（计算机应用技术专业论文）传输网以太业务mpls带宽管理的研究与实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 当前，同步数字体系( s d h ) 仍然是电信网的主要传输技术。随着数据业务 的迅速发展和波分复用( w d m ) 技术的不断应用，s d h 技术也在不断发展和完 善当中。对于如何满足企业用户日益增长的带宽多业务需求，利用现有s d h 传输系统承载以太业务成为近年来传输技术发展的热点之一，同时也出现了多 种解决方案，如基于s d h 的多业务传送平台( m s t p ) 、基于分组的多业务传送 平台( r p r ) 、基于w d m 的多业务传送平台等。然而，传输技术的多样性使得 运营商的网络构建变得日益复杂，这对于如何在现有各类传输网技术基础上构 建统一的以太业务的管理提出了新的挑战。 本文所研究的课题来源于某通信设备商传输网以太业务管理商用项目。以 太业务管理属于电信管理网( t m n ) 的网络管理层，所管理的本地传输网涉及采 用多种传输技术的网络域，包括s d h 网络、m p l s 网络及电信以太网。以太 业务管理的目标就是在跨越多个传输域的传输网络上实现统一的以太网业务 承载，具体的管理内容包括：网络拓扑管理，业务管理，流量带宽管理，告警 管理等。作者参与了整个系统项目的分析与设计，设计并实现了以太业务管理 系统的访问会话关1 2 ( s e s s i o n ) 及m p l s 管理组件。本文深入研究了本地传输网 的网络体系结构，并建立了相应的业务对象模型，讨论了系统设计与实现中的 关键技术问题及其在本系统中的应用情况，最后阐述s e s s i o n 及m p l s 业务组 件各个模块的设计与实现过程。 在整个网络管理系统的设计和实现中采用c o r b a 作为其基础开发平台。 综合运用c o r b a 的各类服务构建分布式的网络管理系统。系统s e s s i o n 的设 计中采用c o r b a 动态调用( d i i ) 和动态框架( d s i ) 联合运用的方式，构建了一个 灵活、易扩展的系统访问关口；m p l s 的以太业务管理实现了m p l s 网络拓扑 管理、网络实体管理、流量带宽管理、告警管理等。整个系统的设计中考虑并 综合运用了各种设计模式，使得所开发的系统具有较好的稳定性和可扩展性。 目前，系统已投入商业使用，取得了良好的经济效益。 关键词：传输网承载以太业务；m p l s ：带宽管理；c o r b a ；动态框架接口： 动态调用接口 a b s t r a c t a t p r e s e n t ，t h es d h ( s y n c h r o n o u sd i g i t a lh i e r a r c h y ) r e m a i n st h em a i n t r a n s p o r tt e c h n o l o g yo ft h et e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n t o fd a t as e r v i c ea n dt h ew i d ed e p l o y m e n to fw a v e l e n g t hd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g ( w d m ) ，s d ht e c h n o l o g yi sc o n s t a n t l yd e v e l o p i n ga n dc o n s u m m a t i n g h o wt o s a t i s f yt h ei n c r e a s i n gd e m a n do fb a n d w i d t hs e r v i c e si n s p i r e db ye n t e r p r i s eu s e r s a n dt ou s et h ea v a i l a b l es d h t r a n s p o r tn e t w o r kt oc a r r ye t h e m e ts e r v i c e sb e c o m e s o n eo ft h ef o c u s e so nt r a n s p o r tt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n ti nr e c e n ty e a r s ，a n dt h e r e a r em a n ys o l u t i o n sw h i c hh a v eb e e np r o m o t e d ，i n c l u d i n gm u l t i p l es e r v i c et r a n s p o r t p l a t f o r m ( m s t p ) b a s e do ns d hn e t w o r k , p l a t f o r mb a s e do np a c k e tn e t w o r k ( r p r ) a n dp l a