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北京邮电大学硕士学位论文摘要 a s o n 域问路由研究 摘要 自动交换光网络( a s o n ) 是构建下一代光网络的关键技术， a s o n 由于引进控制面而赋予光网络以智能化，而作为a s o n 控制 面核心技术之一的路由技术，则成为当前光网络研究领域的重点。 光网络路由技术可分为域内路由和域问路由，本论文重点研究 a s o n 域间路由。目前，a s o n 域间路由在实现方面还没有形成统一 的标准，但在a s o n 域问路由的可选路由协议中，对于运营商内应 该优先选择域间分层链路状态路由。光互联论坛( o i f ) 提出了域到 域路由协议( d d i 冲协议) ，d d r p 协议是分层链路状态路由协议， 满足g 7 7 1 5 的路由体系结构，但它本身并不是一个全新的路由协议， 而是分别基于o s p f t e 和i s i s t e 来实现的。 目前，光网络域问路由方面的工作尚处在研究阶段，还没有真正 的建议标准，但在未来光网络中，互联互通是必然的要求。并且，有 些运营商或设备商可能也会基于自身安全的考虑，不会将所有信息都 透露给其他的运营商( 或设备商) ，这就要求在实现域间路由时要屏 蔽一些细节信息，如何更好的实现光网络的域间互联，是很重要的研 究课题。 本论文首先研究了通用域间分层链路状态路由的需求、相关的概 念以及运行机制，并在此基础上阐述d d r p 协议基于o s p f - t e 来实 现运营商内的域间路由的实现机制，提出了一种基于o s p f t e 来实 现运营商内域问路由的扩展方案，并通过o p n e t 仿真对其可行性进 行了验证。最后，基于对等模型，分析了g m p l s 网络与i p m p l s 网络互联存在的问题以及解决方案。 关键词：自动交换光网络域问路由域到域路由协议开放式最短径 优先协议通用多协议标签交换 北京邮电大学硕士学位论文摘要 a s o ni n t e r d o m a i nr o u t i n g a b s t r a c t a u t o m a t i c a l l y s w i t c h e d o p t i c a ln e t w o r k s ( a s o n ) i sk e y t e c h n o l o g yo fc o n s t r u c t i n gn e x tg e n e r a t i o no p t i c a ln e t w o r k a so n eo f c e l l a rc o n t r o lt e c h n o l o g i e s ，r o u t i n gt e c h n o l o g yh a sb e e nt h eh o t s p o ti n o p t i c a ln e t w o r kr e s e a r c h e s r o u t i n gi no p t i c a ln e t w o r ki n c l u d e si n t r a - d o m a i nr o u t i n ga n d i n t e r - d o m a i nr o u t i n g ，a n dm yr e s e a r c h e sf o c u so na s o ni n t e r - d o m a i n r o u t i n g a tt h ep r e s e n tt i m e ，t h e r e sn oi n d u s t r ys t a n d a r df o ra s o n i n t e r - d o m a i nr o u t i n gi m p l e m e n t a t i o n o i fi n t r o d u c e dah i e r a r c h i c a l l i n ks t a t er o u t i n gp r o t o c o ln a m e dd o m a i n - t o - d o m a i nr o u t i n gp r o t o c o l ( d d r p ) ，w h i c h m e e t st h e r e q u i r e m e n t so f t h e r o u t i n gp r o t o c o l a r c h i t e c t u r ei ng 7 7 1 5 d d r pi sn o taw h o l en e wr o u t i n gp r o t o c o l ，b u t b a s e do no s p f - t ea n di s i s t e t h ei n t e r - d o m a i n r o u t i n gi nt h eo p t i c a ln e t w o r k si sn o wb e i n g r e s e a r c h e d ，a n dt h e r