在p 控制信道上传送。s o c k e t 接口通过下面的i p 栈发送和接收l m p 协议消息。 2 3 链路属性关联的设计与实现 2 3 1 该模块与其它模块的联系 链路属性关联模块主要负责与邻居交换t e 链路和数据链路信息，包括一致配 置的确认，还管理t e 链路f s m 。 链路属性关联模块与链路验证模块紧密结合。 这个子模块使用的数据结构是t e 链路和数据链路控制块中的数据结构。 、这个子模块还使用t e 链路m i b 表项和数据链路m i b 表项中的配置信息。 l m p 链路属性关联用来检测t e 链路两端的属性是否一致。l m p 链路属性关 联在结合了链路验证的结果和每个节点的配置的信息后，对一对邻接l m p 节点之 间是否具有一致的接口标识符映射和链路属性进行确认。它包括l i n k s u m m a r y l i n k s u m m a r y a c k l i n k s u m m a r y n a c k 消息的交换，其中每个消息包括多个对象。 t el i n k 对象指示本地和远端t e 链路标识符之间的映射，必要时还有关于t e 链路的其它属性的信息，这些信息可以填写在保留域中。 d a t al i n k 对象指示本地和远端数据链路标识符之间的映射( 由链路验证或人 工配置确定) ，还有关于链路类型的信息。 链路属性关联中t e 链路是由哪些数据链路组成的信息是由接口栈表 ( i n f s t a c k t a b l e ) 获得。 1 0 智能光网络路由及链路管理协议研究 图2 - 2链路属性关联与其它模块的关系 链路属性关联模块与其他模块的关系如上图所示：在该图中并没有反映出与 链路属性关联关系十分密切的链路验证模块之间的关系，因为链路属性关联要求 对链路验证时，现在考虑的实现方式并不是直接通过这两个模块直接联系，而是 通过任务管理器进行两个模块间的协调工作。 控制信道模块与链路属性关联模块：主要通过发生事件( e v c c u p ) 和事件 ( e v c c d o w n ) 联系。 数据链路管理模块与链路属性关联模块：主要通过发生事件( e v d c u p ) 和事 件( e v d c d o w n ) 联系。 m i b 管理模块与链路属性关联模块：主要通过发生事件( e v l i n k c o r r ) 和事件 ( e v c o r r f a i l ) 、( e v c o r r s u c c ) 联系。 任务管理器通过协议消息处理模块通知链路属性关联需要的其他事件、消息 以及计时器超时的事件。 m i b 管理为t e 链路和数据链路提供一些配置和属性信息。同时也通过管理命 令激活链路属性关联。 2 3 2 触发机制 2 3 2 1 关于触发模块工作事件 链路属性关联模块是在一些特定情况下被l m p 管理面所调用，下面所描述的 事件介绍了会引起l m p 调用属性关联模块的具体的情况： 第二章l m p 协议研究与实现 e v s e n d l s m 事件 当系统管理层需要对某t e 链路进行属性关联时，它就会通知l m p 管理面对 某条t e 链路进行属性关联，l m p 管理面收到命令后会调用l i n k s u m m a r y 消息封 装函数l i n k s u m m a r y m s g c r t ( s t r u c tl m p t e l i n k c b ) 和发送消息函数 s e n d l i n k s u m m a r y m s g ( s t r u c tb u f ，s t r u c tl m p t e l i n k c b 宰) 。 e v r c v l s m 事件 当l m p 管理面收到l i n k s u m m a r y 消息后会调用处理消息的函数 r e c v l i n k s u m m a r y p r o c e s s ( s t r u c tl m p t e l i n k c b + ，v o i d ) ：对l i n k s u m m a r y 消 息进行解析，同时根据比较的结果封装a c k 或n a c k 消息。调用函数 r e s p o n d l i n k s u m m a r y m s g ( s t r u c tb u f 幸，s t r u c tl m p t e l i n k c b 奉) ：发送反馈消息，同 时若封装的是n a c k 消息时会向系统管理层发送错误报告。 e v r c v a c k o r n a c k 事件 当l m p 管理面收到l i n k s u m m a r y 的反馈消息时，会调用反馈消息的处理函数 r e c v l i n k s u m m a r y r e s p o n d ( v o i d ，s t r u c tl m p t e l i n k c b ) ：根据判断接收的是 a c k 还是n a c k 消息向系统管理报告关联结果。 