Обобщенная многопротокольная коммутация по метке

(Generalized Multiprotocol Label Switching — GMPLS), предложенная проблемной группой Internet Engineering Task Force (Internet Engineering Task Force — IETF), позволяет маршрутизаторам, коммутаторам (пакетным и канальным), сетям DWDM, ADM, световым кросс-соединениям (Photonic Cross-Connects — РХС) и оптическим кросс-соединениям (Optical Cross- Connects — ОХС) динамически предоставлять ресурсы. Коммутация GMPLC также обеспечивает защиту и восстановление предоставляемых служб.

Коммутация GMPLS поддерживает наложение, одноранговые соединения и усовершенствованную модель, используемые для обеспечения управляющей плоскости для сетей TDM (таких как PDH, SDH/SONET и G.709), сетей DWDM и световой коммутации. Составляющими этих моделей являются синхронизация, сигнализация и маршрутизация.

В приведенных ниже разделах описываются только аспекты высокого уровня коммутации GMPLS. Дополнительная информация может быть получена из RFC 3031 и 2026, а также на форуме группы IETF.

Маршрутизаторы с коммутацией по метке

В RFC 3031 не определяются границы пакетов или ячеек, что делает невозможной пересылку данных, полученных из информации заголовка пакета или ячейки. Маршрутизаторы с коммутацией по метке (Label Switch Routers — LSR), которые передают такие пакеты и ячейки, могут осуществлять такую пересылку. Описанные ниже LSR-устройства, определенные группой IETF, поддерживают решения о пересылке, основанные на тайм-слотах, длине волны и оптических портах.

•          Интерфейсы, осуществляющие пакетную коммутацию (Packet Switch-Capable interfaces — PSC). Интерфейсы, которые распознают границы пакетов и могут направлять данные исходя из содержания заголовка пакетов. В качестве примера можно привести интерфейсы маршрутизаторов, которые передают данные, основываясь на содержании заголовка и маршрутизаторов, пересылающих данные исходя из содержания промежуточного заголовка коммутации по метке (Multiprotocol Label Switching — MPLS).

•          Интерфейсы 2-го уровня, способные осуществлять коммутацию (Layer 2 Switch- Capable interfaces — L2SC). Эти интерфейсы распознают границы фрейма/ячейки и могут пересылать данные исходя из содержания заголовка фрейма/ячейки. В качестве примера можно привести интерфейсы на мостах Ethernet, которые пересылают данные исходя из содержания МАС-заголовка, и интерфейсы на LSR-устройствах ATM, которые пересылают данные, согласно ATM-идентификаторам VPI/VCI.

•          Интерфейсы, осуществляющие мультиплексирование с разделением времени (Time- Division Multiplexing Capable interfaces). Такие интерфейсы пересылают данные согласно тайм-слоту данных в повторяющемся цикле. В качестве примера можно привести кросс-соединение SDH/SONET (Cross-Connects — ХС), терминальные мультиплексоры (Terminal Multiplexer — ТМ) и ADM. В качестве другого примера можно привести интерфейсы, предоставляющие возможности G.709 TDM ("Digital wrapper") и интерфейсы PDH.

•          Интерфейсы Lambda-коммутации. Такие интерфейсы пересылают данные, основываясь на длине волны, на которой данные были получены. Примером такого интерфейса может служить фотонное кросс-соединение (Photonic CrossConnect — РХС) или оптическое кросс-соединение (Optical Cross-Connect — ОХС), которые функционируют на уровне индивидуальной длины волны. В качестве дополнительного примера можно привести интерфейсы РХС, которые функционируют на уровне группы длин волн — интерфейсы длины волны и G.709, предоставляющие оптические функции.

•          Интерфейсы с коммутацией оптоволоконных каналов. Такие интерфейсы пересылают данные исходя из расположения данных в физическом (real-world) пространстве. Примерами таких интерфейсов могут служить РХС или ОХС, которые функционируют на уровне отдельного оптоволоконного кабеля или нескольких таких кабелей.