t f o r mb a s e do n 1 d m e t c h o w e v e r , t h ev a r i e t yo ft r a n s p o r tt e c h n o l o g y m a k e st h eo p e r a t o rn e t w o r ks t r u c t i o n sc o m p l i c a t e dd a yb y d a y , w h i c hh a sb r o u g h ta n e wc h a l l e n g ea b o u th o wt oc o n s t r u c tau n i f i e de t h e l n e ts e r v i c em a n a g e m e n to v e r c u r r e n tt r a n s p o r tt e c h n o l o g yd o m a i n s t h es u b j e c ts t u d i e db yt h i st h e s i sw a si n s p i r e df r o mac o m m e r c i a lp r o j e c to f e t h e r n e to v e rt r a n s p o r tn e t w o r km a n a g e m e n tp r o m o t e db yo n ec o m m u n i c a t i o n e q u i p m e n tm a n u f a c t u r e r 1 1 1 ee t h e r n e ts e r v i c em a n a g e m e n tb e l o n g st ot h en e t w o r k m a n a g e m e n tl a y e ro ft 时a n di t sn a t i v et r a n s p o r tn e t w o r kt ob em a n a g e dr e f e r st o k i n d so ft r a n s p o r tt e c h n o l o g yd o m a i n ，i n c l u d i n gs d hn e t w o r k ，m p l sn e t w o r ka n d t e l e c o m m u n i c a t i o ne t h e r n e tn e t w o r k t h eg o a lo fe t h e m e ts e r v i c em a n a g e m e n tw a s t or e a l i z eau n i f i e de t h e m e ts e r v i c e m a n a g e m e n to v e rm u l t i p l et r a n s p o r t t e c h n o l o g y d o m a i n s 1 1 1 em a n a g e m e n tf u n c t i o n sw e r er a n g e df r o mn e t w o r k t o p o l o g ym a n a g e m e n t ，s e r v i c e sm a n a g e m e n t ，t r a f m cb a n d w i d t hm a n a g e m e n tt o a l a r mm a n a g e m e n t n ea u t h o rh a dp a r t i c i p a t e di nt h ea n a l y s i sa n dd e s i g no ft h e w h o l es y s t e m ，a n dt h ed e s i g n e da n dr e a l i z e do ft h es e s s i o na c c e s sg a t eo ft h e e t h e m e tm a n a g e m e n ts y s t e ma n dt h em p l sb u s i n e s sc o m p o n e n t ad e e pr e s e a r c h o nt h en e t w o r ka r c h i t e c u t u r eo fn a t i v et r a n s p o r tn e t w o r kh a db e e nm a d ea n dt h e c o r r e s p o n d i n ga n a l y s i so fb u s i n e s so b j e c tm o d e l sh a db e e nm a d e ad e 印d i s c u s s i o n o fa l lk i n d so ft e c h n o l o g i e sa p p l i e di nt h i ss y s t e md e s i g na n di m p l e m e n tw a sa l s o p e r f o r m e d f