e v s u m r e t 事件 当重传计时器到时，l m p 管理面会再一次调用发送消息函数 s e n d l i n k s u m m a r y m s g ( s t r u c tb u f ，s t r u c tl m p t e l i n k c b ) ：发送l i n k s u m m a r y 消息( 重传次数没有达到规定次数) 。 e v d c u p 事件 当得知有一条或多条数据链路通过了链路验证分配到t e 链路中时，系统管理 层会通知l m p 管理面，l m p 管理面得知d c u p 情况发生后，会调用d c u p 的处 理函数d c u p ( s t r u c tl m p t e l i n k c b + ) ：状态转移( d o w n - - i n i t ) 。 e v d c d o w n 事件 ：一 当t e 链路的最后一条数据链路被删除时，系统管理层会通知l m p 管理面， l m p 管理面得知d c d o w n 情况发生后，会调用d c d o w n 处理函数d c d o w n ( s t r u c t l m p t e l i n k c b宰) ：t e链路控制块的状态进行状态转移 ( u p - d o w n ，i n i t - 一 d o w n ，d e g d o w n ) ，若正在关联则取消关联过程，报 告关联失败。 e v c c u p 事件 当第一条控制信道被激活时，控制信道管理模块会通知l m p 管理面，l m p 管理面得知c o u p 情况发生后，会调用c c u p 的处理函数c c u p ( s t r u c tl m p t e l i n k c b 枣) ：将t e 控制块的c c f l a g 域置为t r u e 。同时t e 链路控制块状态位若处于d e g 状态则进行状态转移( d e g - - u p ) ，向系统管理报告状态恢复事件。 e v c c d o w n 事件 1 2智能光网络路由及链路管理协议研究 当不再有u p 状态的控制信道时，控制信道管理模块会通知l m p 管理面，l m p 管理面得知c c d o w n 情况发生后，会调用c c d o w n 的处理函数v o i dc c d o w n ( s t r u c t l m p t e l i n k c b 幸) ：将t e 控制块的c c f l a g 域置为f a l s e ，同时t e 链路控制块状 态位若处于u p 状态则进行状态转移( u p 专d e g ) ，向系统管理报告降级事件。若 正在关联则取消关联过程，报告关联失败。 初始触发执行链路关联的是控制信道管理子模块，当到特定邻居的第一个控 制信道到达u p 状态时，控制信道管理模块会触发链路属性关联的执行，也可以是 m i b 管理实体直接发送的关联命令。如果支持验证，应该验证后再关联；如果支 持验证而先前没有验证，那么控制信道管理模块会产生e v v e r i f y 事件触发链路验 证f s m ，否则，产生e v c c u p 事件给相应状态机。 当管理员显式触发t e 链路链路属性关联时，m i b 管理调用c o r r t e l i n k u p ( ) 。 当管理员显式停止t e 链路链路属性关联时，调用c o r r t e l i n k d o w n ( ) 。这会 停止所有在进展中的链路属性关联和相应数据链路的链路验证。 当管理员显式销毁t e 链路链路属性关联时，调用c o r r t e l i n k d i s t r o y ( ) 。这会 停止所有在进展中的链路属性关联和相应数据链路的链路验证，并且销毁有关的 数据结构。 2 3 2 2 报告关联结果的事件 前边所描述的状态机事件现在只作为隐性事件处理，即它是用来描述状态机 发生状态转移的条件和情况，有些并不直接触发状态机的操作。 以下描述的事件均封装为事件消息，用来向系统管理层报告链路属性关联有 关信息。 事件e v u p t o d e g 的产生 当没有激活的控制信道可供使用时，若t e 链路原处于u p 状态，则l m p 的 管理实体会封装事件消息e v u p t o d e g 发送给系统管理，通知t e 链路发生了降级。 事件e v d e 舒o u p 的产生 当第一条控制信道被激活时，若t e 链路原处于d e g 状态，则l m p 的管理实 体会封装事件消息e v d e g t o u p 发送给系统管理，通知t e 链路被激活。 事件e v n o d c u p 的产生 当t e 链路处于d o w n 状态时，若收到要求属性关联的命令，则l m p 的管理 实体会封装事件消息e v n o d c u p 发给系统管理，通知关联失败。 当t e 链路在属性关联的时候，若最后一条数据链路变为d o w n 状态时，则该 次关联失败，则l m p 的管理实体会封装事件消息e v n o d c u p 发给系统管理。 事件e v n o c e u p 的产生 第二章l m p 协议研究与实现 当收到要求属性关联的命令时，或正在进行属性关联时，没有激活的控制信 道可用，则l m p 的管理实体会封装事件消息e v n o c c u p 发给系统管理，通知关联 失败。 