（计算机应用技术专业论文）ason域间路由技术的研究.pdf

南京邮电学院硕士学位论文摘要 摘要 由于新的网络业务和服务的出现，i p 业务越来越呈现出突发性和不确定 性，对网络带宽的动态分配的要求也就越来越迫| ；f j ，而传统的静态光传输网难以 满足现有的需求。a s o n 在光传输网中引入了控制i f ! 磷，使得网络在故障时具有 强大的， 三存能力，实现了带宽的动态申请、释放和重新配置，网时简化了嘲络管 理，提供了新的增值业务。a s 0 n 技术是构建下吖弋通信网络中的核心技术，其 刨新的网络体系结构将对通蔷网络技术带来深远的积极影响。 控制面是a s 0 n 技术的核心部分，通过控制面技术来实现对带宽的动态分 配、端到端的保护和恢复以及实现数据网元和光层嘲元之涮的协同工作，其主要 实现的功能包括资源发现、状态信息发布、路由选择和连接管理。由于控制面的 引入，使，乜网络中原本固定静态的连接逐步演变成三种类型：永久性连接( p c ) 、 软永久性连接( s p c ) 和交换连接( s c ) ，其中s p c 和s c 两种连接类型都由控制 面中的信令和路由技术束实现，因此，路由技术是a s o 、的重要技术之一。一条 可靠连接的建立需要潞由协议、信令控制协议和链路资源管理协议共同完成。路 山融议负责在网络路由区域内可靠舱发布网络的拓扑和资源信息，为网络中路山 的选择提供依擢。 本文详细介绍了a s 嘛的网络特点和路由体系结构，并结合传统i p 路由技 术和m p l s 以及g m 【_ ) l s 等技术，分析了a s 嘣的路山协议，特别是基于o s p f 协议 基础f 二的适用于a s o 、的域蚓路由的i ) d r p 协议，同时也对域内路山m 议做了适当 的介绍。 本文主要的研究列象是a s o x 的域问路由技术，结台了传统路由技术以及 光网络的咯由特点，开展了较深入的研究工作，并对a s 0 、的域问路由协议和路 山尊法提出了一些新的见解和改进方法。本文研究了在a s ( ) 、的多层多域的模型 卜| 域问路由建立的问题，并在0 s p f 路由算法的纂础上，结合a s o n 的路由要求和 光网络的路由特性，提出了种适用于a s o n 的域间动态路由算法，并对这个算 法提出了一个可行性的仿真方案。 关键词：a s o n 路由体系，光网络路由，域间路由协议，域问路由算法 南京邮电学院硕士学位论文a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ea d v e n to fn e wn e t w o r ka p l ) 1 ic a t o n sa n ds e r v i c e s ，t h e o a d o fi pi s b e c o l i n g o ul b l l r s ta n ( jjn d o f i n i t e t h e e n d u s e r sd e m a n ( 1 h i g h 一 ) a n d w j 0 ht h a th a v et ob ep r o v i s i o n e da u t o m a t i c a l l ya 玎dd y n a n l i c a 1 y t h i sg i v e sr i s et ot h ep r o b l e o fd y n a m i cr ol ll i n gi no p t i c a ll r a n s p o r t n e t w o r k b u tt o d a v st r a n s d o r tn e t w o r kiss t i l la sas t a t jc u n d e r c o n t r 0 1 l o dl a y e i a sas t a n d a r df o rn e x l g e n e r a t i o nt r a n s p o r t n e t w o r k ，a u t o d l a t j cs w t c h e do d t i c a ln e t w o r k ( a s ( ) n ) l 1 s ec o n t r 0 1 1 e dp i a n i no p t i c a ln el w o r ka n dw i l l a u t 0 1 n a t i c a l l y a n dd y n a m i c a i l yp r o v i s i o n e n d t o e n dc o n n e c tio n s t h et e c h n o l o g yo fc o n t r o l l e dp l a ni st h ep r i m a r yt e c h n o l o g yo f a s o n ，r h ec o n t r 0 1 l e dp l a nc a np r o v is i o nb a n d w i d t hd is t r b u t e dd y n a m i c a l l va n d t h ep r ol e c