i n a l l y ，t h ep r o c e d u r eo fd e s i g na n di m p l e m e n to ft h es e s s i o na n d m p l sb u s i n e s sc o m p o n e n tw e r ed e s c r i p t e d 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i i 页 c o r b aw a st h eb a s i cd e v e l o p m e n tp l a t f o r mi nt h ed e s i g na n di m p e l e m e n to f t h ew h o l eb a n d w i d t hm a n a g e m e n ts y s t e m m a n yk i n d so fc o r b as e r v i c e sw e r e u s e dt oc o n s t r u c tad i s t r i b u t e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m t h ej o i n ta p p l i c a t i o no f c o r b ad y n a m i ci n v o k ei n t e r f a c e ( d i i ) a n dc o r b ad y n a m i cs k e l e t o ni n t e r f a c e ( d s i ) w a sa d o p t e dt o c o n s t r u c taf l e x i a b l ea n de x t e n d a b l e s y s t e m a c c e s s g a t e ( s e s s i o n ) t h ef u n c t i o n so fe t h e r n e tm a n a g e m e n to fm p l sw e r ec o m p o s e do f m p l st o p o l o g ym a n a g e m e n t ，t r a f f i cm a n a g e m e n t ，d a t am a n a g e m e n ta n da l a r m m a n a g e m e n t ，e t c m a n yk i n d s o fd e s i g n p a t t e r n ，w h i c h m a d et h e s y s t e m a r c h i t e c t u r eb em o r ef l e x i b l ea n dm o r es t a b l e ，w e r ec o n s i d e r a t e da n dw i d e l yu s e di n s y s t e md e s i g n a tp r e s e n t ，t h ee t h e r n e tb a n d w i d t hm a n a g e m e n ts y s t e mh a v eb e e n d e p l o y e df o rc o m m e r c i a lo p e r a t i o n k e yw o r d s ：e t h e m e to v e rt r a n s p o r t ；m p l s ；b a n d w i d t hm a n a g e m e n t ；c o r b a ； d s i ；d i i 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密瓯使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“寸) 学位论文作者签名：曹中织尸 指导老师签名： 谬以冯 日期：夕嘶j 月，多曰日期：川，f tf 扩 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本学位论文的主要创新点如下： 1 通过对c o r b a 动态机制的研究，提出了一种隔离系统访问客户端与 实现服务端的接入关口模型。它具有功能接口可授权、安全验证机制 及动态增减服务端功能接口等特性。 2 在现有传输网网管系统基础上，扩展出能够承载以太业务的带宽管理 系统，相比现有基于网络管理的传输网管系统，以太业务网管能更快 地响应客户需求、部署跨越多个传输域的端到端的以太业务、满足客 户多粒度的带宽需求和服务质量。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 课题背景及研究意义 口的出现改变了电信网的业务结构。近年来，数据业务已经逐渐成为整个 电信业务的主导业务。这个发展趋势映射到传输网中，如何解决数据业务的传 送问题成为传输网演进的主线技术之一，并由此出现了一系列相关的技术，如： 点到点协议( p p p ) 方案m 、l a p s 方案1 3 4 1 、r p r 集成到s d h 的方案【5 6 】，以及通 用成帧协议( g f p ) 方案f 7 】等。