（光学工程专业论文）智能光网络中用户网络接口的研究.pdf

南京邮l u 人学硕f ：研究生学位论文摘要 摘要 智能光网络( a s o n ) r 渐成为人们研究的热点，它是光传输网的发展趋势。 s o n 的基 本思想是在光传送网中引入控制平面以实现网络资源的实时按需分配，实现光网络的智能 化。而用户网络接口( u n i ) 是实现光网智能的重要标志，u n i 是a s o n 中用户设备和光层 设备之间的物理接口，用户端和网络端能够通过u n i 接口自动发现对方的资源和所能提供 的业务，并且根据用户的请求在信令控制之下自动建立和删除光网络连接。 a s o n 代表了未来光网络的发展方向。但因为现有的光网络大部分是s d h 网络，而且 s d h 网络的容量和s d h 设备的交叉能力足够现有业务的需求，所以a s o n 的最先实现应该是 基于s d h 网络的。 基于s d h 的a s o n 将能够通过控制平面的作用为业务建立连接、维护连接并拆除连接， 同时可以实现拓扑资源和邻居节点的自动发现。本论文正是基于这一认识，我们将采用光 互联论坛o i fu n l l 0 作为我们的主要参考依据，采取了重叠模型，在链路管理上采用l m p ( 链路管理协议) ，在信令上采用了l d p 协议，描述了基于s d h 的a s o n 中u n i 的自动发现、 s d h 标签请求( 删除) 和业务参数设置等过程，提出了一种a s o n 控制平面的实现方案并建 立了相应的模型，最后运用该模型搭建的仿真代理实现了a s o n 的u n i 功能。在基于s d h 的智能光网络上通过编制代理软件来实现u n i 自动发现过程、利用l d p 实现s d h 端口业务 自动连接建立、删除、状态查询等，可以灵活地满足实际应用中客户各种不同容量的业务 要求。 关键词：用户网络接口，邻居发现，业务发现，链路管理协议，标签分配协议 南京邮i u 人学帧i j 研究生学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t a u t o m a t i cs w i t c h e do p t i c a ln e t w o r k ( a s o n ) i sb e c o m i n gt h em a i np r o j e c ts t u d i e da t h o m ea n da b r o a d i ti st h et r e n do ft h eo p t i c a lt r a n s m i s s i o nn e t w o r k t h eb a s i cc o n c e p to fa s o n i st h a tac o n t r o lp l a n ei sc r e a t e dt oi m p l e m e n ta s s i g n m e mo fn e t w o r kr e s o u r c eo nd e m a n da n d r e a l i z et h ea u t o m a t i z a t i o no fo p t i c a ln e t w o r k u s e rn e t w o r ki n t e r f a c e ( u n t ) i st h es i g n i f i c a n t s m y b o lo ft h ei n t e l l i g e n c eo ft h eo p t i c a ln e t w o r k s a n dt h eu n i i st h ep h y s i c a li n t e r f a c eb e t w e e n t h eu s e rd e v i c e sa n dt h eo p t i c a ln e t w o r ki nt h ea s o n t h em a i ns e r v i c e ss u p p o r t e da c r o s st h e u n ia r ec o n n e c t i o ne s t a b l i s h m e n ta n dd e l e t i o no nd e m a n d ，n e i g h b o rd i s c o v e r y , s e r v i c e s d i s c o v e r ya n ds oo n a s o nr e p r e s e n t st h ef u t u r eo ft h eo p t i c a ln e t w o r k s a sm o s to ft h eo p t i c a ln e t w o r k sa r e b a s e do nt h es d h ，a n dt h ec a p a c i t yo ft h es d hn e t w o r ka n dt h ec r o s s e dc a p a b i l i t yo ft h es d h e q u i p m e n t sa l es u f f i c