摘要：數據業務的超速增長，對光網絡的承載和控制能力提出了新的要求。介紹了RSVP-TE協議的原理以及ASON網絡的分布式呼叫和連接管理信令技術，并在此基礎上對RSVP-TE協議在ASON網絡中的應用進行了探討。
關鍵詞：RSVP-TE，ASON，DCM，交換連接，軟永久連接
近幾年來，隨著ＩＰ業務的快速增長，不僅對網絡帶寬的需求變得越來越高，而且由于ＩＰ業務量本身的不確定性和不可預見性，對網絡帶寬動態分配的要求也越來越迫切。傳統的帶寬管理方法主要靠人工配置網絡連接，耗時、費力、易出錯，不僅難以適應現代網絡運維和新業務提供拓展的需要，也難以適應市場競爭環境。這時，一種能夠自動完成網絡連接的新型網絡——智能光傳送網應運而生。智能光傳送網是一種具有獨立控制面的光網絡，它利用獨立的控制面，通過各種傳送網（包括ＳＤＨ或ＯＴＮ）來實施自動呼叫和連接管理，ＩＴＵ－ＴＳＧ１５將這種網絡命名為自動交換光網絡（ＡＳＯＮ）。
與傳統光傳送網相比，ＡＳＯＮ引入了更加智能化的控制平面，從而使光網絡能夠在信令控制下完成網絡連接的自動建立、資源自動發現等過程。ＡＳＯＮ體系結構的特點主要表現在具有控制、管理以及傳送三個平面，支持永久連接（ＰＣ：Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ）、軟永久連接（ＳＰＣ：Ｓｏｆｔ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）和交換連接（ＳＣ：Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ）。
在ＡＳＯＮ中，控制平面采用基于ＩＰ的信令技術，引入了通用多協議標記交換（ＧＭＰＬＳ）網絡以實現分布式連接控制管理（ＤＣＭ）功能。通過ＧＭＰＬＳ網絡所采用的基于流量工程的資源預留擴展協議（ＲＳＶＰ－ＴＥ），ＡＳＯＮ實現了對端到端連接的建立、拆除和維護，并能夠進行實時流量工程控制，實現資源的最佳配置。
一、RSVP及RSVP-TE的基本原理
資源預留協議（ＲＳＶＰ）是一種基于ＴＣＰ／ＩＰ的傳送層協議。通過ＲＳＶＰ協議，主機可以向網絡申請特定的ＱｏＳ，為特定的應用程序提供有保障的數據流服務。同時，ＲＳＶＰ在數據流經過的各個路由器節點上對資源進行預留，并維持該狀態直到應用程序釋放這些資源。
ＲＳＶＰ工作在ＩＰｖ４或ＩＰｖ６上，處于開放系統互聯（ＯＳＩ）七層協議中的傳送層，但是，ＲＳＶＰ并不處理傳送層的數據，從本質上看，ＲＳＶＰ更像是網絡控制協議，如因特網控制消息協議（ＩＣＭＰ）、因特網組管理協議（ＩＧＭＰ）或是路由協議。它和路由協議及管理協議的實現相同，ＲＳＶＰ的實現通常在后臺執行，而不是出現在數據傳送的路徑上。在ＲＳＶＰ協議中，ＱｏＳ的實現是由一組特定的流量控制機制來完成的。這些機制包括包分類器、接納控制以及包調度器或其他與鏈路層相關的機制。其中，包分類器決定每個包的ＱｏＳ的分類，包調度器或其他和鏈路層相關的機制用來獲取所請求的ＱｏＳ。圖１給出了由ＩＳＷＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）所定義的ＱｏＳ流量控制機制原型。
圖1 主機和路由器中的RSVP通信模型
在資源申請建立的過程中，ＲＳＶＰ請求首先被傳送到兩個本地模塊——接納控制模塊和策略控制模塊，然后由接納控制模塊決定該節點是否有足夠的資源可以滿足該ＲＳＶＰ請求，由策略控制模塊決定用戶是否有權限申請這類服務。如果通過了這兩個模塊的檢測，ＲＳＶＰ請求的ＱｏＳ參數就會輸入到包分類器中，再由鏈路層接口（如包調度器）來獲得申請的服務質量。如果任一模塊的檢測沒有通過，那么提出該ＲＳＶＰ請求的應用程序將會收到一個錯誤的返回消息。