ei sn oc o m m e r c i a ls t a n d a r da v a i l a b l ea tp r e s e n t a l t h o u g hi ti so l q eo ft h ee s s e n t i a lr e q u i r e m e n t si nt h ef u t u r e s o m e p r o v i d e r sd on o tw i s ht oa p p o s ea 1 1t h er o u t i n gi n f o r m a t i o nt ot h e i r o p p o n e n t sc o n s i d e r i n gs e c u r i t yp r o b l e m s h o wt oi m p l e m e n tt h e i n t e r - o p e r a t i o nb e t w e e no p t i c a ln e t w o r k si sc o m i n gt ob ea ni m p o r t a n t i s s u e i nt h i sp a p e r , f i r s t ，t h eh i e r a r c h i c a ll i n ks t a t er o u t i n gr e q u i r e m e n t s ， c o n c e p t sa n dm e c h a n i s m sa r er e s e a r c h e d t h e na no s p f t eb a s e d i n t r a - p r o v i d e ri n t e r - d o m a i nr o u t i n gp r o t o c o l i s d e v e l o p e d a n d t h e p r o t o c o li ss i m u l a t e do nt h eo p n e tp l a t f o r mt op r o v ei t sf e a s i b i l i t y i n t h ee n d ，t h ep r o b l e m si nt h ei n t e r - o p e r a t i o nb e t w e e ng m p l sn e t w o r k s a n di p m p l sn e t w o r k si nt h ep e e r - t op e e rm o d e la r ea n a l y z e d ，a n dt h e s o l u t i o n sa r ed e v e l o p e d k e yw o r d s ：a u t o m a t i c a l l ys w i t c h e do p t i c a ln e t w o r k ( a s o n ) ， i n t e r - d o m a i nr o u t i n g ，d d r p , o s p f t e ，g m p l s n 独刨性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本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中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 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。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本入签名：翌i 垒圣日期；2 1 1 2 ：i ：2 1 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位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、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 善1 ；台乏、 蟊函= 二 日期：望1 2 ：! ：! ! 日期：二驾丝羔一 北京邮电大学硕l ：学位论文第一章绪论 第一章绪论 自动交换光网络( a s o n ) 是下一代光网络发展的关键技术。a s o n 是在 传统光网络中引入控制平面，以实现光网络动态、快速的连接建立，并能实现 网络资源的优化配置，对业务提供有效的保护恢复，支持多粒度交换、多种新 型业务、动态带宽分配以及分布式连接建立和恢复，从而使光网络具有了高度 的智能。a s o n 的核心技术包括路由、信令和链路资源管理等，本文将重点研 究a s o n 域问路由技术。本章首先给出了a s o n 路由体系结构，然后对a s o n 域问路由的特点及相关协议进行了分析，最后介绍a s o n 域问路由的应用及论 文的主要工作。 