i e n tf o rt h er e q u i r e m e n to ft h en e t w o r k s oi ti ss i g n i f i c a n tt oi m p l e m e n t a s o nb a s e do ns d h t h ea s o nb a s e do ns d hc a ne s t a b l i s h ，m a i n t a i n ta n dd e l e t et h ec o n n e c t i o no nd e m a n d ， m e a n t i m ei m p l e m e n tt h ea u t o m a t i cd i s c o v e r yo ft h et o p o l o g i c a lr e s o u r c ea n dn e i g h b o rn o d eb y t h ec o n t r o lp l a n e u s i n gt h eo i fu n i 1 0a st h em a i nr e f e r e n c e ，t h ep a t e ra d o p t st h eo v e r l a ym o d e l ，t h el i n k m a n a g ep r o t o c o l ( l m p ) o n t h em a n a g e m e n to ft h el i n ka n dt h el a b e ld i s t r i b u t i o np r o t o c o l ( l d p ) o nt h es i g n a l i n g t h e nt h ep a p e rd e s c r i b e st h ep r o c e s so ft h ea u t o m a t i cd i s c o v e r y ，s d hl a b e l r e q u e s t ( d e l e t e ) a n dt r a f f i cp a r a m e t e r ss e t t i n gi na s o n ，t h e np r o p o s e ss c h e m eo fi t sr e a l i z a t i o n a n de s t a b l i s h e dac o r r e s p o n d i n gm o d e l f u r t h e r m o r e ，t h ep r o x yo ft h es i m u l a t i o nt h r o u g ht h i s m o d e lr e a l i z e st h eu n if u n c t i o ni na s o n s ot h ep r o x ys o f t w a r ec a ns a t i s f i e sd i f f e r e n tc a p a c i t y s e r v i c e so ft h ec l i e n t si np r a c t i c ea p p l i c a t i o n k e yw o r d s ：u s e r n e t w o r ki n t e r f a c e ( u n i ) ，n e i g h b o rd i s c o v e r y ( n d ) ，s e r v i c e sd i s c o v e r y ( s d ) ， l i n km a n a g e m e n tp r o t o c o l ( l m p ) ，l a b e ld i s t r i b u t i o np r o t o c o l ( l d p ) 南京i l i l i t i t 人学颁f ：研究生学位论文缩略例 缩略词 a s o n 自动交换光网络 c c l d 控制通道标识符 d w d m 密集波分复用 f e c 转发等价类 g m p l s 通用多协议标签交换 i e t f 因特网工程任务组 i p c c i p 控制通道 l o p 标签分发协议 l i b 标签消息数据库 l m p 链路管理协议 l s p 光标签交换路径 n d 邻居发现 n n i 网络网络接口 o t n 光传送网络 o i f光互联论坛 r s v p 资源预留协议 s d 业务发现 s d h 同步数字序列 s o n e t 同步光网络 t n a 传输网络分配地址 t n e 传输网元 u n i 用户网络接口 u n i - c u n i 客户端信令代理 u n i - nu n i 网络端信令代理 v 南京邮电大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位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，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，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 含为获得南京邮电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的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 日期：墟：竺，l - 日期：力x ， 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电大学研究生部办理。 