在ＲＳＶＰ協議中定義了兩種類型的消息用于完成連接管理工作。第一種是Ｐａｔｈ消息，用于發起建立和釋放連接的請求，并申請資源預留。第二種是Ｒｅｓｖ消息，用于響應Ｐａｔｈ請求，并在每個節點完成資源預留動作。ＩＥＴＦ提出的ＲＳＶＰ－ＴＥ協議是基于流量工程的ＲＳＶＰ擴展協議。為了實現流量工程控制，ＩＥＴＦ在ＲＳＶＰ協議基礎上增加了一系列新的消息對象。
�。遥樱郑校裕胖С謨煞N連接建立方式。一種是逐跳路由方式，這種方式是從ＲＳＶＰ協議中繼承來的，與傳統ＩＰ網絡的常規路由方式基本相同，各個節點通過擴展的路由協議單獨計算下一跳的路由，確定下一跳節點。除了逐跳路由方式之外，ＲＳＶＰ－ＴＥ還增加了一種非常重要的路由方式——顯式路由方式，這種方式是通過在Ｐａｔｈ消息中增加ＥＸＰＬＩＣＩＴ＿ＲＯＵＴＥ（其作用是顯式路由）對象來實現的。也就是說，它在入口節點根據用戶或來自管理平面的請求在入口節點到出口節點之間指定一個節點序列或者由擴展的路由協議計算一個節點序列，然后將該節點序列封裝成ＥＸＰＬＩＣＩＴ＿ＲＯＵＴＥ對象加入Ｐａｔｈ消息中，使得Ｐａｔｈ消息的傳輸和相應Ｒｅｓｖ消息的返回僅限制在由該節點序列構成的通路上進行。通過這種方式，ＲＳＶＰ－ＴＥ完美地實現了流量工程。此外，ＲＳＶＰ－ＴＥ通過抽象節點的概念擴展了顯式路由，從而大大降低了邊緣入口節點計算的復雜度，使得顯式路由方式更加靈活便利。
�。遥樱郑校裕攀且粋�軟狀態協議，它繼承了ＲＳＶＰ的消息刷新機制，其路徑狀態和資源預留狀態的維持仍然需要通過發送周期性的刷新消息來實現。但是與ＲＳＶＰ協議相比，ＲＳＶＰ－ＴＥ協議在消息刷新方面作了許多改進，包括為消息加入ＭｅｓｓａｇｅＩＤ并確認接收到消息以及集中刷新等。通過這些方法，ＲＳＶＰ－ＴＥ協議減小了刷新消息的開銷，從而使協議性能得到一定程度的提高。
二、ASON網絡中的分布式呼叫連接管理
�。粒樱希尉W絡的控制平面是由獨立的或者分布于網元設備中的多個控制節點組成的，這些節點之間通過信令通道連接起來，其控制功能是由路由、信令和資源管理等一系列邏輯功能模塊聯合完成的。因此，ＡＳＯＮ網絡的ＤＣＭ功能的實現需要這一系列邏輯功能模塊共同協作來完成，這些模塊主要包括連接控制器、呼叫控制器、路由控制器、策略管理器以及鏈路資源管理器等。各模塊的功能如下：
·連接控制器是整個節點功能結構中的核心，它負責通過協調對等的或者下層的連接控制器、路由控制器以及鏈路資源管理器，來管理和監控連接的建立、釋放以及修改已建立連接的參數。
·呼叫控制器負責完成開始建立連接的呼叫過程。在一次完整的呼叫過程中，主叫控制器可以通過一個或多個中間媒體網絡呼叫控制器來同被叫部分協調。
·路由控制器負責為連接控制器提供所負責域內連接的路由信息，這種信息可以是端到端的，也可以是基于下一跳的。路由控制器也能響應拓撲請求信息，幫助進行網絡管理。
·鏈路資源管理器負責對鏈路進行管理，包括對鏈路連接進行分配和拆除，并提供拓撲和狀態信息。
�。粒樱希螞]有采用在傳統光網絡中所使用的集中式控制管理機制，而是創造性地采用了ＤＣＭ機制，在每個網元中都設立一個包含有拓撲和鏈路資源信息的數據庫，通過各個網元的協同計算，實現連接的建立、釋放和刪除。在ＤＣＭ功能和協議實現方面，ＩＴＵ－Ｔ在Ｇ．７７１３中定義了模型、功能和標準信令流程。Ｇ．７７１３．１、Ｇ．７７１３．２和Ｇ．７７１３．３分別給出了基于專用網絡節點接口（ＰＮＮＩ）、ＧＭＰＬＳ ＲＳＶＰ－ＴＥ和ＧＭＰＬＳ受限的路由標記分配協議（ＣＲ－ＬＤＰ）實現的ＤＣＭ信令。
ＰＮＮＩ起源于傳統的電信信令協議（Ｑ．２９３１、Ｑ．９３１、七號信令），缺點在于靈活性不夠，且無法與ＧＭＰＬＳ互通，目前僅支持ＡＳＯＮ的軟永久連接。
�。遥樱郑校裕艆f議是基于ＲＳＶＰ協議開發的，而ＲＳＶＰ具有非常成熟的體系結構和協議規程，且具備成熟的業務支持機制，已經有了大規模的商業運用，所以目前ＩＴＵ－Ｔ正在把ＲＳＶＰ－ＴＥ作為ＭＰＬＳ應用中惟一的一種信令協議進行發展和完善。