1 1a s o n 路由体系结构 删- tg 7 7 1 5 定义了在a s o n 网络中建立s o 和s p c 连接选路功能的结 构和要求。主要内容包括a s o n 选路结构、路径选择、路由属性、抽象信息和 状态图转移等功能组成单元。g 7 7 1 5 的目的是提供一种与协议无关的方法，用 来描述用于a s o n 的路由技术。从实现路由功能上来讲，路由体系结构包括与 协议无关的部件如链路资源管理器( l r m ) 和r c ，以及与协议相关的部件如 协议控制器( p c ) 。其中l r m 向r c 提供所有s n p p 链路信息，并将其控制的 链路资源的状态改变告知r c ；r c 负责处理用于路由的抽象信息；而p c 则依 据信息经过的参考点( 如e n n i ，i - n n i ) 处理与协议相关的消息，并将路由原 语传递给r c 。 可以看出，路由模块不仅具有路由选择的功能，还具备网络资源和拓扑自 动发现的功能，网络节点的控制实体之间实时地交换网络链路连接和资源利用 等信息，并在此基础上自动形成整个网络的拓扑信息，根据这些拓扑信息能够 为各种业务计算出符合要求的路由。a s o n 路由，不仅能够支持传统的集中式 路由方案，还能够提供分布式控制的路由计算，即网络的每个节点都有能力为 用户提供光通道的路由。按照g 8 0 8 0 的定义，a s o n 支持三种路由方式：分层 路由、源端路由和逐跳路由。 智能光网络路由的体系结构如图1 - 1 所示。这里，客户网络里的口路由器 附属于一个光核心网络，通过动态建立的光通道连接到它们的对等实体。其中， 智能光网络路由体系结构也隶属于整个网络结构之下。这个体系结构可以通过 两种网络模型来实现，即层叠模型和对等模型。层叠模型是一个客户服务器模 型，其中口域是光域的客户。在这个模型里，光网络为口分组提供通过光域 北京邮电人学硕i ：学位论文 第一章绪论 传送的点到点光链路。每个终端用户可以通过一个明确的信令和路由接口，即 用户网络接口( u n i ) ，向光网络请求高带宽连接。同时，通过使用一个明确的 信令和路由接口，即网络网络接口( n n i ) ，可以进行子网连接，第二、第三章 主要基于层叠模型研究a s o n 域i 日j 路由( e n n i 接口) 。 图1 - 1智能光网络中的路由体系结构 在对等模型里，终端用户是所有其他网元的对等体，能完全访问光网络拓 扑。通过这些信息，终端用户可以计算通过光网络的路由以满足特定需求，如 跳数、不同路由、延迟限制和可靠性要求等。对于在这一模型下，a s o n 网络 与客户端网络的互联问题将在第四章做详细研究。而从功能上来说，对等模型 可以通过取消拓扑共享功能、保持连接信令功能而转换为层叠模型。 1 2 域问路由的特点与协议分析 路由控制域是一个抽象的实体，它隐藏了控制域的内部细节，而对外提供 与路由控制器特征相同的接口。这个定义使域问路由协议具有以下特征： 1 域独立性：域日j 路由协议与域内路由协议相互独立，并且也与其控制分 布模式，如集中式或分布式无关； 2 域问路由协议不能要求一个网元同时参与两个不同控制域的域内路由 协议： 3 域问路由协议不要求控制域必须以特定方式互连； 4 域问路由协议应该是链路状态路由协议，便于进行基于流量工程的路由 计算。 针对以上a s o n 域问路由协议的特点，对边界网关协议( b g p ) 、o s p f 和 专用网络一网络接口( p n n i ) 三种路由协议进行分析如下。 ( 1 ) b g p 2 北京邮电天学硕 学位论文第一章绪论 b g p 用于多个自治域( a s ) 的互连，每个a s 内可以运行自己的内部网关 协议( i g p ) 。o s p f 和i s i s 是两种应用广泛的i g p ，但互不兼容。b g p 并不要 求a s 内运行特定的i g p ，因此它满足“域独立性”的要求。但是b g p 是基于距 离矢量的路由协议，域问只能交换可达性信息，而不能交换链路带宽和保护属 性等。 ( 2 ) o s p f i s i s o s p f 的域是提供扩展性的一种机制，与路由控制域的概念类似。o s p f 假 定每个o s p f 域内运行o s p f ，并要求所有的边界路由器同时参与骨干域和各自 的域。另外，o s p f 要求所有的域都与骨干域相邻。o s p f 是链路状态协议，但 是在骨干域( a r e a 0 ) 仍然是基于距离矢量的，即只有地址可达性信息。因此 o s p f 不满足光网络域问路由协议的要求。在这一点上，i s 璐与o s p f 类似。 ( 3 ) p n n i a t m 的p n n i 路由协议通过对等组( p e e rg r o u p ) 的概念来实现路由域的分 层。与o s p f 类似，它要求在一个对等组内运行p n n i 协议，因此不满足域问 路由协议的要求。与o s p f 不同的是，p n n i 不要求边界网元参与两个对等组的 内部路由协议。但与o s p f 类似，p n n i 在路由等级的上层同样是基于距离矢量 的。 从以上分析可以看出，现有的路由协议都不能完全满足a s o n 域间路由协 议的要求，因而需要为a s o n 丌发新的路由协议。