t i o no fa ne n d t o e n dc o n n e c t i o n u n d e rt h ec o n t r o l l e dp l a n t h e l l eis3t v d e sc o n n e c t i o ni na s o n ，t h ep e t m a n e n tc o n n e c t j o n ( p c )、 t h es ( ) r lp e r m a n e n tc o n n e c t i o n ( s p c ) a n dt h es w i t c h e dc o n n e c t i o n ( s c ) t h o s p ca 1 1 ds ca r es e t u pu n d e rt h es i g n a la n dt h er o u t l n gt e c h n 0 1 0 9 yo f c o n t r o l l e dp 1a n s ot h or o u t i n gt e c h n o l o g yi st h oi m p o r t a n tt e c h n o l o g y o fa s o n t h er o u t i n gp r o t o c 0 1d s t i i b u t et h ei n f o i m a t i o no ft o p o l o g ya n d r ol io i n gr e s o u r c ei nr o u t i n ga r c aa n dp r o v i d et h cb a s i st oc h o o s et h o r o u tw h i c hf u f j1lt h ed e m a n d i n t h is p a p e r ， w cd e s c i 、i b ct h e s p e c i a ll v ( ) fa s ( ) na n dt h e a r c h j t e c t u r ef o r 了- o l l t jn gi nt h ea s ( ) n w es t l d yt h ep r 0 1 ) 1e i no fr o l l t i n g d i ol o ( - 0 1b e t w c o na s ( 搿a n ( 1i pn e t w o r k b a s e do nt h er o ul i n gp r o t o c 0 1 so f m p l sa n dg 新p l s ，ea n a ly z e dt h ei o u t i n gp r ( ) t o c o lso fa s 蜊， e s p e c i a ll y t 1 1 0i 1 1 t e r d o i n a i nr o u t i n 冀o r ol o c o lo fa s o n h t h jsp a p e r ，w es t u d yt h et e c h n o o g yo f n t e r d o m a i nr o i l t i n go f a u t o m a t i cs w i t c h o ( 10 p t i c a ln el w ( ) r k ( a s o n ) i nt h i st h e s i s ，b a s e do nt h e t e c h n o l o g yo f1 pr o l l t jn ga n dt h er o u t j n g o fo p t ic a 】n e t w o r k ，w ei n t r o d u c e s o m ei l e wi d e ar o rt h c r o u t i n gp r o l o c o lo f a s o n ， a n d p r o p o s e a n i n t e r d o m a jnd y n a m j cr o u t jn gs c h e m e i nt h isp a p e rw es t u d yt h ep r o b le n l o fi n t c r d o 玎1 a 王r 1d v n a m i cr o u t i n gl i n d o ram u ll i l a v e rm u l t i d o m a i nn c t w o r k n l o d e lo f a s o n b a s e do nt h er o u t j l l gr e q u j l e m e l l to fo p t i c a ln e t w o r ka n d a l g o r i t h mo r0 s p fr o u t i n gp r o t o c o l ，w ep r o p o s oa ni n t e r d o m a i nd y n 棚n i c r o u t n ga i g o r t h mt oa d d r e s st h ep r o b 】e l n a tt h ee n d ，w em a k eas j m l l l a t i o n s c o n a r i oo fam u l t 卜l a y e rm l l lti d o l a i no fa s o n ，a n dg i v eas c h e f n e t o s i m u la t e k e y w o r d s ：a r c h i t e c t u r eo fa s ( ) n ，r o u t i n gi no p t i c a ln e t w o r k ，i n t e r d o m a n r o u l i n gp r o t o c 。