当前，城域以太网市场正逐步增长，同时s d h 在 城域网中已经有了大量部署，为保护运营商既有的s d h 投资，如何利用现有 的s d h 传输网络承载以太业务成为近年来传输网技术研究的热点f 8 l 。 目前，城域以太网需要满足用户的多种需求，包括提供点对点、点对多点、 多点对多点等多种线路类型，不仅能够提供尽力而为的服务，而且可以以适当 的粒度提供保证带宽的服务。在业务方面，城域以太网不仅需要支持传统的时 分复用( t d m ) 业务，还要支持i p v p n 与具有q o s 保障的v o i p 业务、光纤通 道存储业务以及不断增长的以太网业务等嗍。因此，电信级的城域网络平台需 要具有良好的灵活性、可扩展性、可靠性以及可管理性，能够灵活地进行电路 指配、具有低成本地支持话音、数据和视频等多种业务的能力。 电信网管系统是保持电信网正常运行和服务的支撑系统之一，强大的网管 系统能对电信网络实施有效的控制和管理，提高电信网的运行效率和可靠性， 实现电信网的自动化和标准化的运行、维护和管理( o a m ) ，促进网络及业务的 开展。当前电信网络的异构性以及电信业务的多样性，对电信网管系统的要求 越来越高。在全球电信业重组及市场竞争越来越激烈的形势下，电信厂商的竞 争重点已经转入业务运营的竞争，是否具备强大的业务网管系统已经成为电信 厂商竞争的重要手段。本课题来源于某大型通信设备厂商传输网以太业务带宽 管理商用项目，主要管理传输网中多种宽带业务的传送，为宽带网络运营商和 业务提供商实现业务收入的增值服务，提供城域范围内的高速互连、信息共享 ( 如企业级v p n 服务) 、高速i n t e m e t 访问，以及承载视频、音频等多媒体业 务。 构建传输网的以太业务带宽管理的意义在于：在当前的传输网管网络层管 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 理系统上扩展以太业务管理，使得现有的传输网可以提供更多的以太增值业 务；将各个传输网络域的以太业务管理统一起来以实现跨传输域的以太业务支 撑；分布式的系统架构设计使得现有和未来的网管系统能协调工作并共同完成 业务的支撑，保护现有网管系统的投资并易于扩展未来可能会出现的新系统。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 传输网承载以太业务研究现状 为了适应网络与业务的发展需求，以及对传输网承载分组业务进行技术规 范，r r u t 等标准化组织正对分组网络的体系架构和业务开展研究。特别是对 光传输网( s d h o t n ) 承载以太网，即传输网承载以太网e o t t 1 2 ，1 3 ( e t h e r n e to v e r t r a n s p o r tn e t w o r k s ) 是目前r r u - ts g l 5 的一项重要研究课题。研究的内容主要 有：以太网的传送功能架构、网络分层、以太网业务分类及业务特性、以太网 业务的复用映射、e o t 的u n i 和n n i 、e o t 的管理、e o t 的生存性、e o t 的服务质量q o s 与安全等。同时，s g l 5 正在开展利用m p l s 作为以太网服务 层网络对以太网进行传送的研究，如e v p lo v e rm p l s 0 4 1 。考虑到t d mo v e r e t h e r n e t 的应用，s g l 5 还拟开展以太网电路仿真【l 习( e c s ，e t h e r n e tc i r c u i t s i m u l a t i o n ) 的研究。目前，r r u t 已制定了一系列的e o t 建议i t l ，1 2 , t 3 1 。 1 1 r u t 从网络的角度来研究e o t ，而m e f 则从用户的角度对e o t 进行研 究。作为研究内容的两个方面，两者具有互补性。网络观点认为：网络运营商 可以定义自身网络并对其业务及相应的设备进行管理，还可以选择是否将这些 业务以s l a ( s e r v i c el e v e la g r e e m e n t ，服务等级协议) 的形式呈现给用户或内部 使用。而用户观点认为，从用户侧看待运营商网络，对于用户来说网络配置、 拓扑或管理等相关信息是不可见的，性能测量是判断运营商网络服务质量的主 要手段。目前，m e f 正在开展对以太网业务的定义工作，代表性技术文件有 以太网业务模型、以太网业务定义以及以太网业务的管理等。除此之外，i e e e 也在对以太网的传送相关的标准化研究，并制定了一系列与之相关的i e e e 标 准7 l 。 总之，从发展趋势来看以太传送网将逐步演进成一种新型的传送网。目前 i t u t 等国际标准化组织以及各大电信运营商、设备制造商、芯片制造商都在 全力以赴开展这方面的研究。研究中发现以太网与光传送网的结合是实现电信 级以太网的基础，并逐步向基于以太网的多业务传送与交换的方向发展，同时， 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 在新型光传送网( 如自动交换光网络智能光网络f i s l ) 的研究中也充分考虑到以太 网传送和以太网业务这一发展趋势。 