而这种路由协议应该是满足 上面a s o n 域问路由协议的链路状态路由协议，下面将重点研究这种链路状态 路由协议及其实现。 1 3a s o n 域问路由的应用 a s o n 域问路由协议的应用，可分为运营商内和运营商间的应用，根据不 同的应用对路由协议提出了不同的要求，我们将重点研究运营商内的a s o n 域 问路由。 1 运营商内的域问路由： 运营商内的域问路由，是在一个管理实体的集中控制下的，其应用的目的 包括可扩展性、多厂商互连和多事业部互连等。 ( 1 ) 可扩展性：将网络划分为多个路由域，可以改善网络的可扩展性，减少整 个网络中路由信息交换的数量，缩短路由域内路由协议收敛的时间。在具 体实现时，要隐藏域内的拓扑和资源信息，同时应该共享域间的拓扑和资 源信息，以提供多样化的路由。此外，可达性信息等也应尽量共享。 3 北京邮电人学顶b 学位论文第一章绪论 ( 2 ) 多厂商互连：从运营商的角度来看，路由域的概念提供了一种明确区分不 同厂商设备的方法，同时可实现不同厂商设备的互连互通。这种方法的优 点在于：设备制造商可以在其域内灵活选择路由协议和实现方式，并对协 议性能进行优化；有利于故障隔离。 ( 3 ) 多事业部互连：较大的运营商一般有多个行政管理域，这些行政管理域由 独立的事业部负责管理，如本地业务部门( 城域网) 和长途业务部门( 骨 干网) 等。由于各个事业部是相对独立的经营实体，有自己的经营和销售 目标。因此不同的事业部可共享拓扑信息，但它们可能不一定愿意广播各 自的资源利用情况，因为这有可能会影响其业务收入。这样就需要基于某 些策略来实现信息共享。 2 运营商问的域l 日j 路由： 由于运营商之自j 通常没有信任关系，并且需要考虑安全因素，因此一般不 能泄漏过多的信息。但也必须提供必要的路由信息，以实现运营商间的互 联互通。运营商间的域| 日j 路由问题不在本论文的研究范围内。 1 4 论文主要工作 a s o n 路由可分为域内路出和域问路由，本论文重点研究a s o n 域问路由。 我们在分析了通用域自j 分层链路状态路由的需求、相关的概念以及运行机制的 基础上，阐述了d d r p 协议基于o s p f - t e 来实现运营商内域问路由的实现过程 以及运行机制，并在此基础上提出了运营商内域问路由的扩展方案，实现了 a s o n 域问路由在o p n e t 上的仿真，在北美n s f n e t 网络和泛欧c o s t 2 3 9 网络两种网络拓扑中分别实现了两层和三层域间路由，并对平均路由长度、阻 塞率、资源利用率以及平均连接建立时间随业务强度的变化情况进行了分析比 较。最后，基于对等模型，分析了a s o n 网络与i p ，m p 璐网络互联的几种方案 模型以及存在的问题，并研究了g m p l s 协议与m p l s 协议间的差异及解决两 种网络问互联问题的方案。 论文的主要创新工作： 1 提出了d d r p 协议基于o s p f - t e 实现运营内域问路由的扩展方案； 2 实现a s o n 域问路由在o p n e t 上的仿真并对相关性能进行了分析比 较； 3 分析了a s o n 网络与i p m p l s 网络间的互联模型，并研究了实现两种 网络间互联的解决方案。 4 北京邮电人学碗i ：学位论文第一章绪论 参考文献： 【1 】b h k a s a k i ，ke m n r ae ta 1 “n e x t g e n e r a t i o no p t i c a ln e t w o r k sa sav a l u ec r e a t i o n p l a t f o r m ji e e ec o m m u n i c a t i o nm a g a z i n e ，即6 5 - 7 1 ，s e p 2 0 0 3 【2 】s d p e r s o n i c k , “e v o l v i n gt o w a r dt h en e x t g e n e r a t i o ni n t e r n e t ：c h a l l e n g e si nt h e p a t hf o r w a r d ”， e e ec o m m u n i c a t i o nm a g a z i n e ，v 0 1 4 0 , n o 7 ，p p 7 2 - 7 6 ，j u l y2 0 0 2 【3 】z s o l tl a k a t o s ，“d e s i g no fa u t o m a t i c a l l ys w i t c h e do p t i c a in e t w o r k s i c t o n2 0 0 3 ， w e p 1 1 ，p p 1 2 5 - 1 2 8 【4 1 j o s es o l e - p a r e t a , x a v i e rm a s i p b r u i n ，s e r g i os a n c h e z - l o p e z , e ta l ，“s o m eo p e ni s s u e i nt h eo p