Между двумя интерфейсами одного и того же типа или через них может быть установлен канал. В зависимости от конкретной технологии, используемой для каждого интерфейса, могут использоваться различные типы каналов, такие как канал SDH, оптический trail и световой маршрут. В контексте коммутации GMPLS все эти каналы называются общим именем: маршрут с коммутацией по метке (Label- Switched Path – LSP).

Концепция вложенных маршрутов LSP (LSP внутри других LSP), доступная уже в традиционной коммутации MPLS, облегчает построение иерархии пересылки — иерархии маршрутов LSP. Эта иерархия маршрутов LSP может происходить на одном и том же интерфейсе или между различными интерфейсами. Например, иерархия может быть построена в том случае, если интерфейс может мультиплексировать несколько маршрутов LSP от одной и той же технологии (уровня) — т.е. LSP SDH/SONET более низкого порядка, вложенная в LSP SDH/SONET более высокого порядка (VC-4). Некоторые уровни вложения сигналов (LSP) определены в иерархии мультиплексирования SDH/SONET.

Гнездовое вложение может происходить также между интерфейсами. В верхней части иерархии находятся интерфейсы FSC, за ними следуют интерфейсы LSC, интерфейсы TDM, интерфейсы L2SC и интерфейсы PSC. Таким образом, маршрут LSP, который начинается и заканчивается на интерфейсе PSC, может быть вложен (с другими маршрутами LSP) в маршрут LSP, который начинается и заканчивается на интерфейсе L2SC. Такой маршрут LSP в свою очередь может быть вложен (вместе с другими маршрутами LSP) в маршрут LSP, который начинается и заканчивается на интерфейсе TDM. В свою очередь, этот маршрут LSP может быть вложен (вместе с другими LSP) в маршрут LSP, который начинается и заканчивается на интерфейсе LSC, который в свою очередь может быть вложен (вместе с другими LSP) в маршрут LSP, который начинается и заканчивается на интерфейсе FSC.

Протокол управления каналом

Протокол GMPLS изначально основывается на протоколах расширенной маршрутизации и сигнализации с использованием протокола IPv4 (и IPv6 в будущем) для адресации. Однако использование маршрутов LSP предполагает рассмотрение вопросов по созданию фрейма, защитной коммутации и т.д. По этой причине для сигнализации требуется протокол управления каналом (Link Management Protocol — LMP). Протокол LMP в целом обычно рассматривается в тех случаях, когда протокол открытия кратчайшего пути (Shortest Path First — SPF) оказывается недостаточным.

От этих протоколов маршрутизации зависит анализ состояния ресурсов и топологии доменов. Плоскости управления и данных GMPLS разделены, поэтому требуется протокол LMP для поддержки обмена информацией между каналами ТЕ и соседними узлами. Протокол LMP предоставляет механизм для поддержки соединения управляющих каналов (поддержка управляющих каналов протокола IP), для проверки физических соединений каналов, переносящих данные (тестирование каналов), для корреляции информации о свойствах канала (корреляция свойств канала) и для управления сбоями каналов (локализация сбоев и уведомление о них).

Большинство управляющих каналов для GMPLS требует, чтобы протокол IP передавал данные для протоколов сигнализации и маршрутизации (таких как протокол LMP). GMPLS не указывает, каким образом это должно делаться. Решение этих вопросов предоставлено производителю. Управляющие каналы для GMPLS могут быть внутриполосными или внеполосными.

Протокол LMP обеспечивает менеджмент управляющих каналов (несколько длин волн, используемых между оптическими коммутаторами) и корреляцию свойств каналов. Тестирование соединений каналов и управления сбоями также могут быть рассмотрены в LMP, но группой IETF такое решение не считается обязательным.