1 ， i n t o r d o m a i nd y n a m i cr o u t i n ga 1 9 0 r i t h m i i 南京邮电学院硕士学位论文第一章绪论 第一章绪论 1 1 s o n 简介 随着信息时代的柬临，人类j e 在迅速走向信息社会，这使得各种通信业 务急剧增长，特别是以i p 、l p 务为代表的数据业务的快速增长，对网络带宽的需 求不仪变得越来越大，溺且由于l p 业务量本身的不确定性和不可预见性，对网 络带宽的动态分配要求也越来越迫切。传统的主要靠人工配置网络连接的原始 方法耗时赞力易出错，不仅难以适应现代网络和新业务提供拓腿的需要，也难 以适应市场竞争的需要。 另外，各潮政府电信管制政策的放松，导致电信市场的竞争鼠趋激烈。 这样，现有通箔雕技术发展和运营，特别是传输网技术发展和运营已越来越不 能适应社会的发腱进步，主要体现在以下几个方嘶：网络缺少实时的业务供给 能力，业务配胃时问过长，主要原因是配胃操作和业务供给是由人工完成的， 所需时间比较l ：；= = ；交叉的数字等级过低，最大不超过1 5 5 m ) n s ：带宽没有得 到充分利用，带宽利用= 享i 过低。一方回原因是现有的传输嘲结构是针对话音业 务优化的，1 ；能适应数掘业务突发的特点，另外一方商，传输网缺少智能；各 层阀络的功能重叠，部裔自己独立的控制甲而：网络中备用容量过火，缺少先 进的保护、恢复和路由选择功能：传输网带宽仅仅是各种q k 务信号的传输平台， 面_ i 足一种可以运蓠的业务。 传统的由i 凡a t m 、s d 乖1w 蹦构成的多层附络虽然有q 0 s 和生存。陆措施， 但其篱理的复杂性和对数据业务成本偏高健使人们不断探讨如伺简化层次，i p ( ) v e rw 川成为人们期望的选抒。 t p 层利用路 l l 器实现r l i 筇i 也；转发数据报，有业经证 ! 的n j - 交鼻：l ：作的 丰南的标准协议，能在任意点到任意点建立连接支持多种业务( 包括传统 乜路 交换刚难以支持的维播业务和b 推送业务等) 实现用，! 业务与传送速度的 匹配，狄寻统计复用的增益。冈此i p 层不仅i j t 普加在现有的各种物理层和链路 层之上，而玛可以作为各种业务甚至是现有的各种链路层信号的承绒层。光纤 通信技术特别是d w 叫技术的发腱使光传送层成为最主要的物理层技术，光传送 南京邮电学院硕士学位论文 第一章绪论 层提供t 洲和标准的成帧格式，实现大带宽长距离低成本传送，具有故障隔离 和保护、恢复等生存性豫汪。 】po v e rw 1 ) m 实现了分组技术与光子技术的结合，同时具备了i p 层和光 传送j 釜的功能，但一般意义l 一的t p ( ) v e rw d m 将i p 和光传送层分别锭于不同的 控制丽控制之下( 准确地说啊前的l p 层避在控制耐控制而光传送毯仅仅受管理 面控制) ，i p 选路与光域选路是独立进行的，路由器并不了解光域的拓扑，这 种方式称为重叠模型( 0 v e l 1 a y o d e l ) 。两层独立控制不仅管理t 复杂而且光 传送层的配嚣与业务纂本脱节，通过光传送层网管实现的大容量v c 或波长的调 配需时较长f 以小时或天计) 无法适应突发业务也难以在光层快速组织v 雕， 在故障时单纯靠l p 层恢复太慢，靠光传送层恢复虽然较快僚需预留较多资源。 能否将) 层和光传送层臀l 二同个控制面呢? 在这种情况下，从传送面来看， i p 层与光传送层仍然是上、f 层关系，但从控制面看，i p 堪设备与光传送层设 蔷是对等关系，这种方式称为对等模型( p c e rm o d e l ) 。统+ f l 勺控制商不仅减 少复杂性有效地利用网络资源，为使用信令实现对全网控制提供了可能，为网 络运营暂甚至为v 雕的客，、t 提供动态配置光传送层的能力。实现对难以预测、【z 务的快速l j 向应，在救障情况下自动调烂网络资源达到快速的保护与恢复。 为_ 有效地解决上述问题，种新型的网络体系应运而生，这就是自动 交换光嘲络( a s o n ) ，也就是通常所泌的智能光网络。它在传输网中引入了信 令交换的能力，并通过增加控制平面增强了网络连接管理和故障恢复能力。 此外，它是丌放的，能够实时建立符合要求的服务水，f 胁议连接，并在不需要 时拆除连接。自动交换光网络l a s o 、是在对等模型的基础上发展起来的，它 是利用控制面方式实现配胃连接管理的光传送网( o t n ) ，扶o t n 到a s 叭在 传送网i 1 引入了信令控制的交换能力，这是传送网披术的0 欠革命。 