豁缉名：蛸 南京邮l u 人学坝i j 研究生学位论义第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 i p 业务持续的指数增长对光通信带来了新的机遇和挑战，巨大的i p 业务量刺激了w d m 技术的应用，而i p 数据业务量具有突发性和自相似性，对光网络带宽实行动念分配和调 度以实现有效的网络优化提供了契机，面对现有网络人工操作的复杂和低效率，智能光网 络a s o n 应运而生。 a s o n 是能够自动完成光网络交换连接功能的新一代光传送网。所谓自动交换是指：在 网络资源和拓扑结构的自动发现的基础上，调用动念智能选路算法，通过分布式信令处理 和交互，建立端到端的按需连接，同时提供可靠的保护和恢复机制，实现故障情况下的自 动重构。“s o n 的含义有很多种：s w i t e h e do p t i c a ln e t w o r k ( 交换的光网络) ；s m a r t o p t i c a ln e t w o r k ( 智能的光网络) ：s o f t w a r eb a s e do p t i c a ln e t w o r k ( 基于软交换的光 网络) ；s e r v i c e - o r i e n t e do p t i c a ln e t w o r k ( 面向业务的光网络) 等等。所以的这些含 义实际上是对应于技术的不同层面，它们强调的是智能的、是分布式控制的、是可重构和 可编程的、是可管理的光网络。 为了实现自动交换连接功能，a s o n 必须具备以下基本功能：发现功能，如邻居发现、 拓扑发现、业务发现：路由功能，即路由计算、更新和优化；信令功能，分布式信令支持 下的连接管理( 带有流量工程) ；保护和恢复功能，在网络发生故障时实现快速业务恢复： 策略功能，链路管理、连接控制和业务优先级管理：业务提供功能，方便丌展波长出租、 光虚拟专用网等新型业务。 采用智能光网络技术以后，传统的多层复杂网络结构可变的简单和扁平化，光网络层 丌始直接承载业务，避免了传统网络中业务升级时受到的限制，从而满足用户对资源动态 分配、高效保护恢复能力和波长应用新业务等方面的需求，其优越性是显而易见的。 随着智能光网络a s o n 标准的完善以及一些具有智能的光传输设备的部署，为了在用 户( 如：i p ，a t m 和s o n e t 设备) 与光传送网络之间建立动态连接，必须研发可以互操作 的产品。研发这种产品要求在用户端和光传送网络之i 日j 做出物理接口定义，即用户网络接 口( u n i ) 。u n i 是传送网和客户设备之问的服务控制接口，传送网通过u n i 接口来实现按 照用户的需求建立和删除连接等基本的服务。目前o i f 已经提出了u n l l 0 协议，它已得 到了工业界的认可，而2 o 版正在制定过程中。o i fu n l l 0 定义了一系列服务，如用来 请求服务的信令协议，传送信令信息机制和辅助信令自动发现过程等。目前u n l l o 主要集 l 南京邮i 【1 人学帧i j 研究生学位论文 第一章绪论 中在s o n e t s d h 的连接服务上，将来的u n i 版本可能会涉及更多。 1 2 研究内容 a s o n 代表了未来光网络的发展方向。但由于目日c f 现有的光网络大部分是s d h 网络，s d h 光网络经过近十年的发展，已成为通信网络的基础，因为s d h 技术已经相当成熟，而且s d h 网络的容量和s d h 设备的交叉能力足够现有业务的需求，所以a s o n 的最先实现应该是基 于s d h 网络的。而基于s d h 的传输网络其连接基本上都是采用静态配置的。当运营商的一 个客户要求一条点到点的电路时，配置该电路将需要几个星期甚至更长的时间。而对于 a s o n 来说因为具有自动完成功能，这个过程基本上是可以自动完成的，能大大降低配置时 间和费用。因此研究如何利用a s o n 的智能在s d h 传送网中提供动态灵活的业务是具有实 际意义的，也符合传送网发展的趋势。 a s o n 与传统的o t n 的主要区别在于引入一个独立的控制平面从而赋予传统光网以智 能。a s o n 具有三种连接方式：永久连接、软永久连接和交换式连接，自i 两种方式都不需要 严格的用户网络接口，而后者必须具有明确的用户网络接口，即u n i 是实现交换式连接的 重要标志。f 是u n i 的提出爿使a s o n 具有完全的智能化和真币的自动化。为了在用户( 如： i p ，a t m 和s o n e t 设备) 与光传送网络之问建立动态连接，必须研发可以互操作的产品。 