1 2 。2 传输网网管系统研究现状 随着传输网网络规模的不断扩大，简单的网络管理系统已不能满足开放业 务的需要，运营商逐步地将注意力从网络本身的管理转向对网络业务的管理， 提出“网络就是业务，对网络的管理就是对业务的管理”。到目前为止，传输网 管系统的发展经历了以下三个阶段的发展： 第二- 阶段：基础平台建设阶段。这一阶段，随着网络规模的不断扩大和更 新，网络运营商也在引进不同的网络管理产品，如h po p e nv i e w 1 9 、c i s c o w o r k s t m 等产品来完善网络管理系统。 第二阶段：网管系统整合阶段。引进的的网管产品越多，意味着网络管理 越趋于复杂，需要运营商投入更多的人力来维护网络系统，因此网管系统的整 合是其发展的必然趋势。网管整合包括两个层面：其一是系统整合，即将网管 系统尽可能地整合在一起，实现统一的数据采集，一体化的数据处理、统一的 管理界面；其二是业务整合，即将与i t 运营相关的各个业务系统，如业务开 通、业务保证、计费以及安全管理等整合在一起，建立运营支撑系统【z t 】。 第三阶段：网络业务管理阶段。当网络运营相对可靠时，网络运营商逐渐 将注意力从网络本身转向网络业务 2 2 1 。同时，为了不断满足客户新的需求和竞 争的需要，运营商也面临着服务质量提高带来的对网络管理系统提出的新要 求，如传输网以太专线业务，客户提出要求按带宽或者使用量收费。随着业务 竞争白热化，运营商必须考虑如何最大限度地满足客户的需求，能够按客户需 求提供按需带宽服务，从而增加收入来源并最大程度的利用带宽、降低网络建 设成本。 因此，新一代的传输网网管系统将从面向网络设备的管理向面向网络业务 的管理方向发展，将是以网络设备管理为基础、面向网络业务的网管系统。业 务网管具有明显的优势，可以降低运行维护成本，为网络规划和扩容提供了数 据依据，还可以提供增值服务，能够优化网络及其服务性能，减少用户在网管 方面的投资。 1 2 3 传输网网管技术发展现状 传输网管系统是一个复杂的系统，涉及电信传输技术和计算机技术等各个 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 领域的内容。目前传输网网络管理用到的技术很多，新的网络管理技术也不断 出现。常用的网络管理技术有：基于t m n 的面向电信网的网络管理技术；基 于c o r b a 的面向网管系统互联的网络管理技术；基于w e bs e r v i c e 的网络管 理技术及各种网管开发技术的结合等。 1 2 3 1 基于t m n 的网管技术 t m n t 2 l ( t e l e c o m m u n i c a t i o n sm a n a g e m e n tn e t w o r k ) 是n u t 提出来的关于 网络管理系统化的解决方案。t m n 的基本概念是提供了一个有组织的网络结 构，以取得各种类型的操作系统之间以及操作系统与电信设备之间的互联。它 是一个完整的独立的管理网络，由各种不同应用的管理系统按照t m n 标准接 口互连而成的网络。m 3 0 1 0 建议 2 3 1 给出了t m n 的原则，规范性地描述了一个 电信管理网的层次结构、功能结构、逻辑结构和以c m i p g d m o 为核心的接口 规程和信息模型。 t m n 的原则已被大家广泛接受，在制定具体网管项目的技术规范时都无一 例外地采用了t m n 的五层结构和五大功能【2 4 】的概念。但是在实际应用中， 多数厂商都没有提供q 3 接口【：5 】，而实际投入应用的网管系统也大多没有完全 采用t m n 的平台和信息模型，但不能说t m n 已经过时，它在网元层信息模 型、故障管理、性能管理方面都有了规范的方式和信息模型，对实际应用有很 好的指导作用。作为电信运营企业，应充分利用t m n 及相关的标准和技术。 1 2 3 2c o r b a 与t m n 集成的网管技术 c o r b a t 2 6 1 ( c o m m o no b ! j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ) 是一种与平台无关 的分布式体系结构，由o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 提出，并已获得了广泛 的应用。c o r b a 的核心是o r b ( o b j c e tr e q u e s tb r o k e r ) ，它管理各对象间的通 信和数据交换，通过允许用户装配来自不同厂商的构件对象来组成所需系统， 实现分布式对象系统的互操作性。c o r b a 技术在复杂业务对象建模方面是一 种较好的选择，而t m n 管理环境适合于大量简单细粒度的对象 2 7 1 ，c o r b a 环 境适于少量复杂、粗粒度的对象 2 4 。c o r b a 提供的环境可定义、实现、传送 和访问对象，也支持将对象的实现和定义分离，这样，业务对象可迅速地被设 计、实现、配置和管理。接口定义语言可提供方法来描述对象的复杂操作和定 义调用这些操作的接口，所有这些特性使得c o r b a 技术成为实现t m n 业务 和业务管理的理想选择。