事件e v i n v e f i f y 的产生 当t e 链路正处于验证状态时，无法进行链路属性关联，则l m p 的管理实体 会封装事件消息e v l n v e r i f y 发给系统管理，通知目前处于验证状态。 事件e v r e t r y f a i l 的产生 当重传定时器到期时，若重传次数达到规定的最大重传次数，则不在发送关 联消息，l m p 的管理实体会封装事件消息e v r e t r y f a i l 发给系统管理，通知关联失 败。 事件的c o r r e r r o r 的产生 当l i n k s u m m a r y 消息的接收方收到该消息后发现消息中不匹配的参数，会返 回给发送方l i n k s u m m a r y n a c k 消息，同时会封装事件消息c o r r e r r o r 发送给系统管 理，报告错误的详细信息。 当l i n k s u m m a r y 消息的发送方收到来自于接收方的l i n k s u m m a r y n a c k 消息 后，会封装事件消息c o r r e r r o r 发送给系统管理，报告错误的详细信息。 事件e v c o r r s u c c 的产生 当收到l i n k s t m u n a r y a c k 消息时，l m p 的管理实体会封装事件消息e v c o r r s u c c 发给系统管理，通知关联成功。 2 3 3 数据结构 2 3 3 1 本地数据块 图2 3 表示了在l m p 协议发生交换后的数据结构的典型布置。单箭头表示从 一个控制块到另一个控制块的指针( 例如，数据链路控制块包含指向t e 链路控制 块的指针，用来说明数据链路和t e 链路之间的关联) ，双箭头表示一个控制块包含 以树的形式表示的其它控制块集合( 例如，邻居控制块包含t e 链路控制块树) 。 1 4 智能光网络路由及链路管理协议研究 图2 - 3l m p 协议运行后的数据结构 本地数据块主要包含三部分，它的数据结构如下所示： 数据结构管理：是l m p 使用的其它大部分数据结构的a v l 树根，加上用来 定时重传消息的时间链表控制块。 缓存管理：存储关于l m p 对d l m 和s o c k e t 接口的当前缓存需求的信息。 接口管理：用来控制l m p 的不同外部接口的信息，例如进程和队列标识符。 5 l 工_ u o l 加i ，l u c a l s t r u c ta v l1 t r e e* p t l m p n b r t r e e s t r u c tl m p d a t a m g m t* p t l m p d a t a m g m ts t r u c ta vll t r e e木p t l m p c c t r e e s t r u c tl m p b u f m g m t * p t l m p b u f m g m t s t r u c ta v l1 t r e e 宰p t l m p t e l i n k t r e e s t r u c tl m p i n f m g m t * p t l m p i n f m g m t s t r u c ta v l l t r e e * p t l m p d a t a l i n k t r e e s t r u c ta v l l t r e e 木p t l m p i n f s t a c k t r e e s t r u c tl m p b u f g m t p w o r d d w s c k b u f p w o r d d w d l m b u f t 一一t 一! u 一 图2 - 4本地数据块 l m p 的所有模块都要使用本地数据块。然而，本地数据块的一些内容与特定 模块的联系比较紧密。例如，接口管理模块负责本地数据块的接口管理。 第二章l m p 协议研究与实现 2 3 3 2 控制块 t e 链路控制块 t e 链路控制块的数据结构如图2 5 所示： t e 链路控制块主要由链路属性关联和链路验证模块操作。 数据链路控制块 数据链路控制块的数据结构如图2 - 6 所示： 数据链路控制块主要由链路验证模块、链路属性关联模块和u n i 服务发现模 块操作。注意：在这里只描述了本模块需要使用的控制块：t e 链路控制块和数据 链路控制块。 