研发这种产品要求在用户端和光传送网络之帕j 做出物理接口定义，即用户网络接口。o i f 提出的u n i1 0 协议主要集中在s o n e t s d h 的连接服务上，将来的u n i 版本可能会涉及更 多。 基于s d h 的a s o n 将能够通过控制平面的作用为业务建立连接、维护连接并拆除连接， 同时可以实现拓扑资源和邻居节点的自动发现。基于s d h 的a s o n 应该考虑现有s d h 网络 的特点，充分利用s d h 的优点。本课题正是基于这一认识，我们将采用o i fu n i1 0 作为 我们的主要参考依据，采取了重叠模型，在链路管理上采用l m p ( 链路管理协议) ，在信 令上采用了l d p ( 标签分发协议) 。在基于s d h 的智能光网络上通过编制代理软件来实现 u n i 自动发现过程( 包括邻居发现和业务发现) 、利用l d p 实现s d h 端口业务自动连接建 立、删除、状态查询( l s p 的建立等) ，可以灵活地满足实际应用中客户各种不同容量的业 务要求。本文介绍了a s o n 中的u n i 控制平面的基本功能和基于s d h 的智能光网络中用户 网络接口实现的关键技术，讨论了基于s d l i 的u n i 在a s o n 中的实现方案，并通过仿真实 现了u n l l o 的基本功能。软件的仿真实现过程通过校园网环境验证。 南京1 1 1 i ；d ! 人学颂l j 研究生学位论文 第一章绪论 1 3 论文结构 论文共分为六章，各章节的内容如下： 第一章为绪论，分析了课题的研究背景，简述了课题的研究内容并给出了论文结构。 第二章介绍了智能光网络和与其相关的用户网络接口的发展和标准进度。 第三章详细分析了o i f 的u n l l 0 协议规范和研究的内容。 第四章详细研究了用户网络接1 ：3 的实现框架，分析了基于s d h 的智能光网络中用户网络 接口的研究方法。 第五章分析了基于s d h 的智能光网络中用户网络接e l 的设计实现，介绍了其实现的过程 与结果。 第六章介绍了各个标准化组织对用户网络接口技术的最新发展，并分析和比较了u n i 的 性能以及今后的工作方向。 南京i i i i i , 人学顾i ：t i j l y 生学位论文第二章智能光1 q 络j 用户州络接u 第二章智能光网络与用户网络接口 2 1 智能光网络产生背景和体系结构 随着电信业进入到一个崭新的发展阶段，光网络技术也从以前一味追求超大容量的光 组网方式，逐步转变到构建更经济有效的新一代光联网上来。目前，i p 等数据业务的蓬勃 发展也正促使人们在传统的静态光网络中引入动态智能控制机制，从而使新一代的光网络 具有智能化和自动化，为实现高效的传送数据业务，发展按需分配带宽和提供不同服务等 级的新型商业模式铺平了道路，同时，通用的智能控制机制也为最终实现多厂商，多运营 商环境下的网络互操作提供了可能。可以说，智能光网络的提出对整个电信网络的规划设 计，体系结构和运营机制都会带来深远的影响。 智能光网络理念的出现并不是偶然的，是多方面因素共同作用的结果。该技术的提出 和演进也f 代表了这几年光组网思路的演进和变化。 近几年来，随着i p 等数据业务在骨干网上的爆炸性增长，w d m 技术被广泛的应用到网 络中来，“i po v e rw d m ”组网模型被提出，然而，这种网络模型被证明是一种价格昂贵的 建网方式，其主要原因是i p 路由器的p o s ( p a c k e to v e rs d h s o n e t ) 接口和w d m 系统的波 长转换器( o t u ) 价格都较昂贵，采用过度建设( o v e r b u i l d ) 的策略将使网络成本居高不 下。同时，尽管i p 数据业务所占用的带宽已经在某些运营商的网络中超出了传统的语音 业务所占用的带宽，可是从业务收入角度来说，语音业务的收入仍然是运营商最主要的收 入来源。因此，有必要建立一个新的网络体系结构来更经济有效的支持未来大容量的数据 业务。i p 数据业务量具有突发性和不确定性，这为通过对光网络带宽实现动态分配和调度 以实现有效的网络优化提供了契机，对于同样的网络业务需求，这种优化可以减少全网中 所需光接口( p o s 接口和o t u 接口等) 和相应波长的数目，既大规模降低建网成本，又提 高带宽利用率。所以，一种可以实现自动完成网络带宽分配和调度的新型网络体系结构 “智能光网络应运而生。 传统的传送网络中通常只涉及对信号的传送、复用、交叉连接、监控和保护恢复，是 一个静态的网络，而智能光网络将引入动态交换的概念，特别是引入业务层与传送层之间 的自动协同工作机制，这种创新的体系结构代表了新一代光网络的重要发展趋势。特别是 这种概念正由最初的只针对i p 和o t n 进一步拓展到针对业务层面( i p a t m 等不同业务) 和传送层面( s d h s o n e t o t n ) ，成为一个更通用的网络结构，例如i t u t 就将这种新型网 络概念称为自动交换传送网( a s t n ) 。