ASON Architecture

1、ASON & GMPLS Architecture Part A: ASON Architecture 自动交换光网络(ASON） 自动交换光网络的发展自动交换光网络的发展 自动交换光网络的体系结构自动交换光网络的体系结构 自动交换光网络的控制平面自动交换光网络的控制平面 自动交换光网络支持的新业务自动交换光网络支持的新业务 自动交换光网络研究的必要性 IP业务特征：业务特征： 自相似性自相似性 突发性突发性 流量流量不确定性不确定性 降低网络运维费用的降低网络运维费用的 要求要求 不断涌现的新型业务不断涌现的新型业务 n 带宽按需分配（带宽按需分配（BoD) n 虚拟专用网虚拟专用网(OVP

2、N) n 光组播光组播 n 光域区分服务质量光域区分服务质量 n 带宽带宽/波长的批发波长的批发 ASON的优势集中表现在其组网应用的动态、灵活、高效和智能方的优势集中表现在其组网应用的动态、灵活、高效和智能方 面。支持面。支持多粒度、多层次多粒度、多层次的智能，提供的智能，提供多样化、个性化多样化、个性化的服务，是的服务，是 ASON的核心特征。的核心特征。 ASON概述 何谓何谓ASON？ ASON是能够智能化地、自动完成光网络交换连接功能的新一代光传送 网。所谓自动交换连接是指：在网络资源和拓扑结构的自动发现的基础上 ，调用动态智能选路算法，通过分布式信令处理和交互，建立端到端的按 需连

3、接，同时提供可行可靠的保护恢复机制，实现故障情况下连接的自动 重构。 4. Path Calculation (NE-based or EMS-based) NETWORK MGMT PLANE 1. Neighbor Discovery 2. Global Topology Dissemination CONTROL PLANE Inventory & Resource Management Dynamic Provisioning 5. Establish Connection DATA PLANE 3. Connection Request OUNI UserUser ASON的特点 控

4、制为主的工作方式：ASON的最大特点就是从传统的传 输节点设备和管理系统中抽象分离出了控制平面。 分布式智能：ASON的重要标志是实现了网络的分布式智 能，即网元的智能化，具体体现为依靠网元实现网络拓 扑发现、路由计算、链路自动配置、路径的管理和控制、 业务的保护和恢复等。 多层统一与协调：在ASON中网络层次细化，体现了多种 粒度，但多层的控制却是统一的，通过公共的控制平面 来协调各层的工作。 面向业务：ASON业务提供能力强大，业务种类丰富，能 在光层直接实现动态业务分配，不仅缩短了业务部署时 间，而且提高了网络资源的利用率。ASON支持客户与网 络间的服务水平协议（SLA），可根据业务需

5、要提供带宽 和所需要的保护等级，是面向业务的网络。 显著降低网络整体运营成本(资源和拓扑的自动发现，灵活的资源和拓扑的自动发现，灵活的 Mesh组网提高业务的生存性和网络的扩展性，多节点失效情组网提高业务的生存性和网络的扩展性，多节点失效情 况下的业务恢复能力况下的业务恢复能力,更高的网络资源利用率更高的网络资源利用率 ） 具有扩展的信令集合，能实现快速业务提供和拓展 允许动态分配网络资源、提升网络节点业务处理能力、缩短业务 升级扩容时间 ； 非常易于引入光网络新业务，比如SLA按需、带宽业务、波长出 租、波长批发以及O-VPN等 。 ASON的优势的优势 ASON的标准化工作 三大标准化组织

6、在ASON标准化过程中的不同态度： Charter: Global Telecom Architecture and Charter: Global Telecom Architecture and StandardsStandards No. of Members: 189 Member States + 434 Sector Members Core Participants: Global Service Providers, PTTs, ILECs Telecom equipment vendors Goal: International Standards Charter: Evol

7、ution of the Charter: Evolution of the Internet (IP) ArchitectureInternet (IP) Architecture Membership: Individuals community model Core Participants: ISPs, Carriers Router/switch and SW Vendors Goal: Internet Evolution Charter: Development of Optical Charter: Development of Optical Networking Produ