s t r u c tl m p t e l i n k c b b y t e u c c b t y p e s t r u c tl m p t e l i n k e n t r yt t e l i n k e n t r y s t r u c tl m p l i n k v r f y e n t r y t l i n k v r f y e n t r y b y t eu c a c v lin k v r f y e v e n t b y t e u c a c v l i n k v r f y s t a t e b y t e u c p s v l i n k v r f y e v e n t b y t eu c p s v l i n k v r f y s t a t e d w o r dd w v e r i f y i d d w o r d d w b e g i n v e r i f y m e s s a g e l d d w o r d d w m e s s a g e i d d w o r dd w t e s ti n g d a t a l i n k b y t e u c w o r k f l a g b o o l b c c f l a g d w o r d d w r e t r y f l a g d w o r dd w r e t r y i n t e v a l 3 w o r d d w u p d a t a l i n k c o u n t s t r u c tl m p n b r c b * p t l m p n b r c b s t r u c ta v i1 t r e e 木p t d a t a l i n k t r e e s t r u c ta v l n o d e * p t t e n o d e s t r u c tb u f * p t l i n k s u m m s g s t r u c tl m p d a t a l i n l 凸 b y t e u c c b t y p e s t r u c tb 嗽m l i r k f n t - r yt d a t a l i n k e n t r y b m u c a c v d a t a l i n k e v e n t b 弧妣t a l i n k s t a t e b mu c p s v 1 a t a l i n k e v e n t b 慨 u c p s v l n t a l i n k s t a t e b n e u c a c v p s v m a t c h f l a g s t i t l c ta v l n o d e * p t d a t a l i n k n o d e s t r u c tl , n p t e l i n k ( b * p t l m p t e l i n k o o 图2 5t e 链路控制块 图2 - 6 数据链路控制块 2 3 4 有关的消息数据结构 l l v i p 消息是由l m p 对象组成的，例如l i n k s u m m a r y m s g 消息由s t r u c t c o m m o n h e a d e r , s t r u c tm c s s a g e i d ，s t r u c tl i n k l d ，s t r u c tt e l i n k ， 对象组成。目前定义了1 4 个l m p 对象，其中与链路属性关联有关的数据 结构类型分别为：s t r u c tc o r m n o n h e a d e r 、s t r u c tl i n k l d 、s t r u c tm e s s a g e l d 、s t r u c t 1 6 智能光网络路由及链路管理协议研究 t e l i n k 、s t r u c td a t a l i n k 、s t r u c te r r o r c o d e 。目前定义了1 6 个l m p 消息，其中与链 路属性关联有关的数据结构类型分别为： s t r u e tl i n k s u m m a r y ( m s gt y p e214 ) l i n k s u m m a r y 消息用来同步t e 链路的i n t e r f a c ei d s 和关联t e 链路的属性 ：= 【 】 当链路不在验证过程中时，可交换l i n k s u n u n a r y 消息。l i n k s u m m a r y 必须 周期性传输直到：( 1 ) 节点收到l i n k s u m m a r y a e k 或l i n k s u m m a r y n a c k 消息，或 ( 2 ) 到达重试次数并且没有收到l i n k s u m m a r y a c k 或l i n k s u m m a r y n a c k 消息。 重传间隔和重试次数都是本地配置参数。 。 s t r u c tl i n k s u m m a r y a c k ( m s gt y p e = 15 ) ：2 l i n k s u m m a r y a c k 消息用来指示对i n t e r f a c ei d 映射和所有的链路参数取得了 一致意见。在收到这个消息时，把本地节点与这个l i n ki d 关联。 s t r u c tl i n k s u m m a r y n a c k ( m s gt y p e = 16 ) l i n k s u m m a r y n a c k 用来指示对不可协商参数的意见不一致或建议可协商参数 的替代值。达成