图2 1 显示了这种网络结构，总的来说，智能光网 4 南g 帅i u k 学mw 究生学位论史第幸智能光州络o ，用户删络接u 络结构将使未束网络出现三个平面：数据传送面、管理面和控制面，最终实现由业务层 提出带宽需求，通过标准的控制面柬使传送层提供动态路由，控制面可以通过信令u n i n n i 接口的方式或通过管理系统接口的方式柬实现，而网络管理平面将仍然对全网进行管理。 囤一 8 誓“翔1 _ 釜【21 智能光网络体系坌i = ；构 2 2 用户网络接口的基本概念 i i u r 提出的a s o n 本系结构模型巾，整个h 络包括：j 个平面，即控制平面、管理平 面和传送平面。与现有的光网络相比，a s o n 中增加了一个控制平面。控制平面使用接1 ：2 、 协议以及信令系统，可以动态地交换光网络的拓扑信息、路由信息和其它控制信息，实现 光通道的动态建立和拆除以及网络资源的动奄分配。控制平面的关键技术主要涉及到网络 接口、功能模块和信令协议等方面的内容。在i t u - - t 建议中根掘所处位置和功能的不同 在控制平面内部定义了两种逻辑接口：u n i 和n nt ，通过这些接口交换信令和路由信息。 图22 表示了a s o n 控制平面接口所处的位置。 一一。j u n ir u n i 7 。圳户终端系统_ _全局a s o n _ 川户终端系缱 一一，7 7 、一 、 7、 i,一7e - n n i l 7 忑f 一, e - n 7 a s o n 、i| 。堡堡堕。l 。! 塑兰! 翌一，。 堡壁塑! i 而一、 幽22a s o n 控制平丽接口示意 南京邮也人学倾l j 研究生学位论文第二币智能光i 卅络j 用户州络接u 运营域与终端用户之问的参考点叫做用户网络接口u n i ，域问的和域内路由区间的参 考点分别叫做e - n n i ( 外部网络一网络接口) 和i - n n i ( 内部网络一网络接口) 。g 8 0 8 0 所定 义的u n i 、i - n n i 和e - n n i 这三种逻辑接口，是交换信令和路由信息的地方。通过e - n n i 、 i n n i 的引入，使得a s o n 具有良好的层次性结构；通过e - n n i 接口来传递网络消息，可以 满足不同域之间消息互通的要求；通过对外引入i - n n i 就能屏蔽了网络内部的具体消息， 保证了网络安全性需求：而标准的u n i 的引入使得用户具有统一的网络接入方式。 u n i 接口是用户终端设备( 包括工p 路由器、a t m 交换机、s d h 等设备) 和光层设备之 问的接口。用户设备通过这个接口动态地请求获取、撤销和修改具有一定特性的光带宽连 接资源。用户设备的多样性要求光层的接口必须满足多样性，能够支持多种传输网元类型。 同时u n i 还要满足自动交换网元的要求，即支持自动业务发现和自动邻居发现等网络功能。 u n l 支持的功能主要是对用户请求的接入，包括呼叫控制、资源发现、连接控制和连接选 择。附加功能如对呼叫的安全和认证管理等也可包括在这些基本功能中。接口中的信息流 包括终端接口的名称和地址、认证和连接控制以及连接服务消息。 2 3 用户网络接口的标准研究进展 2 3 1it u - t 中关于u ni 接口的标准 i t u t 作为电信界权威的标准化组织，自1 9 9 9 年起对a s o n 给予了充分的关注，相继 发布了g 8 0 7 、g 8 0 8 0 、g 7 7 1 2 、g 7 7 1 3 、g 7 7 1 4 、g 7 7 1 5 等建议。这一系列建议制定了 a s o n 的总体结构，规范了通用功能，并给出了a s o n 核心技术的实现需求。其中与u n i 接 口有关的建议有： 1 g 8 0 7 【i 】c 2 】 该建议定义了自动交换传送网( a s t n ) 的总体要求，将控制平面引入传送网，提供了 一套可以在网络中建立和释放连接的控制功能模块。它的主要内容包括连接和连接控制、 交换连接、永久连接和软永久连接、域与参考点( u n i 、i n n i 和e n n i ) 、连接允许控 制、命名和寻址、信令网络等概念。 2 g 8 0 8 0 川。1 该建议定义了a s o n 控制平面的参考体系结构，规定了主要的功能模块及其相互之间 的作用。描述了控制平面的组件，这些组件通过对传送网资源的处理来建立、维护、释放 连接。提出了呼叫和连接控制的分离、信令和路由的分离，详细说明了呼叫和连接控制、 6 查塞坐! ! 叁兰堡! ：型堕! 生兰丝笙兰 釜三兰塑堕垄型竺：! 望! 塑堕堡! 传送资源的组织、控制平面的结构、控制平面实体的管理等。该建议规定了三个网络接口 ( 参考点) ，即用户网络接口( u n i ) 、内部网络网络接口( i - - n n i ) 和外部网络网络接口 ( e n n i ) ，分别用于客户和光网络之问、光网络域内和光网络域问的接口。一般情况下， u n i 和e n n i 需要标准化，以便不同厂商、不同地域、不同运营商网络直接的互联互通， 而i - - n n i 如果用于同一厂商内部不一定需要标准化。 3 g 7 7 1 3 吲 该建议适用于u n i 和n n i 之1 1 日j 的分布式呼叫和连接管理( d c m ) 。它规定了实现自动呼 叫和连接操作所需进行的处理，包括属性规范、消息规范、信令流程、d c m 状态图以及d c m 的管理。