8、cts and ServicesNetworking Products and Services No. of Members: 312 Principal Members Core Participants: PTTs, ISPs, ILECs, IXCs Optical Networking Vendors Goal: Optical Network Evolution 作为唯一的全球电信作为唯一的全球电信 标准的权威制定组织标准的权威制定组织 及坚定客户及坚定客户-服务模型服务模型 支持者的支持者的ITU-T，它，它 采用的是传统的从上采用的是传统的从上 往下设计方法，主要往下设计方法，

9、主要 负责网络体系结构和负责网络体系结构和 网络功能要求并已完网络功能要求并已完 成一系列标准，网络成一系列标准，网络 构建方式是采用重叠构建方式是采用重叠 模型模型 IETF扩展扩展 GMPLS协协 议。最初议。最初 基于对等基于对等 模型，但模型，但 现在覆盖现在覆盖 客户客户-服务服务 者关系，者关系， 但其基本但其基本 倾向仍然倾向仍然 是对等模是对等模 型型 OIF主主 要界于要界于 其它二其它二 者之间者之间 ，主要，主要 解决解决 UNI和和 NNI的的 问题问题。 IETF则是更加侧重于则是更加侧重于 具体信令和路由协议具体信令和路由协议 GMPLS RSVP-TE GMPLS

10、 CR-LDP SDH/OTN的的 自动发现协议自动发现协议 ASON管理框架管理框架 总体需求总体需求 框架结构框架结构 DCN 自动发现自动发现路由需求路由需求链路管理链路管理连接许可控制连接许可控制 PNNI 呼叫连接管理呼叫连接管理 OIF2000.155 OIF2000.125.07 OIF2002.229 OIF2003.179OIF2002.378 OIF2002.023OIF2002.163 OIF2003.248 OIF2003.293 UNI需求需求ENNI需求需求 UNI 1.0 UNI 1.0R2 UNI 2.0 ENNI 1.0信令规范信令规范ENNI 1.0层次路由

11、层次路由 基于基于OSPF的层次的层次 路由（路由（DDRP） 基于基于ISIS的层次的层次 路由路由 Draft-IETF-CCAMP- GMPLS-Architecture RFC 3471 (GMPLS) Signaling Functional Description GMPLS Framework Draft-IETF-CCAMP-LMP Draft-IETF-CCAMP- LMP-WDM Draft-IETF-CCAMP- GMPLS-Routing Draft-IETF-CCAMP- OSPF-GMPLS- Extensions Draft-IETF-CCAMP- SDH/SON

12、ET-Control RFC3472 (GMPLS) (CR-LDP) Extensions RFC3473 (GMPLS) (RSVP-TE) Extensions Draft-IETF-CCAMP- GMPLS-SONET-SDH Draft-IETF-CCAMP- GMPLS-SONET-SDH- Extensions Signaling Link management Routing SDH/SONET Support ASON的标准和协议 控制平面（C P ) 控制平面（C P ) 传送平面( T P )传送平面( T P ) LN1 LN1 LN2 LN2 LN3 LN3 LN1

13、LN1 LN2 LN2 LN3 LN3 数据通信网（D C N )数据通信网（D C N ) 管理信息传送管理信息传送 信令信息传送信令信息传送 管理平面（M P )管理平面（M P ) TP 层网络管理TP 层网络管理 CP 管理 资源管 理 CCICCI NMI-TNMI-T NMI-ANMI-A CCI：连接控制接口CCI：连接控制接口 NMI: 网络管理接口NMI: 网络管理接口 ASONASON网络由控制平面、管理网络由控制平面、管理 平面和传送平面构成平面和传送平面构成 自动交换光网络（ASON）体系结构 控制和管理的分离是控制和管理的分离是ASONASON 的重要特征！的重要特征

14、！ OCC OCC OCCOCC OCC Switch Switch Switch Switch Switch 控制平面控制平面 业务平面业务平面 管理平面管理平面 NMI NMI CCI 控制平面是智能光网络体系与传统光网络体系的最大区别；控制平面是智能光网络体系与传统光网络体系的最大区别； ASON不是革命，是提高光网络效率、适应业务动态性的一种改进。不是革命，是提高光网络效率、适应业务动态性的一种改进。 ASON的体系结构 三个平面 传送平面 (Transport Plane) 控制平面(Control Plane) 管理平面 (Management Plane) 三个平面间的接口 管理

