ASON多播的信令技术研究

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<strong><font color="#000000" size="3">近年来关于</font></strong><a href="http://www.cww.net.cn/tech/ASON" target="_blank"><strong><font color="#000000" size="3">ASON</font></strong></a><strong><font color="#000000" size="3">的研究如火如荼的开展，ASON作为新一代光传送网，能够提供大容量的带宽，同时由于控制面的引入使其具备了很高的智能性，可以实现带宽的按需自动分配、光虚拟</font></strong><a href="http://www.cww.net.cn/techClass7" target="_blank"><strong><font color="#000000" size="3">专网</font></strong></a><strong><font color="#000000" size="3">等业务。与此同时，基于实时流媒体</font></strong><a href="http://www.cww.net.cn/tech" target="_blank"><strong><font color="#000000" size="3">技术</font></strong></a><strong><font color="#000000" size="3">的网络业务也在迅速兴起。如何将两者有机的结合起来成为了目前业界又一轮的研究热点，ASON</font></strong><a href="http://www.cww.net.cn/tech/&ETH;&Aring;&Aacute;&icirc;" target="_blank"><strong><font color="#000000" size="3">信令</font></strong></a><strong><font color="#000000" size="3">的P2MP研究是其中一个重要方面。</font></strong><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; 1、引言</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; ASON（自动</font></strong><a href="http://www.cww.net.cn/techClass1" target="_blank"><strong><font color="#000000" size="3">交换</font></strong></a><strong><font color="#000000" size="3">光网络）是一种在信令网的控制下能够智能化地自动完成光网络交换式连接和配置功能的新一代光传送网。ASON的智能性来源于它的控制平面（CP），具有一个分离的控制平面是其与传统的传送网的重要区别，可以说控制平面技术是实现ASON的动态性和智能性的关键。ASON以其光路交换的特性和良好的生存性可以减少延时和丢包的影响，保证服务质量（</font></strong><a href="http://www.cww.net.cn/tech/QoS" target="_blank"><strong><font color="#000000" size="3">QoS</font></strong></a><strong><font color="#000000" size="3">）。</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; 与此同时，近几年来基于点到多点（P2MP）的视频会议、实况转播、VoD、</font></strong><a href="http://www.cww.net.cn/IPTV" target="_blank"><strong><font color="#000000" size="3">IPTV</font></strong></a><strong><font color="#000000" size="3">、现场直播等流媒体实时业务得到了迅速发展。它们要求较高的QoS保证（包括丢包率、延时抖动、带宽等）。ASON网络的特性极其符合这些要求，因此有条件作为流媒体业务良好的承载网平台。</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; 2、ASON控制平面关键技术</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; </font></strong><a href="http://www.cww.net.cn/tech/MPLS" target="_blank"><strong><font color="#000000" size="3">MPLS</font></strong></a><strong><font color="#000000" size="3">（多协议标签交换）实质上是一种特殊的包分类转发技术，在MPLS中引入了转发等价类（FEC）和标签（Label）的概念。MPLS网络由核心部分的标签交换路由器（LSR）和边缘部分的标签边缘路由器（LER）组成，后者负责对数据包进行加标签和去标签操作。旧的标签被路由表中的新标签替代，包被转发到下一跳，在出口LER处标签被去掉，又重新使用IP路由机制。由源LSR与目的LSR之间的一系列LSR以及它们之间的链路构成的路径称为标签交换路径（LSP）。</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; GMPLS（通用多协议标签交换）作为ASON控制平面的关键技术，是在MPLS的基础上进行的适用于光网的扩充，它可以提供路由和信令的完全分离。GMPLS对MPLS中的标签进行了扩展，将TDM时隙、光波长和</font></strong><a href="http://www.cww.net.cn/tech/&sup1;&acirc;&Iuml;&Euml;" target="_blank"><strong><font color="#000000" size="3">光纤</font></strong></a><strong><font color="#000000" size="3">等也用标签进行统一标记。