该建议是a s o n 信令规范的重要组成部分，针对呼叫和连接，该建议进一步详细 描述了控制组件之间的交互、信令的流向、消息的内容，这些j 下是实现a s o n 自动交换功 能的核心内容。 4 g 7 7 1 3 1 该建议是g 7 7 1 3 分布式连接管理的p n n i 协议实现。p n n i 是a t m 论坛基于i t u t q 2 9 3 1 数字用户信令协议和a t m 论坛规范制定的专用网络接口信令协议，只支持软永久 连接，将来的版本可能支持交换连接。 5 g 7 7 1 3 2 ? 3 该建议是g 7 7 1 3 分布式连接管理的g m p l sr s v p - - t e 协议实现。g m p l sr s v p - - t e 是 m p l s 网络在流量工程方面对r s v p 的扩展，它与r s v p 有相同的信令格式和消息类型。为了 支持a s o n ，需要对g m p l sr s v p - - t e 进行扩展，主要集中在u n i 和e - n n i 接口规范，这些 协议规范也适用于i - n n i ，包括对呼叫的支持和对软永久连接( s p c ) 业务的支持，也支持 运营者内部的交换连接( s c ) 业务。在该建议中，对信令流程和消息功能也作了规定。 6 g 7 7 1 3 3 该建议是g 7 7 1 3 分布式连接管理的c r l d p 协议的实现。c r l d p 原来包含4 类消息 ( 发现、对话、广播、通知) ，为了支持呼叫处理，增加了呼叫控制消息。该建议提供对 a s o n 软永久连接( s p c ) 和交换连接( s c ) 的支持。呼叫建立消息( 含主被叫地址和呼叫 工d 的t l v ( 类型长度数值) ) 用来启动呼叫建立，被叫方利用l d p 通知消息向主叫方确 认连接接收或者拒绝。标签请求消息用于连接的建立、更改，标签映射消息用于确认连接 建立，呼叫释放消息( 含主被叫地址) 还将引发标签撤销或者标签释放消息，从而删除与 此呼叫关联的连接。 7 g 7 7 1 4 y 1 7 0 5 e ”】【0 1 该建议描述了用于网络资源管理和选路的自动发现技术，提出了两种主要的发现实例 7 南京邮l u 人学坝i l i j 究生学位论文笫- 二章智能光喇络o j 用户州络接u “层邻接发现”和“物理媒质邻接发现”，它们可以用柬建立控制实体之l 日j 的逻辑关系。 在该建议中对两种发现进行了阐释，并给出了属性规范、消息格式和信令处理流程。 2 3 2 因特网工程任务组( i e t f ) 因特网工程任务组( i e t f ) 在a s o n 的建议制定过程中与i t u t 丌展了积极的合作。 它发挥了在i p 技术方面的优势，继承i p 路由协议和多协议标记交换m p l s 的信令体系， 采用对等模型，提出了g m p l s 系列标准草案，在信令、路由和链路等方面提出较为丰富和 详尽的技术建议。其主要工作重点在g m p l s 上，包括g m p l s 与s d h o t n 的结合，用于g m p l s 信令的扩展c r l d p 建议和扩展r s v p - - t e 建议，链路管理协议( l m p ) “3 以及可用于密 集波分复用( d w d m ) 的l m p 扩展等。由于考虑到运营商和实际网络实现的需求，该组织也 币致力于使g m p l s 不仅支持对等模型，而且也支持重迭模型。为此，i e t f 丌始考虑借鉴 o i f 组织在u n i 协议上的工作，使其g m p l s 协议族更具完整性。i e t f 的g m p l s 是一套复杂 而功能强大的协议族，并且它在不断的发展之中。i e t f 最近完成了g m p l su n i 模型来关 注u n i 参考点，并且对g m p l su n i 性能的需求充分地兼容了所有的( g ) m p l s 相关的标准。 2 3 3 光互联网论坛( o jf ) 国际标准化组织光互联网论坛( o i f ) 是于1 9 9 8 年由c i s c o 和c i e n a 发起成立的，并 由众多厂商和运营商参与的丌放论坛，致力于加速光互联网的部署。o i f ( 光互联论坛) 的 主要目标是促进光网络的互联互通，并多次成功进行了a s o nu n i 和e - n n i 的互通性测试 和演示。o i f 在智能光网络方面的主要工作是制定u n i 和e - n n i 接口技术规范，目前o i f 已经完成了u n l l 0r 2 1 和e - n n l l 0 ( 信令部分) 规范，u n l 2 0 正在测试过程中。图2 3 显示了o i fu n i 结构模型，o i f 已经制定或者难在制定的关于u n i 的主要标准有： 1 u n i i 0 ( 用户网络接口信令规范1 0 ) 该标准于2 0 0 1 年1 0 月j 下式推出，从接口的角度提出业务与信令要求，允许用户动态 建立光连接。u n i1 0 的价值在于，i t u t 系列建议基本上只是描述了a s o n 核心技术的结 构和功能需求，而缺少协议实现的细节。