15、平面与控制平 面的接口(NMI-A) 管理平面与传送平 面的接口(NMI-T) 连接控制接口(CCI) 1）控制平面的接口）控制平面的接口 用户网络接口用户网络接口 (UNI) 外部网络网络外部网络网络 接口（接口（E-NNI） 内部网络网络内部网络网络 接口（接口（I-NNI） 自动交换光网络的控制平面 PC连接永久连接 SPC连接建立信令流程示意 端到端混合连接端到端混合连接 SC连接交换连接 控制平面的结构组件 呼叫控制器呼叫控制器 连接控制器连接控制器 路由控制器路由控制器 链路资源管链路资源管 理器理器 协议控制器协议控制器 流量策略流量策略 发现代理发现代理 终端适配组件终端适配组

16、件 资源管理模块信令模块路由模块 路由控制器 （RC） PC 信令协议控制器 （Signaling PC) 链路资源管 理器（LRM） 路由协议控制器 （Routing PC） （CallC） 呼叫控制器 连接控制器 （CC） 流量策略 （TP） 控制节点控制节点 UNI接口UNI接口 NNI接口NNI接口 (OIF(OIF NNI)NNI) 用户侧用户侧网络侧网络侧 O OA AD DM M 控制平面 传送平面 O OA AD DM M O OA AD DM M 被叫用户 呼叫和连接的建立过程 信令模块: 呼叫和连接分离的处理过程 G.7713.1给出分布式连接管理（DCM）的PNNI协议实

17、现。PNNI是 ATM论坛基于ITU-T Q.2931数字用户信令协议和ATM论坛UNI规范规范制 定的私有网络网络接口信令协议, 经过扩展用于ASON。 CR-LDP -TE G.7713.3给出分布式连接管理（DCM）的CR-LDP协议（路由约束 的标签分配协议）扩展，提供对ASON SPC和SC的支持。 CR-LDP是 MPLS框架内的信令协议，也作为IP over ATM 的一种传送方法，GMPLS CR-LDP 指的是适用于GMPLS 框架的CR-LDP。 RSVP-TE G.7713.2 给出分布式连接管理（DCM）的GMPLS RSVP-TE协议实 现。GMPLS RSVP-TE

18、是MPLS网络在流量工程方面对RSVP的扩展，它与 RSVP有相同的信令格式和消息类型。 I-NNI 信令：信令：RSVP-TE I-NNI 路由：路由：OSPF-TE UNI 运营商内部不同控制域间运营商内部不同控制域间 E-NNI 信令：信令：RSVP-TE E-NNI 路由：路由：DDRP UNI信令：信令：RSVP-TE 运营商 1运营商 2运营商 3 外部数据链路内部数据链路 E-NNI UNI UNI E-NNI 内部数据链路 控制域1 控制域2 运营商间：运营商间： E-NNI 信令：信令：RSVP-TE E-NNI Protection and Restoration Tran

19、sport Plane SNCP Linear MSP/MS-SPRING DNI Control Plane 保护与恢复结合策略 A B C D E F G 保护通道故障保护通道故障 A, B, E, G A, C, F, G D A, D, G 保护通道保护通道 恢复通道恢复通道 工作通道工作通道 ASON路由方式路由方式： 层次路由方式、源路由方式和逐跳路由方式。 ASON路由消息路由消息： 路由邻接关系维护、路由消息、路由异常和错误处理。 路由功能路由功能： 不直接参与数据平面的交换，不影响业务 为业务计算路由 路由计算是由单一网元完成 支持流量工程的扩展 支持基于约束条件的路由 域内

20、路由协议 OSPF/OSPF-TE/CSPF IS-IS PNNI 域间路由协议：BGP/DDRP RCRC： 与对等端的RC交换路 由信息，并通过对路由信息 数据库的操作来回复路由查 询（路径选择）信息。 RDBRDB：负责存储本地拓扑、 网络拓扑、可达性和其它通过路 由信息交换获得的信息。 LRMLRM：负责向RC提供所有子 网端点池（SNPP）链路信息， 并将其控制的链路资源的任何状 态的改变情况告知RC。 PCPC：将路由的原语转换成特 定路由协议的协议消息。 在层次路由中，子网层次的每一级都有一个包 含路由控制器、连接控制器和链路资源管理器的主 节点负责本级子网的选路，每级主节点之间