Управляющий канал LMP и менеджмент управляющих каналов

Управляющий канал LMP (LMP Control Channel — СС) и менеджмент управляющего канала (Control Channel Management — ССМ) используется для установки и поддержи узловых управляющих каналов. СС используется для обмена информацией управляющей плоскости MPLS. Маршрутизация, сигнализация и менеджмент каналов могут совместно использоваться между узлами. Эти каналы СС могут быть сконфигурированы динамически или статически. Каждому каналу СС предоставляется возможность обсуждать и поддерживать соединения с использованием протокола hello. Протокол hello может быть рассмотрен как упрошенный вариант сообщений об активности при сбоях в каналах, что позволяет осуществлять смежные соединения на канальном уровне. Протокол LMP требует, чтобы один управляющий канал всегда был доступен.

ССМ осуществляет менеджмент и/или обсуждает обмен информацией управляющей плоскости. Управление сбоями, инициализация канала, управление маршрутом и распределение меток используется совместно между каналами в одном или более двухсторонних управляющих каналов. Инициализация управляющего канала осуществляется статически или автоматически, при этом ССМ инициализирует IP-адрес на дальнем конце управляющего канала. ССМ использует протоколы сигнализации, такие как RSVP-TE (RFC 3209), и расширение протоколов для перераспределения потоков, таких как OSPF-TE и IS-IS-TE для распределения каналов и управления маршрутами соответственно.

Свойства каналов

Протокол LMP также определяет корреляцию свойств каналов, которая используются для агрегирования нескольких каналов данных. Отдельные составляющие канала объединяются в пучок и коррелируются, обмениваются или модифицируются. Корреляция свойств канала (Link property — LP) может быть установлена, когда канал доступен, но не на стадии тестирования.

Интерфейсы PSC и иные интерфейсы наряду с узлами IP и маршрутизаторами могут быть легко идентифицированы по IP-адресам. При использовании протоколов маршрутизации IP маршруты для IP дейтаграмм могут маршрутизироваться с использованием алгоритма SPF. Каналы, отличные от каналов PSC, могут найти маршруты с использованием алгоритма CSPF.

Интерфейс "пользователь-сеть"

Для GMPLS важно, чтобы существующие протоколы IP-маршрутизации могли быть использованы для уровней, отличных от PSC. Последнее время наблюдается значительное развитие и обогащение функций этих протоколов, таких как внутридоменная маршрутизация (на канальном уровне) и междоменная маршрутизация (политика). Это особенно интересно для провайдеров, использующих модель наложения. Уровни, отличные от PSC, могут быть автономными. Междоменная маршрутизация (такая как протокол BGP) может быть использована для информации о маршрутах в автономных сетях. Очевидно, это предоставляет огромные преимущества провайдерам, которые уже в настоящее время используют междоменную маршрутизацию. Сегментация внутридоменных областей может обеспечить домены маршрутизации с использованием протокола IS-IS или протокола OSPF (на канальном уровне) маршрутизации для ТЕ. Интерфейс "пользователь—сеть" (User-to-Network Interface — UNI) представляет собой канал между узлом GMPLS и LSR-устройством GMPLS (со стороны сети). Интерфейс "сеть-сеть" (Network -to-Network Interface — NNI) представляет собой интерфейс между двумя сетевыми LSR-устройствами. Исторически GMPLS рассматривала UNI и NNI одновременно и создало различия для GMPLS. В настоящем разделе не рассматривается это различие; здесь только указывается о том, что оно существует. Спецификация UNI OIF представляет собой клиентскую спецификацию для SDH/SONET, которая предназначена для модели наложения. В настоящее время UNI OIF не поддерживает Digital Wrapper G.709 или другие фотонные сетевые модели. GMPLS предполагает, что UNI OIF представляет собой подмножество GMPLS.

Литература:

Руководство по технологиям объединенных сетей, 4-е издание. : Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. — 1040 с.: ил. – Парал. тит. англ.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100