基于gmpls的城域ip_wdm网络流量工程研究

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1、南京邮电大学顿士研究生学位论义第一章绪论GMPLS是一个正在标准化中的控制平面协议集，主要由IETF的CCAMP工作小组进行标准化。它的引入，不仅可以实现网络的智能化，同时也使传统的网络四层结构得以简化。为了传输数据业务，原有的城域IP传输网络采用如图1-1所示的四层网络结构：IPoverATMoverSDHoverWDM。其中IP层用于承载业务，ATM层用于集成多种业务，并为每种业务提供相应的服务质量保证，SDH层用于细粒度的带宽分配，并为业务的传输提供可靠的保护机制，WDM层用于提供大容量的传输带宽。

2、而GMPLS可以为IP层和光层提供统一的控制平面，实现IP层和光层的无缝融合，大大促进了网络层次的简化，使基于GMPLS的IP／WDM网络成为下一代光因特网的首选方案。刊>胨yL—一A)四层网络B)两层网络图卜1IPoverWDM网络发展趋势作为一个控制平面协议集，GMPLS支持两种基本控制模型：重叠模型和对等模型(也叫集成模型)。在重叠模型中，IP业务层和光层完全独立，两层拥有各自独立的控制面，并通过UNl协议互联，两者之间不交换网络内部信息。在对等模型中，IP层和光层采用统一的控制平面，两层运行同样的

3、路由和信令协议。目前采用重叠模型的代表技术有IPoverASON(automaticswitchingopticalnetwork，自动交换光网络)，而对等模型的代表性技术有IPoverMGS(multi—granualityservice，多粒度交换)，即采用具有疏导能力的OXC组网。具有疏导能力的OXC节点设备同时具有lP分组交换能力和波长交换能力，从GMPLS的角度来看，这种节点也被称为GMPLS标签交换路由器(G—LSR)。由于电信运营商大多希望保持核心光网络的独立，不愿意让用户了解其业务的提供方

4、式，所以重叠模型在目前得到了更多的研究和支持。但它本质上是一种客户／服务器模型，IP路由器并不了解光域拓扑，IP选路和光域选路独立进行，不能实现集成的流量工程。因而从长远来看，对等模型会得到更多的应用。本文主要针对对等模型展开研究。流量工程机制可以根据当前网络资源状态和网络拓扑结构，合理控制业务流在网络中的流向，使流量均衡分布在网络中，避免网络资源的不均衡使用，从而优化网络性能。南京邮电人学硕士研究生学位论文第一章绪论MPLS可以布署在IP网络中实现先进的流量工程，GMPLS是MPLS向光网络扩展的必然产

5、物，也具有实现流量工程的潜力。在基于GMPLS的IP／WDM对等网络中，由于涉及到两层交换网络，即IP层和光层，这时更强调如何协调IP层和光层资源，在多层网络中实现集成的流量工程(IntegratedTrafficEngineering)或多层流量工程(Multi—layerTrafficEngineering)，从而大大提高网络资源利用率，优化网络性能。由于要涉及到两层网络，实现起来比原来的MPLS流量工程要复杂得多。目前，在IP／WDM网络中实现如何基于GMPLS实现集成的流量工程正成为人们关注的热点

6、。基于以上背景，本文将深入探讨GMPLS在城域IP／wDM网络中支持两层集成的流量工程的相关技术体制。本文内容具体安排如下：第二章概括性地介绍GMPLS的基本概念和关键技术，第三章着重分析为了实现GMPLS流量工程，IETF对现有的路由协议和信令协议所作的扩展，并给出支持集成流量工程的IP／WDM网络节点结构；第四章具体讨论GMPLS流量工程中的一个重要机制：集成的动态流量疏导；第五章提出一个改进的●集成疏导图模型和动态流量疏导算法，并进行了相关性能的仿真分析。最后一章为全文总结与展望，并提出需要进一步研

7、究的问题。南京邮电大学硕上硼究生学位论文第二章GMPLSl

8、}【述第二章GMPLS概述2．1从MPLS到GMPLSMPLS由IETF提出，它的提出为IP骨干网络中的数据高速传输与流量控制提供了一种有效的手段，具有突出的技术优势。首先，通过在数据包中插入所谓的标签，可以实现“一次路由，多次交换”或者“边缘路由，核心交换”，即只在网络的边缘分析IP包头，在网络内部不必分析IP包头，只是依据分组的标签进行交换，从而实现数掘流的高速传送；其次，通过在数据流的起始点与目的点之间建立标签交换路径，原本面向无连接的IP

9、网络可以提供类似于具有面向连接特性的传输机制，从而有效地保证流量工程与服务质量的控制。通过对传统的IP路由协议，如OSPF，IS．IS，BGP等进行扩展，网络节点之间不仅可以传递路由和寻址信息，还可以实时传递带宽资源信息，从而大大提高了网络运营商合理调度网络资源的能力。有关MPLS技术的研究在过去几年得到了大力发展，其技术方案业已成熟，目前正处于应用推广阶段。但是，MPLS体系中有关控制平面的技术主要是针对IP骨干网络中的数据