21、按照层 次结构的关系相互作用来选择路由。 Connection request message Established connection Equipment Node Subnetwork A B C D E FG H Level 3 Level 2 Level 1 SNPP (Link End) RA RA.2.1 RA.2.2RA.3 RP RA.1 RA.2 RA.3 RP RP RP RP RP RP RA.1.1 RA.1.2 RP RP CSPF约束条件： 支持包含网络资源约束条件 支持排除网络资源约束条件 支持严格路由约束条件 支持链路代价之和最小的约束条件 支持链路保护类型

22、约束条件 支持重路由时排除失效链路或节点的原则 支持批量重路由计算 支持排除SRLG的约束条件 u协议G.7714对自动发现进行了框架性的定义，自动发 现机制包括自动邻居发现（NDND）和自动业务发现 （SDSD）。 u其中对自动邻居发现分为层邻接发现、物理媒介邻接 发现和控制实体逻辑邻接三个部分。 层邻接发现就是用来实现传送网络每一层资源的自动发现， 为路由建立每层网络的拓扑、为控制实体形成逻辑邻接关系、 为连接管理标识链路连接终端点。 物理媒介邻接发现是一个对相邻网元物理端口的连接性进 行确认的过程。 控制实体逻辑邻接发现是对控制平面中通道的连接性进行 认证的过程。 自动业务发现又被称为服

23、务能力的交换，服务能 力的交换就是对服务相关信息进行交换的过程，这 些信息包括踪迹或链路所支持的服务类型、连接的 每一端所支持的适配能力、多路由能力以及不同管 理域所支持的业务类别或业务等级等等。 u自动发现相关接口：自动发现相关接口：UNI、E-NNI、I-NNI 1）按需带宽（按需带宽（BOD）业务）业务 2）光虚拟专用网（）光虚拟专用网（OVPN） 3）服务水平协议（）服务水平协议（SLA） 4）组播业务）组播业务 Internet流量实时变化,各个时段对带宽流量的需求不同。 按需带宽业务（BOD）是基于智能光网络的增值业务，它利用 网络智能带来的动态调配能力，根据业务需要实现对业务带宽

24、 的动态无损调整，因而能够有效的应对当前的不可预测、高突 发业务需求。 BOD业务对于用户来说可以节约服务的费用,对于运营商来说能 够有效地利用网络资源,大幅提升网络的经营效益。 50 Mbit/s VC-3 VC-3 100 Mbit/s Ethernet100 Mbit/s Control Plane Call Ctl Connection Ctl 通过UNI 发起增加容量的呼叫请求 触发 LCAS 增加 新的VC-3到VCG 信令过程：请求增加新的 VC-3 连接确认 现在有两个连接通 道与单个呼叫相关 l VCat+LCAS+GFP =对数据流量灵活可变的传送容量， 实时提供可变的VC

25、带宽容量,实现Bandwidth on Demand， 能提供对虚级联链路的保护与恢复, “Soft” Protection。 l ASON的控制平面可以使VCat+LCAS+GFP 实现基于UNI/GMPLS的分布式BOD方案； 只需网络边缘节点支持LCAS功能，对于核心网络 透明； 适应对每个呼叫建立多个连接； 更好地保护业务。 OVPN的概念 OVPN是在一些控制和管理技术的帮助下，将光网络中的某一部分资源为一些跨国、 跨地域的公司和企业专用。它是光网络中的一种新的增值业务。 OVPN与VPN的关系 OVPN服务的出现是虚拟专用 网（VPN）技术向光域的延伸。 在重叠模型中，VPN服务具有层 次化的结构，而OVPN服务只是 VPN服务的一个子集。VPN层次结 构从下到上包括OVPN、第2层VPN 和第3层VPN。 OVPN的实现的实现 OVPN的实现 用户可根据需要在用户边缘设备（CE）端口发起建立OVPN，并且具有管理和控制自 己所分配OVPN资源的能力。 OVPN运行的主要环节：组的操作（ OVPN组的创建、用户的注册；组的撤消；组成 员的加入；组成员的撤消等）和连接的操作（ OVPN连接的建立、删除和查询）。 ASON通过UNI（用户网络接口）提供支持OVPN业务的基本内容，使用GMPLS信令和路 由