t i c a ln e t w o r k sc o n t r o lp l a n e ，i c f o n2 0 0 3 ，m o c 2 2 ，p p 7 6 - 8 1 【5 】“o p t i m a ln e t w o r k i n ge v o l u t i o ni n 删- ta n di e i f ar e a l i t yc h e c k ，o f c2 0 0 4 ， v o l u m e ：2 ，2 3 2 7 ，f e b 加0 4 ，p p 4 9 6 4 9 8 【6 】咖- tr e c g 8 0 7 y 1 3 0 1 ，“r e q u i r e m e n t sf o rt h ea u t o m a t i c a l l ys w i t c h e dt r a n s p o r t n e t w o r k ( a s w 0 ”，2 0 0 1 【7 】r r u tr e c g 8 0 8 0 y 1 3 0 4 , “a r c h i t e c t u r eo ft h ea u t o m a t i c a l l ys w i t c h e do p t i m a l n e t w o r k ( a s o n ) ”，2 0 0 1 【8 】八kj a i n ，“i n t e h i g e n c ei no p t i m a ln e t w o r k s ”，1 e e ec o m m u n i c a t i o n sm a g a z i n e ，v 0 1 3 9 ，p p 6 9 7 0 ，s e p 2 0 0 1 【9 】韦乐平，“自动交换光网络的总体结构和标准框架”， 电信科学，2 0 0 1 年第5 期。 【l o lo u a n g z h il i ，j e n n i f e ry a t e s , d o n g m e iw a n g , a n dc h a r l e sk a l m a n e k , “c o n t r o lp l a n e d e s i g nf o rr e l i a b l eo p t i c a ln e t w o r k s ，i e e e2 0 0 2 【1 1 1 张杰，徐云斌；宋鸿升，桂煊，顾畹仪，自动交换光网络a s o n ，北京：人民邮 电出版社，2 0 0 4 年。 5 北京邮电人学坝l ：学位论文 第一章a s o n 域问分层链路状态路由 第二章a s o n 域问分层链路状态路由 近几年，数据业务迅猛发展，光网络的规模r 益扩大，采用单一路由域( r a l 给路由及连接管理都带来了诸多不便，迫切需要建立分层分域的路由体系。为 此，g 8 0 8 0 给出了路由域层次与子网点集( s n p p ) 的关系，g 7 7 1 5 3 ( 1 7 0 6 阐述了 a s o n 的路由结构与需求，o i f 则在o i f 2 0 0 2 2 3 中给出了a s o n 分层路由的实 现思想和相应的域问路由协议( d d r p ) ，同时，i e r f 也对a s o n 的域l 日j 路由体 系作出了进一步的规范，但这些协议还不完善，具体的实现方案还有待进一步 研究。本章中，我们分析了自动交换光网络域问路由的特点，研究了域白j 分层 链路状态路由的功能要求以及路由信息在层问的交互，并对域| 日j 分层链路状态 路由协议的运行进行了研究。 2 1a s o n 域间分层路由概述 2 1 1 路由域 网络中的路由协议都有一定的适用范围，这个范围就是路由域。一个路由 域通常又可称为自治系统( a s ，a u t o n o m o u s s y s t e m ) 。a s 是由单一实体进行 管理和控制的网络和路由器所组成的集合，每个a s 采用全网唯一的a s 号来标 识，并且不同的a s 可采用彼此不同的路由技术。这样，路由协议就可分为域 内路由协议和域问路由协议两种。 在光网络中，域可概括为具有相同目的的实体组成的集合。a s o n 将域 的概念应用于控制平面以形成控制域，定义控制域可以隐藏控制组件运行的细 节，而通过接口来描述控制组件的运行。 路由域的概念与传送网分层的概念是不相关的。在传送网中，分层的目的 是为了便于复用、性能监视和故障管理。g 8 0 5 定义了层网络( l a y e rn e t w o r k ) 的概念，传送网由多个层网络构成，相邻层网络是客户服务者的关系。每个层 网络由多个子网( s u b n e t w o r k ) 和子网之间的链路组成。子网可以进一步划分 为多个子网，最小的子网是一个网元的交换矩阵，而一个层网络则是最大的子 网。网络的分层与具体的技术相关，a s o n 路由协议需要包含与特定层技术相 关的路由信息，以用于拓扑和资源状态信息的获得和分发。 在d d r p 中，整个运营商的网络可划分为若干路由控制域，在一个控制域 中使用的路由和信令协议与其他控制域中使用的协议是相互独立的，域外的节 点不参与域内的协议过程。而d d r p 协议则用于控制域之间的域问路由。 