ASON路由技術體系結構簡介

本文主要討論自動交換光網(wǎng)絡（ASON）中的路由技術。首先介紹了ITU-T關于ASON路由技術體系結構和對ASON路由的技術要求。然后討論了ASON路由技術與IP網(wǎng)絡路由的不同之處。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。

關鍵詞：ASON，GMPLS，NNI, 路由

1． 前言
自動交換光網(wǎng)絡（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，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。ASON體系結構的核心技術包括信令協(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；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，首先介紹ASON路由技術體系結構，包括ASON路由的技術要求和路由信息分發(fā)拓撲。然后討論了ASON路由技術與IP網(wǎng)絡路由的不同之處。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路由體系結構
ITU-T G.7715定義了在ASON 網(wǎng)絡中建立SC和SPC 連接選路功能的結構和要求。主要內容包括ASON選路結構、路徑選擇、路由屬性、抽象信息和狀態(tài)圖轉移等功能組成單元。G.7715的目的是提供一種與協(xié)議無關的方法，用來描述用于ASON的路由技術。路由消息是通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡（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，需要事先了解網(wǎng)絡資源的情況。這些資源可以通過人工配置，也可以是自動發(fā)現(xiàn)。
ASON路由體系結構支持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。這種結構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路由體系結構在網(wǎng)絡被分割為多個路由域，并對網(wǎng)絡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)絡進行分割，分割的依據(jù)可以是地理，管理范圍，技術等。運營商可以將細分后的網(wǎng)絡看作是由不同的路由域組成，以便提供路由服務。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負責控制一個路由域。RP在其提供路由服務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提供路由服務接口，即為RP定義的服務接入點。RC同時負責路由信息的協(xié)調和分發(fā)。RC服務接口在一個給定層面的NNI參考點提供路由服務。不同的RC實例由于其提供服務的組織不同，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之間的關系在圖1中給出。

圖1 RA, RP, RC, 和 RCD之間的關系
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)路由體系結構和功能部件
路由體系結構包括與協(xié)議無關的部件如鏈路資源管理器（LRM）和RC，以及與協(xié)議相關的部件如協(xié)議控制器（PC）。RC處理用于路由的抽象信息。PC依據(jù)信息經過的參考點（如E-NNI，I-NNI）處理與協(xié)議相關的消息，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。

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)包的操作回復路由查詢（路徑選擇）。RC是與協(xié)議無關的。
路由信息數(shù)據(jù)庫（RDB）：RDB存儲本地拓撲，網(wǎng)絡拓撲，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，以及利用授權模式控制用戶對敏感數(shù)據(jù)的存?。D2 的虛線框表示了這種關系。RDB是協(xié)議無關的。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），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將路由原語轉換成特定路由協(xié)議的協(xié)議消息，因此是與協(xié)議相關的。PC還處理用于路由信息交換的與協(xié)議相關的控制信息。

圖3 RDB與多RC/路由域的關系
(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。

圖4 路由域分級示例
3．ASON路由與IP網(wǎng)絡路由的不同
在IP網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)轉發(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)絡拓撲數(shù)據(jù)庫和路由算法。與之相反，在光網(wǎng)絡中，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。
由于光網(wǎng)絡中的路由協(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)務的。例如，拓撲和資源狀態(tài)的不準確可能影響新的連接（或恢復連接）的建立，但是不會拆除已有的連接。這就使得光網(wǎng)絡的路由協(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，這些信息可以是標準的，也可以是廠家專用的。由于光網(wǎng)絡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)絡中的帶寬統(tǒng)計也要比IP網(wǎng)絡簡單，從而使得帶寬資源的管理更加容易。這將影響保護和恢復帶寬如何分配。在IP網(wǎng)絡中，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)絡資源。在電路交換網(wǎng)絡中，建立保護通道通常需要占用相應的資源。這一基本的不同限制了直接將IP網(wǎng)絡中的一些流量工程機制應用于光網(wǎng)絡之中。
鄰居發(fā)現(xiàn)過程是許多域內IP路由協(xié)議的基本功能。光網(wǎng)絡中的鄰居發(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)絡中，這一過程除了基本的鄰居發(fā)現(xiàn)，還包括鏈路相關屬性的發(fā)現(xiàn)。盡管大部分控制平面信息的傳送可以是帶內或帶外方式，部分自動發(fā)現(xiàn)的信息必須在帶內傳送。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。