与现有的光传输网技术相比，a s 0 有以下特点： ( 1 ) 在尤层丈现动态业务分配，缩短了业务提供时问，提高了网络资源 的利用率，可根据业务需要提供带宽，是面向业务的网络； ( 2 ) 具有端对端网络监控保护、恢复能力，使网络变得更可靠、更安全； 0 3 ) 具有分布式处理功能： f 4 ) 与所传输客户层信号的比特率和协议相独立，支持多种客户层信号： 南京邮电学院硕士学位论文 第一章绪论 ( j 、实现了控制平台与传输平台的独立； ( 6 ) 实现了实时的流羹：i ：程控制，网络可根捅客户层的业务需求，实时 动态地调撰网络的逻辑拓扑，以避免拥塞，实现了网络资源的最 佳配嚣： f7 ) 与所采用的技术相独立； ( 8 ) 网元具有智能； l 9 ) 可根据客户层信号的业务等级( c o s ) 来决定所需要的保护等级； ( 10 ) 支持各种带宽的交换和管理。 从功能上香，未来的智能光刚络主要有以下主要功能： ( 1 ) 为用户提供波氏批发、波长出租、带宽运营、按使用墅付费、光 v 蹦、光拨号、基于s l a 业务等； ( 2 ) 良好的生存性，它a ，以通过传输网实现( 如格形、环形或点到点保 护) ，也可以通过a s o n 的控制平台实现( 如动态路由选择) ； ( 3 ) 链路管理、连接进入控制和业务优先级管残； t 4 ) 路由选择包括自动豹路【 吲一算和确定及路山发现： ( 5 ) 信令机制； ( 6 ) 发现机制；包括邻居发现、拓扑发现和业务发现； f7 ) 检索、i p 务及命名转换机制。 1 2a s o n 的体系结构 ( ) a s ( 剁的组成 a s o 、主要山以f 蔓! 个独立的平面组成，h 口传输、f 面、控制平耐和管理平 丽。控制半而由组通信实体组成，负责完成呼叫控制和连接控制功能，等要 是连接的建立释放、监洲和维护，；1 = 在发生故障时恢复连接由信令网支撑。 它主要包括以卜- 几个部分：允许：节点交换控制信息的佶令信道：允许节点快速 建立和拆除端到端连接和信令协议：能以分布方式更改和维护的拓扑数抛库； 快速灵活的恢复带l 嵩4 。 a s 嘣控制平而的作用在于：快速有效地在传输网内配置连接阻支持交换 和软永久连接：再配置或修改支持预先设胃好i 呼叫的连接；完成陕复功能。控 制平面可分为不同域以满足网络管理域的划分。一个管理域内控制平面还可以 3 卫堕翌壁壁塑望堕主堂燮 塑二童堑垒 更进一步划分，以提高矧络的可扩键性，避免域间控制信息飙暴。既可以基于 不同地域或基于不同j 。商设备，也可以基于不同的胁议、信令体系或安全、可 靠性要求进行划分。 控制平面体系应具有以l ；特性：支持各种传输i ! 乏施，如s d h 传蝓网( 山 1 t 小1 f l g 8 u t 定义) 及光传输网( 由1 1 1 l _ “tg 8 7 2 定义) ；支持各种保护；和恢 复疗寨：可使用各种控制协议；支持流量控制工程：不受控制平面域的划分和 路山区域及传输资源子网划分的限制；不受连接控制方式的限制；控制平面主 要面向客户层业务，侧重于业务交换的实时性。 管理平丽完成传输平台、控制平面和整个系统的维护功能，主要丽向网 络运营者，侧重于对网络运营情况的掌握和网络资源的优化酉己置，它负责所有 平面问的协调和配合，能够运行配置和管理端到端连接，是控制平面的一个补 充，包括网元管理系统和网络管理系统，具有封3 0 1 0 所规范的管理功能，即性 能管理、故障管理、配置管理、训赞管理和安仝管理功能，此外，它还包含内 罱式网络规划工具。 传渝平面为用f 3 提供从。个端点到另一个端点取向或单向信息传输，监 测连接状箍：7 占廖、( 如故障和信号质餐) ，并提供给控制平面。它传输详细的故 障篱理信息或性能检测信息，它按上tl ，ig 8 0 5 建议进行分层，支持现订的及 未来可麓出现的传输技术，完成光信号传输、复用、配置保护倒换和交叉连接 等功能，并确保所传光信号的可靠性。为了能够实现a s 吣的备项功能，f g 输平 台必须其有较强的信号质量检测功能及多粒度交叉连接技术。 通过以上这三个乎舔，a s 弧支持三种连接，即永久连接、交换连接和软 永久连接。永久连接也被称为供给式连接，由网管系统或者由人工先成；两交 换连接也被称为信令武连接，是l 终端用户根掘需要，在连接端点问建立的任 何连接，使用府令控刮i f 面，涉及到控制平台内信令堆元i 铷箔令信息的动态交 换，需要m 络命名和寻址计划及控制平面协议。软永久连接也被称为混合式连 接，是用户一用，、的连接，其中端到端连接的用户至网络部分，同永久连接 样，i | 1 网管系统建立；而端到端连接的同络部分，同交换连接样，使 控制 平面建立。此外，连接的网络部分，连接建立的请求是山管理平台发起，i i l j 控 制平面建立完成。 4 南京邮电学院硕士学位论文 第一章绪论 r2 ) a s o n 的逻辑功能体系结构 a s 0 n 网络总体结构如矧l 所示，由传送而( t p ) ，控制面( c p ) 和管理 丽( f ，) 组成。