u n l l 0 规范从信令、地址和自动发现等几个方面 详细给出了具体的设计方案，如信令方面就给出了基于l d p 扩展和基于r s v p 扩展的两种 建议。 2 u n l 2 0 该标准目前基本完成，还在讨论和增加一些内容，它在u n l l 0 的基础上提出一些重 8 堕塞堕! ! 叁堂竺! ：堕丝竺兰丝堡苎里兰! 篁丝堂竖垡! ! 旦宝堕竺堡! 要的改进和增强。增加的功能涉及呼叫和连接控制、不中断业务的带宽更改、g b e i o g b e 以太网接口、g 7 0 9 格式的传输接口、预定连接服务、保护域恢复操作和增强的安全性要 求等。目前基于u n l 2 0 的以太网交换互通测试和以太网虚拟业务测试已经基本完成了。 c l i e n tu n i c c a r r i e ra u n i nd o m a i n c a r r i e rb d o m a i nc l i e n t 幽2 3o i fu n i 结构模型 o i f 成功的处于i t u 和i e t f 的中立地带，它与i e t f 的相关工作密切配合，尽管这两 个组织之间有一些小的矛盾，但它们的工作还是具有很好的互补性。许多运营商和设备制 造商都非常重视o i f ，积极参与o i f 的规范的制定和测试，因此o i f 的实施协议很有可能 在运营商的网络中率先得到应用。 在u n i 上提供的主要服务是按需创建和删除连接，这个连接可以是单向的也可以是双 向的。在u n l l 0 中，这个定义局限于考虑s o n e t 业务，如s t s 一1 宽带业务或更高，或者 v c 一3 以及更高的s d h 业务。这个连接的属性在连接建立的过程中指定。 o i f 目前主要关注的是i p 客户端，但随着技术的发展，也将包括a t m 、以太网交换、 s d ha d m 和d x c 等。0 一u n i 的组成单元包括：在光网络侧实施的用户网络接口( u n i n ) 和 在客户侧实施的用户网络接口( u n i - c ) 。与o _ u n i 相关的应用是智能光网络的基础，u n i 信令操作是指一个u n i - c 和一个u n i n 之间用来调用传送网络服务的信息交换。 综合上述，i t u - t ，i e t f 和0 i f f 在共同努力推进光网络中用户网络接口的研究工作， o i f 的工作更贴近现实条件和实际需求，现阶段基于s o n e t s d h 传送网的智能光网络和用户 网络接口方案较为切实可行。 9 南京邮i u 人学帧i j 研究生学位论义第三章o i f 的用户州络接u 的皋奉功能分析 第三章o i f 的用户网络接口的基本功能分析 3 1o i ft l n i1 0 协议规范 3 1 1 提供的主要服务 在u n i 上提供的主要服务是按需创建和删除连接，这个连接可以是单向的也可以是 双向的。在u n l l 0 中，这个定义局限于考虑一种s o n e t 业务，如s t s - i 宽带业务或更高， 或者v c - 3 以及更高的s d h 业务。这个连接的属性在连接建立的过程中指定。 u n i 信令操作是指一个u n i c 和一个u n i - n 之间用来调用传送网络服务的信息交换。在 u n l l o 建议中，可以调用下面的操作： 1 连接建立：这个操作在一对接入点之间创建一个具有特定属性的连接。连接建立要 服从网络定义策略( 如，用户组连接限制) 和安全程序。 2 连接删除：删除一个存在的连接。 3 连接状态查询：查询连接的某个参数。 3 1 2 支持的信令进程 u n i 信令支持的进程有邻居发现、业务发现和控制通道管理。在这些进程中，邻居发 现和业务发现进程是可选的。如果不包含邻居发现和业务发现进程，由这些进程提供的信 息必须进行人工配置。 邻居发现：邻居发现进程是动念建立客户和传送网元之i 日j 接口映射的基础。它辅助检 验传送网元和客户设备之间的本地端口的连接性，它同时建立和维护u n i 信令控制通道。 业务发现：业务发现进程使客户设备能获得传送网络提供的服务的信息，同时使传送 网络获得客户设备u n i 信令和端口的信息。 信令控制通道维护：u n i 信令要求在客户端边缘和网络边缘的信令实体间有一个控制 通道，可以有不同的控制通道配置。 3 1 3 业务调用模型 u n i 有两个业务调用模型，一个是直接调用，另一个是问接调用。客户端和网络端的u n i 信令代理部分分别被称为u n i c 币d u n i - n 。在直接调用模型下，客户直接调用传输网络服务， l o 塑塞些! 坚叁兰塑! ：望! ! ；兰兰垡堡兰翌三雯竺! 竺旦2 塑竺堡! 箜堡垒些堂坌堑 u n i c 直接在客户设备上实现。在i 白j 接调用模型中，由代理u n i c 代表一个或多个客户执 行u n i 功能。客户不要求与代理u n i c 在同一个位置。在这些配置中，需要通过i p 控制通 道来传送信令信息。u n i 信令协议以扩展的r s v p _ t e 和c r l d p 为基础。 ( 1 ) 直接调用模型 。 在这个模型下，u n i - c 的功能由客户本身执行。