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 尽管c o r b a 技术具备以上各种优势，但一般认为它不适合t m n 网元管 理f 2 9 】。可以充分利用c o r b a 和t m n 的各自优势，在网元级采用t m n 思想， 而在网络级和业务级采用c o r b a 技术来统一不同设备厂家的网元级系统。目 前，t m n 技术和分布式处理技术都还处在不断发展之中，随着c o r b a 技术 的日益成熟，相信在t m n 领域，一定可以构造出更具开放性和能更好支持分 布式的应用系统。 1 2 3 3 基于w e bs e r v i c e 的网管技术 w e bs e r v i c e 在现有的各种异构平台基础上构建了一个通用的与平台无关、 语言无关的技术层，各种不同平台之上的应用依靠这个技术层来实施彼此的连 接与集成，并以此来构建一个理想的分布式计算平台。w e bs e r v i c e 具有分布 式、跨平台、提供开放的x m l 接口、通过w e b 访问、可重用、具有良好的封 装性等特点。在网络管理中应用w e bs e r v i c e 技术，可以大大提高基于w e b 的 网络管理应用的通用性【3 0 】。 将w e bs e r v i c e 概念引入网络管理的应用中，是对网络管理的发展的有益 尝试。w e bs e r v i c e 提供一个中立的平台来集成不同设备提供商的网络管理应 用，依靠w e bs e r v i c e ，用户可以对不同设备提供商的设备进行统一的管理， 使得网络管理向前迈一大步。尽管这种方式有不少优点，但也有明显的不足1 3 0 1 ， 如：w e bs e r v i c e 服务在多重组件间转换降低了效率。相信随着w e bs e r v i c e 和 网络技术的不断成熟，它的不足将得到解决，它的应用也会越来越广泛。 1 2 3 4 多种网络管理技术的结合 目前各种网络管理技术出现了融合的趋势，r r u t 已同意把t m n 的原则 与具体实现技术分开，采纳c o r b a 、s n m p 、j 2 e e 等技术，并进行基于c o r b a 的网络管理框架研究。目前，网元管理层继续倾向于采用q 接口，而网络层倾 向采用以c o r b a 为基础的q 接口【3 1 1 ，在业务层上则一致认为应采用c o r b a 。 1 3 本文的工作内容及论文内容安排 本论文首先研究了传输网承载以太业务的三层网络体系结构，包括核心层、 m p l s 传输层及以太业务层，并对传输网所能承载的以太业务类型进行了描述。 深入讨论了传输网以太业务带宽管理系统软件框架的设计及其各管理组件的 管理职能，建立了各个层次的业务对象模型；对带宽管理系统中所涉及到的一 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 些关键技术问题如c o r b a 名字与事件通知服务、设计模式的综合应用及网络 数据获取机制进行了详细的阐述。最后是系统s e s s i o n 访问关1 ：3 和m p l s 以太 业务管理组件的设计与实现。在整个项目的研发过程中，作者参与了项目的分 析、设计及实现，承担了系统s e s s i o n 访问关口及m p l s 管理组件的绝大部分 的设计及实现工作。本论文共分六章，各章的主要内容如下： 第一章为绪论，主要阐述本论文研究课题的来源以及国内外研究现状、技 术背景和研究意义。说明了论文的研究内容及章节结构安排。 第二章传输网承载以太业务研究，对于本地传输网结构进行了深入的研究， 包括传输网核心层网络结构、m p l s 传输层网络结构及以太业务层网络结构。 第三章以太业务带宽管理分析与总体设计，首先对以太业务带宽管理系统 在整个传输网网管体系中所处的位置及所发挥的作用做了简要概述。然后从总 体的角度划分了带宽管理的各个业务组件，包括e o t 、m p l s 和c o r e 。最后 详细描述了各个业务组件从功能模块划分及接口设计，并给出了各个组件的业 务对象模型。 第四章是关键技术研究。主要对带宽管理系统设计与实现中所应用到的 c o r b a 技术、设计模式、数据获取方法等进行了分析研究并阐述了各项技术 在带宽管理系统中的应用情况。 第五章详细描述了s e s s i o n 访问模块的设计与实现。s e s s i o n 模块的设计原 理是运用c o r b a 动态调用( d i i ) 与动态框架( d s i ) 技术相结合的方式，构建一个 安全、较稳定、易扩展的带宽系统访问关口。 第六章m p l s 子网带宽管理的设计与实现，本章详细介绍了m p l s 服务组 件中各个管理模块的设计及实现过程，包括对象模型的设计、及具体管理接口 的实现。 结束语部分，对本论文的研究工作进行了总结，并对今后以太业务管理系 统的研究方向及m p l s 技术在传输网中的进一步应用进行了展望。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第2 章传输网承载以太业务研究 当前，口业务已经成为电信网业务的主导，传统的s d h 逐渐显示出对数 据业务的不适应性。