传送面包贪多；施交换功能的传送网网元，例如a d m d x c 、o a l ) m 和0 x c ，端到端的连接是在a s 俐a s o x 控制面的控制下在传送面内依靠这些网 元的连接功能来实现，传送面提供净荷传送、性能监视、故障检测和保护刨换 功能。管理而主要的管理功能是建立、确认和监视路径并在故障时启动保护和 恢复措施并协调控制面、传送面的功能实施，具体浼应具有故障管理、配置 管理( 包括资源分配与撤消) 、性能管理、安全管理及记帐能力。a s 联a s o n 与o t n 的主要碍i 同是控制丽。所溺控制丽超出一组受信令网支持的实现连接的 建立、释放、监视和维护功能的通信实体组成的。 控制面可按功能划分为构件，主要的构件有：连接控制器c c ( 为管理和 监视连接的建立、释放以及对已建连接参数的修改而对i ，蹦、r c 、同级及f 级 的c c 进行协调) 、选路控制器r c ( 响应c c 对通道信息的请求和i 列管对于嘲点 s x p 拓扑信息、的请求) 、链路资源管理器l r m ( 篱理予网点群s n p p 链路，包括 s 押链路连接的分配并提供拓扑和状态信息) 、业务鬣监督端口t p ( 核查进入 连接的、比务量是否符合协商的参数) 、呼叫控制器( c a l l c ，可分为主叫被叫呼 i h 控制器和网络呼叫控制器) 、协议控制器p ct 映射控制丽内构件接口的参数 为协议运载的消息) 。 “ s o n 甘 赢 耐 寒户 如= 咿 a t m t d m 图la s o 逻辑功能体系 5 o c c ：兜连接控静 u n l ：用户搠鳍接口 c c i ：茌摧投枣雌d n h l ：a s 0 n 拉啬市序节序嚏0 l r 叫：曦闻接口 南京邮电学 i 硕士学位论文笫一章绪论 控制面内及控制面与管理面、传送面1 碰的逻辑接口被称为参考点，有以 下参考点：0 、【f 控制面的用户网络接口一一业务请求者和业务提供者控制丽实 体问的双向信令接口) 、卜孤i ( 内部网络到网络接i ：_ _ j 属于一个或疑有信任 关系的多个域内控制瞄宴体闯的双向蔚令接口) 、e n i ( 外部网络到网络接口 耩于_ i 同域的控制面实体问的双向信令接口) 、c c i ( 控制面与传送面问的 连接控制接门) 、i r d 】( 域间接口) 、荆( 管理而与控剖丽或传送面问的管理 接口) 。 ( ： ) a s o n 信令接口 a 用户网络接口f u x i ) 它是指用户和网络间的接口，是有效沟通两者的桥梁，必须有明确规范。 该接口需要规范的主要内容有每个用、t 端点的连接建立请求速率、连接请求参 数、光通路喘点的寻址方案、光通路客，1 ，的命名方案、保护要求的规定、安垒 参数和响应时间等。 从功能角度磊，跨越i 。剥i 参考点的信息流应该至少支持呼叫控制、资源 发现、连接控制和连接选择等凹项基本功能，通常不支持选路功能。此外像 呼h 【 安垒和认证，增强的号码、【k 务等功能也可以加到这个接口参考点上。 b 外部| ，( ；9 络节点接口f 蜥1 ) 它是指属于 i 同管理峨且无信任关系的控制面实体问的双向信令接j 。 有了tj ；准化接口就可以：阿a s7 雕a s 叭进 步划分为多个子网。而每个子网可以 独立管理而仍然能跨过多个管理域建立端到端连接，这对，复杂的网络环境下 实施a s 慨十分必要。 il 力能角度荷，跨越卜心【参考点的信思流康垓罕少支持呼叫控制、资 源发现、连接控制、连接选择和连接选略等血项瑟本功能。 c 内部刚络节j _ 接口t 卜t ) 它足指属了i 嗣 管理域或多个其彳f 信任关系的 l ：理域的控制讦灾体问的 州，j f 言令接。眩棱f 1 j 嚣要重点规范的是信令与选路，此外，还需要仃种予 段允“i 令为特定的1 l i 往建立的连接进行选路，这：瞄涉及选路臼、交授协议。 填次，还需要能为路由选择提供n j 剧的卡j j 步托朴概况。 从功能，自度看，跨越卜w i 参考点的佶息流应段争少支持资源发现、迮 6 南京邮电学院硕：l 学位论文 第一章绪论 接控制、连接选择和连接选路等四项基本功能。 匿2a s 0 的接口类型 f 4 ) a s o n 的连接类型 在a s 【) n 【 t 可行三种方式建1 最连接，即托爱方式、信令方式和混合方式。 配置方式( p r o v i s j 。n e d ) 利用网管系统或人工：阿实现对端到端连接沿线每个 例元的配翥，当然住发出建立连接的配置指令之前需要通过接入到数据库的网 镌系统选出适当的路由，这种方式连接的建点是网络运营者的职责，所建直的 连接是永久连接( pe 1 j m a n e 眦( m 。c ) n _ 一简称p 【：) ，这是般传送网采用 的方式。詹令方式( s j g n a lec j ) l 控制嘶内的婚信端点发起通过控带怕i 内的 信令尊元削动态! ：换高令协议消，翅，技需建赢连接，这种连接的建立需要使删命 名和寻址机铜和控制嘣切、议支持，这种疗式连接的建立i q 以是运营者的职责乜 可以是端用户的职责所建，意的连接被称为交换连接( s w 、( 1 c 。m e c ti o n 一s ( ：) 。混合疗式( h ? ) f 州) 指的是在网络边缘( f j j 、，。