6 北京邮电人学硕卜学位论文 第一章a s o n 域简分层链路状态路由 路由域r a 由一个路由域i d 来唯一标识，同时还可能包含其他些参数， 如是否支持直通的连接以及是否支持点到多点的连接等。 图2 i 示出了一个运营商的光网络划分为五个独立的控制域的例子，其中 各个控制域通过外部链路( 域白j 链路) 互相连接。通过d d r p 协议，可实现拓 扑信息以及可达性信息的汇聚，并实现信息在相应域内的分发。边缘节点可利 用这些路由信息为客户节点计算通过整个光网络的路由，这里假设客户节点通 过u n i 接口与光网络连接。这罩描述的是运营商底层的控制域结构，通过拓扑 抽象和汇聚，可以形成多个层次，而在每一个层次都独立运行d d r p 协议。 c d 一控制域 图2 - 1 运营商网络的控制域划分示意 2 1 2 与分层相关的概念 内部节点 1 路由域( r a ) ：是计算路由的拓扑实体，全网必须唯一标识。在一个 l 认内，有一组路由控制器相互联系。 2 路由控制器( r c ) ：是我们在路由域中用来得到路由的实体。在分层 路由中，路由控制器和一个路由域中给定的s p e a k e r 节点相关联。一个路由控 制器用4 个字节的路由器l d 标识，该标识称作r cd ，并且全网唯一。 3 路由控制域( r c d ) ：是d d r p 实现路由功能的控制域。每个r c d 都 有一个r c 与其相联系，将整个的路由域封装到一个路由控制域中，并将这个 r c d 与上层的相应r c 相联系，就可增加路由层次。 4 代言( s p e a k e r ) 节点：n 层一个具有r c 功能的节点，能完成与n + i 层相应节点通信的功能。 5 域内t e 链路和域问t e 链路：域内t e 链路指链路的两个端点在同一 个路由域中的t e 链路；域问t e 链路指链路的两个端点在不同的路由域的一条 7 北京邮咆大学顾 。学位论文第- 二章a s o n 域阃分层链路状态路由 t e 链路。域内( 域问) t e 链路信息由s p e a k e r 节点负责层间的信息分发。 2 1 3 分层路由功能要求 在分层多域的运营商网络中，各个控制域的功能性差别，拓扑差别、业务 容量差别和结构性差别等信息都需要在信息交互过程中发布，并用于路由计算。 一般情况下，每一个最底层的控制域( 或者路由域) 内运行单一的路由协 议并可以鉴别自身的网络拓扑和资源。在分布式的控制平面内，拓扑和网络资 源容量通过链路状态路由协议( 如o s p f 和i s i s ) 进行发布。在i p 网络中，为 了减少这些信息的数量或者隐藏一定的内部拓扑结构，一个运营商网络被划分 为多个域。而在光网络中，运营商的网络拓扑还可因为其他的原因划分为多个 控制域( d o m a i n ) ，如解决网络不同部分之问的不兼容、将同一个设备供应商的 设备组成子网等。 1 必要的信息交互 当有业务通过网络时，网络的边缘节点会接收到带有源、目的地址，带宽 等属性的连接请求消息。该节点需要为该请求计算一条满足要求的穿越i - n n i 的路由。为了实现这一功能，边缘节点需要有关网络中其他域的拓扑信息，资 源信息和可达性信息。因此在i - n n i 上交互的路由信息必须包括：( 1 ) 拓扑信 息，( 2 ) 资源信息，( 3 ) 可达性信息。同时，为了在具有多个路由控制域的运 营商网络中提供q o s 和流量工程( t e ) 功能，还需要交互的路由信息包括：( 1 ) 流量工程信息；( 2 ) 波长转换能力和或波长资源信息；( 3 ) 链路保护信息；( 4 ) s r l g 信息。 2 信息汇聚 一个运营商的网络可能包括上百个域，例如，城域网络。为了减少交互路 由信息的数量并提高路由协议的可扩展性，b n n i 需要支持的信息汇聚类型包 括；( 1 ) b n n i 上必须支持拓扑信息的汇聚；( 2 ) b n n i 上必须支持资源信息的 汇聚；( 3 ) i - n n i 上必须支持可达性信息的汇聚。然而，路由信息汇聚和网络 表示的准确性之日j 存在着矛盾，而网络表示的准确性直接影响到了路径的选择。 因此在进行路由信息汇聚的同时必须保证使用经过汇聚的路由信息能够切实可 行地选择较为优化的光路由。 3 策略控制 虽然i - n n l 在运营商网络的内部，但不同的路由控制域可能被不同的部门 管理，或者某些域需要特殊的安全保护。因此，i - n n i 路由协议必须能够支持 策略控制。策略控制是一系列规则的集合，这些规则规定了路径选择时的约束 条件和i - n n i 接口上交互的路由信g 。i - n n i 接口应该能够方便地导入，升级 8 北京邮i u 大学碗十学位论文第一二案a s o n 域问分层链路状态路由 和删除路由策略。拓扑信息的交互是在管理策略的控制下完成的。路由域的管 理者应该有能力禁止或者允许网络信息的共享。l n n i 应该支持以下类型的策 略： ( 1 ) 路径选择策略。例如，到达一个目的地必须最多只能经过2 个中间域。 ( 2 ) 有关安全的策略。一个i - h n i 应该能够禁止特定路由信息的交互。 