然而，已经建设并运营的现有s d h 传输网络不可能马上 抛弃，因此，需要对其进行发展与演进以适应数据业务的传送。对于如何在传 输网之上承载以太业务的各类解决方案中，可以归纳为两种模型即集成模型 3 2 1 和重叠模型1 3 2 1 ，两种模型在管理与应用上存在着很大不同。由于传输网的演进 已经有相当长时间，采用重叠模型在现有传输网上构建以太业务层，成为传统 运营商保护现有投资，实现电信业务平滑过渡的首选技术。 2 1 传输网承载以太业务模型 在传输网承载以太业务模型中，以太业务层和传送层之间的关系明确定义 为客户服务者结构，传送层和业务层可以独立演进，不影响现有传输网的演进， 还允许传送层内每一个子网的独立演进。业务层与传送层可以在屏蔽传输网网 络拓扑细节的情况下进行互通。此外，还允许子网分割，在引入新设施后运营 者可以保持和利用原有基础设施，只需对新设施和原有设施进行连接，不必对 原有基础设施作太大的改动。传输网承载以太业务的重叠模型如图2 1 所示。 珂 t r a n s p o r t 图2 1 传输网承载以太业务重叠模型 从图2 一l 图中，我们可以看出，整个重叠模型的最下层为s d h 网络，我们 视为传输网的核心层( c o r e ) ，因为所有的上层网络均构建于该层之上，它是整 个传输网的核心。核心层之上可以构建采用各类传输技术的传输子网，如m p l s 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 传输子网，r p r 传输子网，以太桥接网( b r i d g e ) 等，这些传输子网共同完成以 太业务在整个传输网络的承载。最上层的以太业务层可以构建于各类传输子网 之上或直接构建于s d h 网络之上。具体的以太业务的承载可以跨越多个传输 域。 以太业务可以使用多种网络传输层的组合来实现跨传输域的端到端传输， 即一条端到端的以太业务可以使用传输层的全部或一部分子集。如一条端到端 的以太业务可以先穿过一个e o s ( e t h e m e to v e l s d h ) 子网，然后使用一条l s p 隧道穿过m p l s 网络达到目标端口。网络提供商往往采用多种技术结合的方式 来提供最佳的解决方案。s d h 网络层根据其s d h 路径对网络管理者的可视性， 分为有连接网络和无连接网络： ( 1 ) 有连接网络，有连接网络中的网络拓扑可以为管理者所见，管理者管 理网络中的端口和链路资源。管理者可以为以太业务传输显式的指定路由，动 态的配置网络拓扑结构。有连接网络的特点是： a 传输链路具有方向性，对于一条拓扑链路上的具有不同传输方向的传 输链路视为两条不同的传输链路，并且可以有不同的带宽和路由限制； b s d h 的带宽粒度为2 m b s ，而以太业务传输所占带宽可以小于2 m b s 。 本项目所涉及到的传输网络中，有连接网络主要有：s d h 网络、m p l s 网 络及a t m 网络。 ( 2 ) 无连接网络，无连接网络中的网络拓扑不为管理者所见，管理者只负 责边界网络端口的管理。为以太业务分配网络端口，具体的以太传输路由由网 络中的网元根据网络协议或信令方式建立。无连接网络的特点是仅支持尽力而 为的传输服务。 2 2 核心层网络结构 2 2 1 核心层网络组织结构 在核心层，有两种组织网络的形式：一种是按被管网元的拓扑属性组织成 子网，一种是按被管网元所具有的网元类型组织称域。一般情况下，同一子网 中的网元具有相同或相近的网络技术类型如s d h 网元、以太网元、m p l s 网 元等。子网是一种嵌套网络视图，用于组建网络拓扑。为了方便组网，子网往 往由多个下层子网构成，每个子网又可以由下层子网、内部网元或外部网元 ( e n e ) 构成，这样组成嵌套的网络层结构。如下图2 2 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 下层子网 图2 - 2 各级子网组成图 现阶段，带宽管理系统所管子网仅限为两层即项级子网和下层子网。管理 系统定义了一个称为m e n 的缺省子网，所有被管资源都处在m e n 中，包括 下层子网、网元、链路、端口等。 域是另一种网络资源的组织方式。对于无连接网络( 简称为e t b ，e t h e m e t t r a n s p o r tb r i d g e ) ，各个网元、传输链路及边界端e l 统一被管理以提供无连接资 源。其主要类型有：桥接类型( m a c ，v i r t u a l ，p r o v i d e r ) 和s t p 类型( s t p ，r s t p ， r v s t p 等) 。根据所采用技术不同，e t b 可分为m a c ( 8 0 2 1 d ) 、v i r t u a l ( 8 0 2 1 q ) 、 p r o v i d e r ( 8 0 2 1 a d ) - - 种桥接域1 3 3 1 。对于有连接网络，所有网络资源都被包含于一 个称为e t s 的缺省域中，方便统一管理。 2 2 2 网元与链路结构 带宽管理系统所管理的网元按所提供的管理接口划分，分为两类：s n m p 网元( 提供s n m p 管理接口) 和q 3 网元( 提供q 3 管理接口) 。