�。茫遥蹋模衅鹪从冢停校蹋蛹夹g，基于ＭＰＬＳ標準的ＬＤＰ信令，使用可靠的ＴＣＰ傳輸機制，通過簡單有效的硬狀態控制和消息機制，能靈活預留網絡資源；ＩＴＵ－Ｔ目前規范了ＣＲ－ＬＤＰ應用于用戶－網絡接口（ＵＮＩ）、外部網絡－網絡接口（Ｅ－ＮＮＩ）和內部網絡－網絡接口（Ｉ－ＮＮＩ）的方式，可以進行與ＡＳＯＮ有關的自動呼叫和連接操作，但業界普遍認為，由于ＣＲ－ＬＤＰ是一種全新的信令協議，缺乏商業應用，開發風險與代價較大，因此２００３年２月ＩＥＴＦ已經正式停止了對ＣＲ－ＬＤＰ的研究工作。
三、ASON中基于RSVP-TE實現分布式連接控制管理
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�。遥樱郑校裕艦橹С郑牵罚罚保扯x了通用用戶網絡接口（ＧＥＮＥＲＡＬＩＺＥＤ＿ＵＮＩ）對象，用于封裝Ａ端和Ｚ端名稱以及ＵＮＩ處支持的服務分類（ＣｏＳ）和服務等級（ＧｏＳ）規范，同時還增加了對基本呼叫概念和軟永久連接服務的支持。
利用ＲＳＶＰ－ＴＥ實現軟永久連接和交換連接的基本信令流程如下：
①Ｐａｔｈ消息用于從源節點向目的節點發送一個連接請求。
�、谀康墓濣c接收到Ｐａｔｈ消息以后，建立起一個ＲＳＶＰ對話。
�、勰康墓濣c發送兩種消息類型到上游方向以響應Ｐａｔｈ消息：Ｒｅｓｖ消息，用于一般的信令響應；ＰａｔｈＥｒｒ消息，對應于建立發生錯誤的情況，在這種情況下，連接不會建立。如果Ｐａｔｈ狀態沒有移除，會直接發送一個ＰａｔｈＴｅａｒ消息來移除任何新建狀態。
�、茉垂濣c接收到Ｒｅｓｖ消息以后，可以發送一個ＲｅｓｖＣｏｎｆ消息（可選），是否發送此信息依賴于Ｒｅｓｖ信息中的ＲＥＳＶ＿ＣＯＮＦＩＲＭ對象。
２．呼叫連接的建立與釋放
圖２顯示了利用ＲＳＶＰ－ＴＥ實現的交換連接的建立過程。為了建立一個交換連接呼叫連接，用戶通過ＵＮＩ接口使用Ｐａｔｈ消息發起連接建立請求。此請求通過網絡傳輸到目的用戶。如果此請求通過了認證，目的端會使用Ｒｅｓｖ消息向源端用戶發送一個成功指示。另外，作為可選項，源用戶還可以再返回一個ＲｅｓｖＣｏｎｆ響應。這樣就完成了一個完整的連接建立過程。
圖2 基本的交換連接建立過程
在釋放交換連接時，可從不同的控制器發起釋放請求，既可以是源呼叫控制器，也可以是被叫呼叫控制器，還可以是任何一個網絡呼叫控制器。用戶使用Ｐａｔｈ消息通過ＵＮＩ接口發起釋放請求，此請求通過網絡到達目的端用戶。如果釋放請求通過認證，則目的端發送ＰａｔｈＥｒｒ消息用于逐個節點釋放資源，直至各個節點資源釋放完畢。
利用ＲＳＶＰ－ＴＥ來實現軟永久連接的建立和釋放過程同交換連接的建立和釋放過程類似，不同的只是軟永久連接需要首先配置好用戶到網絡鏈路的連接部分并將此部分連接的信息發送到控制平面。
四、結語
信令技術和路由技術都是ＡＳＯＮ網絡不可或缺的核心技術。正是由于采用了信令技術和路由技術才使得ＡＳＯＮ網絡能夠動態地交換網絡拓撲狀態信息、路由信息及其他控制信息，從而實現了光通道的動態建立和拆除，具備了自動交換的能力。ＡＳＯＮ控制平面的分布式控制功能是實現業務分類和基于ＣｏＳ的不同級別保護機制的根本保證，其應用實現的效率、成熟程度以及標準化程度已經成為評判一種具體ＡＳＯＮ產品質量的重要標準。ＲＳＶＰ－ＴＥ協議以其標準化程度高、能夠支持各種業務等本身固有的特點脫穎而出，與ＡＳＯＮ網絡完美地結合起來，使得ＡＳＯＮ網絡具有了效率高、易管理、易維護、易擴展等優點，開創了光網絡的發展新紀元。
參考文獻
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作者：肖延敏 陳忠民 徐貴寶 摘自：泰爾網 |