4 配置 为了支持i - n n i 上的路由信息交互，需要在相邻域的边界节点上进行下面 的配置： ( 1 ) 接口地址i d 和度量 ( 2 ) 控制域i d ( 3 ) 接口交换容量 ( 4 ) 与协议相关的保持计数器 ( 5 ) 如果没有自动发现功能需要配置对等节点的信息 5 最优化路径计算 区别于口逐跳路由，光网络内部的连接一般采用源路由模式。要计算穿越 多个i - n n i 的路由，通常由接收该连接请求的源节点计算。所选择的路由要么 是松散路由，要么是严格路由。如果源节点知道整个网络的拓扑和资源信息， 就选择一条严格的显式路由。否则，如果源节点只知道抽象的网络拓扑和经过 汇聚的资源信息，该节点就只能选择松散的显式路由，而其他域内的详细路由 则由该域内的节点计算完成。 2 2 分层路由中单域内的路由 图2 2 描述了在同一r a 中，存在多个r c 时路由信息的交互过程。各个 r c 从相关的l r m 接收s n i p 链路状态信息并将其存储到相应的r d b 中，通 过路由信息的分发机制( o s p f 采用泛洪) ，同一个r a 中的r c 应该具有相同 的r d b ，并且可能包含控制平面多个路由层的信息。当s n p 的状态改变时， l r m 将通知相应的r c ，r c 就通过s c n 将这一信息分发给同域内的其他r c ， 由r c 依次更新相关的r d b 。 9 北京邮电人学颀i ：学位论文 第一章a s o n 域问分层链路状态路由 图2 2 单域内路由信息的交互 路由计算可在每个r c 中实现，也可在域内选定的r c 上实现，或者集中 由域内的一个代言( s p e a k e r ) 节点来实现。而无论采用哪种方式，各个r c 都 会基于自己的r d b 来进行路由计算，而与域内其他r c 的r d b 无关。 2 3 域间分层链路状态路由协议运行 2 3 1 单层o s p f 域问路由 s p e a k e r 节点获得配置信息后，即可启动g m p l so s p f 路由层次的第一层。 在协议运行过程中，每个s p e a k e r 节点都作为一个g m p l so s p f 节点来运行， 并在层次路由中的第一层同邻接的s p e a k e r 节点交换o s p f 消息。邻接边界节点 如果不是各自域内的s p e a k e r 节点，那么它们之间就不直接建立邻接关系。同 一路由域内的o s p f 节点将在控制平面形成路由邻接，同时，每个o s p f 节点 还将分发配置在s p e a k e r 节点上的域间t e 链路、域内t e 链路以及可达的t n a 地址。 1 0 北京邮电人学帧十学位论文第一二章a s o n 域问分层链路状态路由 第o 层 c d ic d 3 图2 - 3 单层g m p l s o s p f 示例 在图2 3 中，o s p f 节点n 1 、n 2 、n 3 与s p e a k e r 节点s l 、s 2 、s 3 对应， 在域a 1 中形成o s p f 路由邻接。同时，n 1 、n 2 、n 3 将分发各自配置的域间 t e 链路、域内t e 链路以及可达的t n a 地址。比如n 2 将在域a 1 内分发相关 的域间t e 链路( b n 3 b n i 、b n 4 - b n 2 、b n 5 一b n 7 ，b n 6 - b n 8 ) 、相关的域内t e 链路 ( b n 3 b n 4 、b n 4 - b n 3 、b n 3 b n 5 、b n 5 b n 3 、b n 3 一b n 6 、b n 6 - b n 3 、b n 4 - b n 5 、b n 5 b n 4 、 b n 4 - b n 6 、b n 6 - b n 4 、b n 5 b n 6 、b n 6 - b n 5 ) 以及可达的t n a 地址，其中域问t e 链路描述了从n 2 到n 1 和从n 2 到n 3 的流量工程链路，而从n 1 到n 2 和从 n 3 到n 2 的流量工程链路将分别由n 1 和n 3 来分发。 而域内链路有时会不予分发，根据是否分发域内链路，e n n l 路由过程会 有所不同，下面分别进行讨论。 2 3 1 1 分发域内t e 链路的情况 如图2 - 4 所示，在数据平面，存在4 个控制域c d l 、c d 2 、c d 3 和c d 4 ， 4 个o s p f 节点n i 、n 2 、n 3 和n 4 分别代表上述4 个控制域，并在控制平面 形成控制邻接。数据平面中边界节点i d ( 如b 1 、1 3 2 等) 、域间t e 链路、域 内链路及t e 链路接口i d ( 如3 3 、3 9 等) 都在图中标出。 1 1 北京邮电大学帧i 。学位论文第一二章a s o n 域阃分层链路状态路由 b气2，：-。j，4，1乞b25 5 2 6 1 。c d 2 ，3 乙 【j n i a l c d i1 ：i 2 j 一 。5 s zc d 4 ：乞州一 b l s 4 二巴 b 4 。一6 2 b 6 6 3 s 0 ”5 9 3 7 。 