</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; MPLS网络多采用资源预留带流量工程扩展协议（RSVP-TE）作为信令协议之一，可以很好的实现流量工程（TE），支撑基于限制的路由（包括呼叫许可控制CAC和显式路由标记交换路径ER-LSP的建立），可以提供资源的有效利用、快速的故障恢复和严格的QoS保证。GMPLSRSVP-TE在MPLSRSVP-TE的基础上作了相应的扩展，以满足光网络点到点（P2P）连接的建立、删除和修改等功能。</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; 3、ASON多播的信令技术</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; 现存的有关ASON控制面技术的研究基本都是基于P2P的，可以利用点到点标签交换路径实现ASON多播，只要在入口标签交换路由器处进行数据包的简单复制就可以实现。但是这会引入一个问题：使网络中充斥着大量无用的重复的数据包，浪费网络带宽，降低网络负载。因此必须引入新的机制或者对现存的GMPLSRSVP-TE信令协议进行多播扩展。一般倾向选择后者，因为尽管可以将IP网中的IGMP引入以实现ASON多播，但因为IP和ASON是完全不同的两种网络，这样做工作量将会很大；而如果对现存的P2P协议进行P2MP扩展，使ASON在网络中各个分支节点处能够进行有效的数据包复制则可以有效的节约网络资源。所谓分支节点就是可以将进入的数据复制到两个或多个外出接口，并且不同的接口可以采用不同的标签。ASON控制面基于RSVP-TE的GMPLSP2MP扩展涉及到业务和会话标志、显式路由、接枝和剪枝及RSVP消息的处理等几个关键问题需要讨论。</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; 3.1业务及会话标志问题</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; 标签交换隧道（LSPTunnel）由一个或多个P2MPLSP组成，可以引入点到多点会话对象（P2MPSES-SION）进行标志。P2MP SESSION对象是对P2P RSVP-TE中的SESSION对象进行扩展得到的，由＜P2MP ID，Tunnel ID，Extended Tunnel ID＞组合进行标识，其中Tunnel ID标识一个业务隧道，P2MP ID标识该业务的多个客户连接的集合，与RSVP-TE中SESSION对象的不同之处在于其的隧道终点地址（Tunnel Endpoint Address）字段被P2MP SESSION对象的P2MP ID字段取代。</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; P2MPLSP是一个具有一个入口LSR和多个出口LSR的LSP，此路径是单向的。通过＜P2MPID，TunnelID，Extended Tunnel ID，Tunnel Sender Address，LSP ID＞组合进行标识，其中Tunnel Sender Address代表业务发送方地址，P2MP LSP包含在点到多点发送者模板（P2MP SENDER_TEMPLATE）对象中。</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; 一条P2MPLSP又由多个子标签交换路径（sub-LSP）组成，它们是入口LSR和出口LSR之间的连接。一条sub-LSP可以通过＜P2MPID，TunnelID，Extended Tunnel ID，Tunnel Sender Address，LSP ID，sub-LSP destination address＞组合进行标识，其中sub-LSP destination address（子标签交换路径目标地址）位于S2L_SUB_LSP对象中。</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; 在P2PRSVP-TE中通过RSVP消息对LSP的状态进行管理和维护，同样可以通过RSVP消息对P2MPLSP的状态进行维护，然而两者是有区别的，由于在一条P2MPLSP中包含多条sub-LSP，因此如果采用一条RSVP消息对一条P2MP LSP的状态进行维护，可能出现消息长度不够导致难以表示全部sub-LSP状态的问题，这时应该支撑采用多个RSVP消息；另外，由于一条P2MP LSP具有多个目的节点，有时候会出现接枝和剪枝的情况，因此信令机制必须能够有效的从一个P2MP LSP中移除或增加终端节点；同时P2MP LSP必须要处理状态合并的问题。这些可以通过在RSVP-TE的SENDER_TEMPLATE和FI</font></strong><a href="http://www.cww.net.cn/tech/LTE" target="_blank"><strong><font color="#000000" size="3">LTE</font></strong></a><strong><font color="#000000" size="3">R_SPEC对象中增加Sub_Group ID和Sub-Group Originator ID来解决，Sub-Group ID和Sub-Group Originator ID字段合起来称为Sub-Group字段。</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; 3.2显式路由</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; ASON是采用显式路由方式建立业务路径的，显式路由技术是一个重要的技术环节。</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; ASON多播可以在单播显式路由对象（ERO）的基础上，增加二级显式路由对象（SERO）以对一个sub-LSP进行显式路由，SERO和ERO对象的格式相同。</font></strong></p><p><strong><font color="#000000" size="3">&nbsp;&nbsp;&nbsp; 当一个PATH消息只对单个sub-LSP进行信令时，ERO对从入口LSR到出口LSR的LSP进行编码。PATH消息中还包括S2L_SUB_LSP对象以对sub-LSP进行信令。＜EXPLICIT_ROUTE，S2L_SUB_LSP＞组合作为一个标识符来唯一的标志该sub-LSP。</font></strong></p>