这种模型有两个基本的配置，如图3 1 所示。它们的区别在于第一个配置的u n i n 的功能是在传送网元( t n e ) 中实现的，而第二 个配置的u n i n 是一个代理。当i j n i - n 用一个代理执行时，并没有限制代理的位置。在传送 网络旱，内部信令接口( i s i ) 用来执行u n i - n 矛0 t n e 之f b j 的信令。 t n e n d 自动邻居发现 u n i n 网络端用户网络接口t n e 传送网网元 u n ! c 客户端用户网络接口i s ! 内部信令接口 图3 1 直接凋川模型 在直接调用模式下，邻居发现可能在客户和t n e 之间的每个数据端口实现。在u n i n 和 u n i - c 之间的i p 控制通道可以是带内的，也可以是带外的。客户调用传送网络服务的命令 可能来自于客户网络的一个管理系统或客户端本身。 ( 2 ) 间接调用模型 在这个模式下，客户使用信令代理调用传送网络服务。信令代理的实体代表一个或多 个客户执行u n i 信令功能，如图3 2 所示。 i t s i + i _ ll s i i i 、 幽3 2 间接调川模型 客户不要求和代理u n i c 在同一位置。在这个模式下， 1 如果客户不能执行自动邻居发现程序。那么，u n i n 和u n i c 必须手动配置邻 南京邮i u 人掌坝i j i i j f 生学位论文第三荦o i f 的用尸i 匐9 络援u 的璀奉功能分析 居信息。 2 代理u n i c 代表客户执行信令。 3 代理u n i c 和它所代表的客户通过一个非标准的或标准内部信令接口( i s i ) 通信。 代理u n i c 和u n i n 需要同时运行u n i 信令协议。在这个模式下，在代理u n i - c 和u n i - n 之问的i p 控制通道是带外的。 3 1 4 信令传送方式配置 在u n i - - c 和u n i n 之间，需要一个控制通道来传送信令信息。u n l l 0 支持以下的信 令传送配置类型： 带内：在一个传送通道上传送信令消息，这个传送通道嵌入在客户和传送网元之间的 传送数据的光链路内。它仅适用于直接服务调用模式。 带外：在u n i c 和u n i n 之问的一个专用通信链路上传送信令消息，它与传送数据的 光链路是分离的，这种信令类型可应用于所有4 种参考配置方式中。 在这两种信令传送配置方式旱，控制通道都必须支持i p 包的传送，所以称之为i p 控制 通道( i p c c ) ，u n i 信令消息本身通过i p 包传送，例如u n i 信令协议r s v p ，在这种情况下， 携带r s v p 消息的i p 包将在i p c c 上传送。 在u n i 接口中，一个i p 控制通道以下列任意一种方式实现： 1 在s o n e t s d h 线路或段d c c 字节的带内信令： 客户和t n e 由一个或多个双向s o n e t s d h 链路连接。每一个双向链路由一对单向链路组 成，一个从客户到传送网元( t n e ) ，另一个i ： ：1 t n e 至i j 客户。在一个或多个链路双向连接中， 某些s o n e t s d h 丌销字节用来实现双向i p c c 。 一个带内i p c c 在逻辑上等效于点到点链路。如果在一个客户和一个t n e 上有多个这样 的链路( i p c c ) 可用，i p 包可以用其中的任何一个来传送。 在u n l l 0 建议中，一个带内的i p c c 必须用s o n e t s d h 再生段和复用段的d c c 字节( 数据 链路通道) 来实现。 再生段d c c ：由d 1 ，d 2 ，d 3 段丌销字节组成。提供一个1 9 2 k b p s 的消息通道。 复用段d c c ：由d 4 - d 1 2 的线丌销字节组成。所有可用带宽是5 7 6 k b p s 。 有两个方案用来将i p 包封装至u d c c 字节。第一种选择是使用h d l c 帧格式对i p 包进行p p p 封装，用比特来填充帧。第二种选择是用l a p d 帧格式对i p 包进行p p p 封装。 m 市邮u 人 iq f ，生# 论i筘= o l f 的用p h 络接u 的皋丰功能”析 客户设备和传输网元必须支持其中一种封装方法，或两种都支持。当两种方法都支持 时颁通过手动选择其中一种方法。 2 带外信令 在以下的两种实现方法中，带外的i p c c 通过建立i p 连接柬实现，与其建立的数据连接 无关。 ( 1 ) 在外部i p 传送网络上的带外信令 在这种情况下，u n i 信令信息通过外部i p 传送网络传送。如图3 3 u n i n 和u n i c 由一 个或多个点连接到i p 传送网络。图33 也显示了到每个网络的u n i n 和u n ic 的i p 接口地址。 控制信息可以在每一个网络上发送。但每个能发送控制信息的u n i n 和u n i c 实体必须配置 对方的i p 地址，爿能发送控制信息。在u n l lo 中假设实现i p c c 的i p 网络是安全的。也就是， 没有指定另外的程序束确保信令消息在外部控制网上安全传送。 pn c “