1 t e 链路的分发 t e 链路由o s p f 节点负责分发，这罩以n 2 为例来说明t e 链路的分发 n 2 所分发的t e 链路如下； a )b 2 - b 1 ( 域问t e 链路) 通告节点i d 是n 2 本地节点d 子1 r i 中包含b 2 远端节点i d 子t l ，v 中包含b l 本地接口m 子t l v 中包含2 5 远端接口l d 予t l v 中包含1 2 链路i d 子t i 中包含n 1 b )1 3 2 - 1 3 5 ( 域内t e 链路) 通告节点i d 是n 2 本地节点d 子1 r i 中包含b 2 远端节点d 子t l 中包含b 5 本地接口i d 子t l v 中包含2 6 远端接口d 子t l v 中包含4 1 链路i d 子t l v 中包含n 2 ( 或0 0 0 0 ) 面 r制 控 m 一 一 一 i 吣一 一 n 北京邮f 乜人学硕 学位论文第一二章a s o n 域问分层链路状态路由 n 2 所分发的其他域间t e 链路b 3 - b 1 、b 5 一 b 8 与a 幞似，所分发 的其他域内t e 链路b 5 b 2 、b 3 b 5 、1 3 5 b 3 与b ) 类似。 2 u n i n 的通道路山计算和显示路由对象e i 【o 假如要在图2 _ 4 中建立一条从a 到z 的连接，源节点a 可有4 条路由供选 择，即： 1 1a - b 1 一 b 2 一 1 3 5 - b 8 - z a - b 1 - b 3 一 b 5 b 8 - z 3 ) a - b 1 一 b 4 - b 6 b 8 - z 钔a - b 1 b 4 一 1 3 7 一 b 8 - z 如选择的路由是上面中的1 ) ，则节点a 所建的显示路由对象e r o 如下： a ：1 b 1 ：1 2 ) 1 3 2 ：2 6 b 5 ：4 2 b 8 3 域边界的呼叫控制信令过程 每个控制域内的呼叫过程由域内控制协议处理，而这里重点关注如何实现 呼叫消息穿过控制域边界，也就是如何实现e n n i 信令的转发。 使用上面所建立的e r o 来实现从c d l 到c d 2 的e - n n ! 信令过程，呼叫消 息由b 1 或n 1 传送到c d 2 ，具体实现时可有下面两种情况： ( 1 ) 如果c d l 中的出口节点( n l 或b 1 ) 知道b 2 的转发i p 地址，那 么呼叫消息就会直接传送到b 2 。这里，尽管b 2 不是一个o s p f 节点，但它的 地址仍然可以通过配置或自动发现为b 1 所知道。 ( 2 ) 如果n 1 或b 1 不知道b 2 的转发i p 地址，而由于n 2 会在t e 链路 b 2 b 1 中分发b 2 ，并且n 2 的m 地址对n 1 来说是已知的，这样呼叫消息就 可以传给m 地址已知的n 2 。 2 3 1 2 不分发域内t e 链路的情况 当不分发域内t e 链路时，对节点a 而言，其可见的数据平面拓扑如图2 5 所示。可以看到，由于域间t e 链路的分发是必需的，这样边界节点的信息仍 将被分发。 1 3 北京邮电人学硕士学位论文第一二章a s o n 域问分层链路状态路由 n l 一 b 2 2 5 3 3 一b 3 。 b 6 b 4 6 3 5 0 c d 3 7 5 - b 7 n 4 控制平面 数据平面 i l 凹 4 z 图2 - 5 不分发域内t e 链路的情况 这种情况会对通道计算产生影响。当节点a 计算从a 到z 的通道路由时， 由于不知道c d 2 和c d 3 内部的t e 信息，这样受限路由计算只能基于域f b jt e 链路进行，因此所选择的通道路由也会与分发域内路由时有所不同。为了对比， 这里假定所选择的路由与前述的相同，由节点a 所建的显示路由对象e r o 为： a ：1 - b 1 ：1 2 b 2 b 5 ：4 2 一 b 8 由于缺少域内t e 链路信息，节点a 在数据平面通道上将无法提供显示的 路由，例如，节点a 不知道从b 2 到1 3 5 的数据平面通道，这一通道只能由各自 的域内路由协议来完成。 2 3 2 多层o s p f 域问路由 在多层o s p f 域问路由中，在每个特定的r c d 中，都独立地运行着单一的 路由协议，并且域内至少存在一个s p e a k e r 节点。s p e a k e r 节点可通过配置或选 举产生，并代表所在的路由域，负责与高层或低层相应的r c 进行通信，即实 现路由信息的上流和下流，这样的多层r c 可位于同一物理节点中，也可以位 于不同的物理节点中。 对于路由层次，一般用0 层表示物理网络或光网络部分；n 层表示路由层 次的第n 层，即n 等于1 则表示路由层次的第一层。 1 4 m ， 阱 一 c b 叭 # 。他 0 b 一 一叭 c m 咖 北京邮屯天学硕i + 学位论文 第一二章a s o n 域问分层链路状态路由 第o 膳 图2 - 6 多层路由层次示例 例如在图2 - 6 中，网络被分成了两级层路由层次。在第一层中有3 个路由 域a 1 、a 2 和a 3 。这些域之间不互相交换路由信息，并且域内的r c 只能发现 穿过他们各自域的路由，而所有这三个路由域在层次路由中都包含在高一层路