引网络之 问j 用网管柬配猷p c ，丽存网络内用信令米建立s c ，这样组成的端到端的连接 被称为软永久连接( s 。f tp 。a 【1 lc c ：) 【l 【1 ( _ 1 cl i ( 】n 卯c ) ，从用户的观点它 与没订i 墨别。 ：迓连接可以是f 司点到_ i 、q 点到多点手【：j 蚁向点至0 点，后 撕i q 个方向可以l 有不同特陆即不对称。另外a s ( ) 控制晒的连接管理鹿能够；! 向 腔剧，一建立多归屈u tih 0 m j i g ) 和路由分集连接的露求，多归祸指的魁为 _ r 连接， i 存性= _ ! ；c 负载平衡，端用户与网络之间可以建、z 多于一条链路t 腻二黜d 运营暂或彳：同运营者) 为r 支持多归属，需要考虑寻址结构和地址分配所 有权的问题。多路t 则需要控制嘶的信令和选路能力米支持。佧为控制面另 南京邮电学院硕i ：学位论立第一章绪论 基本功能是对补充业务的支持，包括建费一v 雕等闭合用户群，芒e 跨过不同运营 者网络提供这一业务时，需要注意协议甄通问题。 1 3a s o n 的信令协议及标准化进展 为了实现自动光交换、带宽按需分配，智能光网络需要有套通用的标 准化网络框架结构和相关标准接口叻、泌。 俞多的国际标准化组织和枫构都在积微参与智能光嘲相应体系结构和协 议的研究与制定工作。其中最主要的疗寨包括：) 匕瓦联网论坛( 0 1 1 i ) 的光l 、l 和 光w i 协议in t e r n e t 工程 王务小组弭i f 的通用多i 办议标记交换g m p l s 和嘲 际电联t 1 l t 提出的自动交换光网络( a s o n ) 。 i 他、i e t f 和o i f 对a s 所用的协议都在进行研究，总的思想是尽量基 于现有i l 蹦儿s 叻、议及其扩展。 选路阱议使用o s 阶、1 s i s ( 域内) 、b g p ( 域问) ，还有提议使用c s p f ( 受隈最短路径优先) 协议另外t t f 最近玎发朗链路管理协议l 船支持控制 信道动态配置、维护和证实及故障管弹，可识别有相关特性的链路以便实现链 路拥绑( 节省标签资源) ，还可用于自动邻接发现和业务发现， 个 ，点r 告 卟 印t 标签交换通道) 到删，卜一个节点可使用这从邻近转发( 融) 来 的i 。s p 作为低阶l s p 的新通道。 信令协议可使用r s v i 一r e ( 带有业务量工程能力的资滁保留协议) 、 ( rj 删，( 受艰的标签分配涛议j 和胖 s 。考虑到p 屿只能处理以分绢或信死 表示的抓签，当应用到光传送网州需处理以波k 表示的标签，这时 l s 发展为 ”、s ，( 埘；) l s 则是以存a s 0 、中应用为 ! = 标的进一步扩展，g ”i 。s 叫看成是存多 个交换j 转发r 面职：境f 的m p l 静船 s 。与”l s 相比，( 洲l s 增加如下很多新 功能。前先，时隙、窿通道、波艮等均可怍为标签，删扎s 昕镑艘的改备彳：仪 仪足烈了r 分组或佶7 醴费l _ | 的标誉交换路1 1 1 器【。s r ，还l - 以是f r 、a t m 、s 1 ) h 和w 叫 等，啦备接l jq j 有p s c ( 分组j 艺换能力) 、t s cr t 删交换能，j ) 、【s ct 波长交 换能j ) 年r ：i = ；c ( 光纤交换能力) 等多种类型。其次，由于时隙、波长和光纤 都是高敞t 说， ! 可以离散啦旺分配带宽。第i + 具_ ff j ：按需杯携分配和使 川f ：行十o ：簦的双向i s ) 建立能力，从f ：游节点同f 、游节点传送建议t j i 签 l g g “。d l m b 。1 j ，减少双向l s l l 建立时延。槊叫，没嚣标签组【( i a b l 。s 。 ，) ， 8 南京邮电学院硕士学位论文 第一章绪论 缩小下游标签选择范围( 例如在没有波长变换的情况下，入口和出口只能选择 同1 波长) 。第五，在逡路邻接上附加转发邻接。 a s ( ) n 的控制协议是控制平面的熏要组成部分，也是实现控制平面备项功 能的重要手段。实现其最快的方法，是采用现有的数据网络协议，现在i 刊一t 及各食国际标准化组织准备采用g 斟p l s 协议作为a s 洲的控制协议，它是由泞l s 协议扩展而成，有许多种选挥其中a s o n 使用了部分，并进行扩展，以适应 于a s o n 。它主要包括：链路管理和发现协议i - m p ：扩展的丌放最短路径优先协 议0 s p f 或r s v p 、i s i s 、r i p 静态路由协 义：扩展的基于约束的标签分发( 信 令) 协议r s v pt e 或c rl d p ；基于g m p l s 控制平面路由算法库。 与原来意义上的g m p l ，s 协议相比，a s 矾中使用的g m p l s 协议增加了以f 功能：域内弓域问的伪、议不同；支持i p v 4 、i p v 6 和x s a p ；通过u nt 和e 一、n i 接口，支持用户业务规范和多样性；支持域和分缎概念，对熏叠和对等模型都 是一样；支持呼叫分离；支持软永久连接；支持各种速率、各种形式的业务信 号。