所管理的物理传输 链路包括s d h 链路和c a b l e 链路( 包括采用m a r t i n i 封装和非m a r t i n i 封装) 。图 2 3 所示为网元及其所连接物理传输链路的内部结构图。其中，e f e g e 为q 3 网元，其所管结构为q 3 接1 ：3 ，p r e a 为支持m p l s 的s n m p 网元。图中e f e g e 网元与p r e a 网元之间由s d h 通路( s d hp a t h ) 相连。s d h 通路的两个端点称 为s d h 端点( s d ht e r m i n a t i o n ) 或n a p ( n e t w o r ka c c e s sp o i n t ) 。一条s d h 链路 n i n ko v e rs d h ) f l j 一条s d h 通路及其两个s d h 端点所组成。图中p r e a 网元 与外部网元( e n e ) 之间由电缆链路( l i n ko v e rc a b l e ) 相连，l s p 虚通道cl s p ) 可以构建于l s p 隧道上或直接构建于电缆链路之上，l s p 隧道是建立在一条或 多条s d h 通路之上的一条传输隧道。e f e g e 网元和p r e a 网元均提供两类 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 接口：s d h 端点和以太网端口。p r e a 网元所提供的s d h 端点分为两类：一 类是专用于m p l s 的接口，其下层封装协议采用的是p p p 和h d l c 。一类是专 用于以太业务的以太网接口，其下层封装协议为g f p 。两类接口协议栈封装的 对比，如图2 4 所示。p r e a 网元所提供的以太网端口可以直接承载以太网帧 或通过m p l s 来承载以太网帧。以太网端口如果为内部端口，则可以被电缆链 路( l i n ko v e rc a b l e ) 所使用，如果为边界端口，则可以被以太网段所使用。 e f e g e 网元提供的端口也包括s d h 端点和以太网端口；只是e f e g e 网元 的s d h 端点只供以太网专用。s d h 端点的接口速率可以是v c l 2 ，v c 3 ，v c 4 或 v c 4 4 c 。以太网接口的速率可以是1 g b s ，1 0 0 m b s 或1 0 m b s 。 l 1 o * ，c z 囫e n e 埘量慨e ，琏? 6 ，心t ，培s 【) h 舯 口托m d 焉er , g e r 伯am p 口r r r , * r 萨c + l 址o w s o h 。剧- w 一- 9 棚耐x 捌培憎，j - 憎 。础伸如埘刷- 牌x 唧 ；i i 圈p h ，l c a 4 l ，口n l o ri 钳h t e m , , i t , o l i o n w 柏【t h 1 日t5 辟o 。柏，、a y 一，e l j o ：州“l 1 o v 带5 d 1 - 1 妇4 ，培j h p ：7 乜， l 什睁 憎t ! 区囚黧芝h w 柏m 附c 。 ”一，a 1 t 。执5 刚w 1 t 口l 。孕嘲 p 。竹 囊氆：3 锫。 ：二二h “p 肿嘶 一，s 州p o 柄：j ，4 呐c , l a 。州 o _ ，岱t 州时k n l 1 o 辅，肿b ci s p ib 口o ：n 图2 - 3 传输网核心层网元与链路结构 2 3m p l s 传输网结构 m p l s 是一种第三层路由结合第二层属性的交换技术【，剞，引入了标签机制， 把路由选择和数据转发分开，由标签来规定一个分组通过网络的路径。在本文 中，m p l s 是位于网络核心层与以太业务层的一个中间适配层，基于s d h 传输 网之上利用m p l s 技术提供有质量保证的以太管道。在传输网中引入m p l s 中 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 间层d 5 , 拍3 7 1 的意义在于： ( 1 ) 提高带宽利用率。s d h 传输网链路中的带宽粒度为2 m b i t s ，采用m p l s 技术可以使得带宽细分到6 4 k b i t s 的粒度水平。在传输以太业务中，可以更加 的节约带宽。此外，在尽力服务流量中，m p l s 使得带宽预留成为可能。 ( 2 ) 相对于s d h 链路只能提供双向的点到点服务，m p l s 可以提供多种不 同类型的服务。 ( 3 ) s d h 链路只能提供保障服务，m p l s 可以提供不同级别的q o s 管理。 ( 4 ) 可以应用流量工程来优化网络中的物理资源，提高网络资源的利用率。 m i t t s 孙- 番赫 侧沪峙讲e r 户睁。糖f h 陵q f r - e t ；门k r k c 鲁 绺轴彰槲o v g 蒡拜 厂，弋? 厂v u r _ i e 疆弑翻，i& u 僦瞻酗l - d r a 弋型，二弋、鬯卜y 图2 _ 4 以太网接口与 v 伸l s 接口的协议栈对比 2 3 1m p l s 网络基本概念 m p l s 技术涉及的基本概念很多，这里仅对m p l s 技术