使用g m p l s 可以简化操作和管理减少操作成本，其网络模型主要由重叠 ( 客，! 一一服务者) 和完全对等两种。 i t u tg 7 7 1 3 建议了兰种藏令踟议，即p 酶i 、r s v p t e 和c r l 。d p 。其中 p 弑i 协议起源于传统的电信信令协议( ( j + 2 9 3 l 、q 9 3 1 、s s 7 ) ，可靠性较高， 忸灵活性不够，且无法与删队s 协议互通，i 【_ g 7 7 1 3 1 规范的p 划i 协议 仅适用于软永久连接；r s v p 胁议起源于i p e o s 技术，具有较好豹资源同步、差 错处理功能，能更好地处理掉电等异常情况，更容易实现多播，- _ r 以实现控制 平面与数据平面的完全分离具有较好的灵活性，但为了能够应用于a s o n ，需 要进彳较大的拶充与改进，且可靠性1 i 如p n n i ， 1 卜1 1 g 7 7 城2 规范的r s 印一，f f 力议，重点剧范了i 洲和一n ，通常电适用于卜n m ，但还需要进一步规范， 同样支持软永久连接，也支持城内的交换连接；c r i 。d p 协议起源于t p l _ ) l s 技 术：! 盘；现多插嘲难二同样需要进行牧人的扩充与改进i t u tg 7 7 1 3 3 规范的 叫【。1 ) pm 议，适用于b 【、e 一、i 和i 一、n l ，可以进行与a s 呱有关的自动呼叫 和连接操作。相比之f ，r s v p 比c r 一1 d p 更成熟，因此，绝大多数的厂家均震 h _ jr s v p _ j 泌。 日前，i t u t 尚未定义具体的路由协议，主要的路由协议仃( ) s p i 、i s i s 、 南京邮电学院硕士学位论文 第一章绪论 b g p 、o s p f 、p 孤i 和d d r p 等几种，这也是本文将要探讨的主要内容。 1 4 讫文的安排 本论文奠智能光网络中的路由问题做为研究对象，展开了，1 泛而深入的研 究和仿真实验工作。在研究过程中，首先山传统i p 路山协议 i ；发，分析了光网 络的特性以及在路山方面与t p 网络的不同，然后针对智能光剐络的特点，划i 玉 用于智能光嘲络的域问路由协议提出了一些新的观点，并提出了一种域问动态 路由算法，文章最后给出了。个对所提出的算法进行验证的可行性仿真方案。 全文的内容组织如下： 第一章概述了现阶段网络存在的问题，智能光网络的起因特点以及发展现 状，主要介绍了智能光网络的主要内容和结构特性。 第二章里主要内容为传统i p 网络的路由协议和光网络路由的特点，并在此 基础上引入了智能光网络的路由体系结构。 第三。 主要研究了a s o n 的路由协议，主要包括域内和域间两部分，重点是 域问路由协议部分。 第四章里王要对域问路由的路由选择问题进行了研究，并在a s o n 的路由体 系和功能要求的基础上提出了一个新的动态域问路由的路径选择算法。 第五章里根据第四章的内容，提出了一个仿真方案。 第六章总结全文。 南京邮电学院硕士学位论文第二章a s o n 路由体系结构 第二章a s o n 路由体系结构 2 1 传统网络的路由技术 2 1 1 路由寻址方式 在传统的o s f 参考模型中，网络层位于第三层。网络层为其卜一屡( 传输 层) 提供端刊端的数据包传递服务。为了实现从源网络到目的网络的数据包传递， 需要使用到路由选择功能。 路由功能就是指选择条从源网络到目的网络的路径，并进行数据包的转 发。路由选择是实现黼效遥信的蔡础。在运行t c ，ip 办议的网络中，每个数据 包都记录了该数据包的源i p 地址和目的i p 地址。路山器通过检查数据包的目的 i p 地址，判断如何转发该数据包，以便对传输中的下一跳路由作出判断。如图3 所示：数据包在经过路由器1 、2 、3 的转发过程中，其所包含的嘣的i p 地址不 会发生变化，丽沿途的每台路山器会将数据包内的目的物理地址改为f 一跳( 传 输中的卜一台路【妇器或是目的站点) 的物理地址，并将该数据包发送到这个物理 地址所在的物理链路上。整个路由寻址过程如图2 1 所示。 豁由嚣lb 主辘奎帆b 钠 b 芏视 量 牺理地垃- ，糟地垃t理 盎址。撵地垃一 删了 ； 。丁 。 邀潮 耗由嚣2b 芏辘 鹫露蓬函一髓卣器3 0 自哩地址oi p 地址 j l 蛐龇宇 路由罄3b 主机 物理地址*i p 地址- 糕靠瓣t 嘲2l 路山寻址筒，示例吲 2 1 2 路由协议 路 协汉是一个笼统的称粥，主要包含两种类型的路山协议，被路l b 协议 f i ( j u t e dp l - o t o c o ls ) 和路由选择协议( r o l l “n gp r o t o c o l s ) 。 被路吐i 协议( r o u t 。dp i - o t ( ，c 0 1s ) ：是指提供了网络层地址的协议。浚协 议【| _ 终端节点使用，以将数据和网络层地址信息一起封装在数据包中。于数据 南京邮电学院顶上位论文 第二章a s o n 路由体系结构 包台有第三层的地址，所以路由器可以根据该地址，对数据包的转发进行判断。 例如i p 、【p x 和如f ，l e t a lk 等都塍于被路由的协议。当个协议不支持第三层的 地址时，邢么它就属于不可以被路山的i 力- 议，常见的有n e t b 雕h 协议， 路幽选择协议( r o u t 抽gp r ( ) t ( ) c ( j l s ) ：路由选择协议，它通过在路由器 之闯_ i 断的转发路由更新，j 琶柬建立和维护路由表，路由器则根据该路由表转发 数据包。路由选择协议可以使路由器全而的了解整个网络的运行。例如r l p 、l g r p 、 e 1 g 肿、0 s p f 和b 等都是路由选择i 办议。 总之，计算机之涮使剧被路由的协议进行相互通信，而路由器使用路由选 择协议进行路由信息的更新，用来维护和生成路由表。本文主要探讨的是路由选 择协议的内容。 2 1 3 内部网关路由选择协议和外部网关路由选择协议 大型网络如因特网，会被分解成为多个自治系统( a u t o n o f l l 0 l i ss y s t e m ) 。 每个自治系统被看做是个进行自我管理的网络，个自治系统只负责管理自已 内部的蟾由。对于因特网来说，两个自治系统内部的路由选择信息是互不共享的。 大多数的路m 选择协议是指运行在个自治系统内部的，所以叫做内部网 关路幽协议( t g 科。常见的例子有r i p ，( ) s p f 等。c i s c o 公司还二擎门7 f ：发了i g r p 和e i g r p 路由选抨协议。 而在自治系统之问的路e i 选择协议被称为外部网关路由协议( e g p ) 。僦如 i 则等。这些协议工作在自治系统之间，认为它们处在系统的边缘上，丽且仅仅 交换所必颈的最少的信息，用以确保自治域系统之问的通信。 内部和外部路由选择协议的使用例子如图2 2 所示。 阁22 内 ；1 j 路由选择【办议和外部路由选择协议 在图2 2 中，路i “暑a 和路m 器b 都使用内部网关路山选择l ；| 议，进f ? 路 南京邮电学院硕士学位论文 第二章a s o n 路由体系结构 由更新，+ l i 成路由表，以确保自治系统a 内部主机之问的通信。储路由器l 、跚 由器2 和路l 翔器3 之间则滞要运行外部阀哭路由协议，以保证如果有数摒包需繇 跨越羹治系统，在羹活系统a ，8 ，e 之瓣传送。 2 1 4 静态路由和动态路由 按照鼢由选择策略，路由选择协议可以分为两类，静态路由和动态路幽。 静态臻囱是依霪手工输入瓣信意寒聚餮爨国表魏方法。羚态黢囱翼确以f 咒个优 点： ( 1 ) 减小了路由器的1 = i = l 常盯销。 ( 2 ) 在d 、鳖互联雕上弦褰爨配嚣。 ( 3 ) 可以控制路幽选择的更耨。 但魁，静态路山在网络变化频繁 【 现的环境q t 并不会很好的工作。在大瑙 懿鞠经常变动憝互鼗掰，聚餐静态爨融怒不褒宴。 动态路由是指路由协议可以自动搬据实际情况生成的路由表的方法。动态 踏 _ l ；i 的主要优点是，如果存在到翻的站点的多条路径，运行了蹄由选择协议 口 r p 或i g p ) 之蠢，露爱在进嚣鼗瑟传鞭静一条路径发垒了中鞭的情嚣f ，爨内 器吲以自动的选择另外一祭路径传输数榭。这对于媳立个大型甜斛络是一个优 点。主要的动态路由选择协议有两种： 距离矢篷爨由遥铎协汉f 电称融l l 豫a n f o r d 协议) ，司+ 箨溺络中涟鼹的 距离矢靛，然后根据计算结粱进行路由选择。典型的踬离向餐路由选择仂、议有 i g r p 、r i p 等。路由器定期向邻墙路山器发送消恳，消息的内容就是自己的按个 鼯由表，包含了鬟达蠢瓣潮络j 舞经过的耀褰、爨达醛游鬻络蕊下魏遮缝等，运 钉距离矢辍婚路由器会根据相邻路由器发送过来的信息，更改自己的路由衷。 链路状态路由选撵协议，典型的链路状态路瞧i 选择协议有o s p f 等：键路 j 状态薹嚣由选择融滚弱霾的是缛到整个潮络救拓羚绥构。运嚣链黪状惑爨囱诲汉的 姆个路由器： | ；要提供链踏状态的拓扑缩构信息，信息的内容包括路由器所连接的 阔段链路以及浚链路的物理状态。 禳露运圈的信患，蹲国嚣浆蕊；释终臻挣结穗瓣交佬及时修改稿 瑟醚嚣，以 适应新的路山选择。 南京邮电学院硕士举位论文篱二章a s o n 路由体系结构 2 2 光网络路由的特性 在i p 网络中，数据转发是逐跳进彳亍的，不需鬟睾先建立逑搂。而在基于 疆游交换斡光鞲络中，数据静交换是蓥予溃至臻的，需要事先建立连接。勇羚， 在i p 网纡中，每个路由器根据i p 数据包中的目的地址进行独立的路由选择。因 此，为了防j t 错误路由或路出循环，每个节点必须使用相同的网络拓扑数据霹和 路盘算法。与之葙反，在光潮终中，蘧求建立连接辩靛给窭路毒逡弹，并置在终 送连接建立请求时不会影响已有的业务。 由于光网络中的路幽协议并不纛攘参与数据平西的交换，因此可以认为其 筵不影噙盈务懿。镢懿，籀矜和资澡获态魏不准确霹铯影确耨酶逡接( 或恢复迄 接) 的建立，但是不会拆除_ 已有的连接。这就使得光网络的路由协议可以非常灵 活地包含各种新的信息。枣实上任何有助于路由计算藏业务区分的信息都可以包 含在路由协议中，这些髅惑可以是标滚的，也可鼓惫j 一家专鼯懿。 叠于光网络中 的连接是显示路由的，并且对于某一特定的连接，路融计算是由单一网元完成的，