运维人员岗位培训传输专业ASON.ppt
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1、ASON,中国网通(集团)有限公司 2006年11月1日,中国网通运维人员岗位培训丛书传输专业,内部资料 注意保密,基本原理 控制平面 自动发现技术 路由技术 信令技术 ASON的保护恢复 ASON业务,DATA,Intelligence,OCS,光传送网的技术发展趋势,DATA,Metro Intelligence,Switch,2003,2005,2000,特征,时间,TDM Speed,Cross capacity,Distance,2002,2008,智能光网基本原理,IP业务特征: 自相似性 突发性 流量不确定性 降低网络运维费用的要求,不断涌现的新型业务 带宽按需分配(BoD) 虚
2、拟专用网(OVPN) 光组播 光域区分服务质量 带宽/波长的批发,ASON的优势集中表现在其组网应用的动态、灵活、高效和智能方面。支持多粒度、多层次的智能,提供多样化、个性化的服务,是ASON的核心特征。,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。 在ITU-T建议草案G.807中自动交换的光网络的定义是:“通过控制平面来实现配置连接管理的光传送网”。具体的说,是指在ASTN/
3、ASON信令网之下完成光传送网内光网络连接自动交换功能的新型网络,可以看作是具有自动交换功能的新一代的光传送网。,概念,ASON与传统网络比较,ASON的优势,显著降低网络整体运营成本 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,比如按需带宽业务、波长出租、波长批发以及O-VPN等,ASON的特点,控制为主的工作方式: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
4、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),可根据业务需要提供带宽和所需要的保护等级,是面向业务的网络。,首次将动态路由和信令的概念引入了传输网络,能与ATM、IP等业务网实现无缝连接,在全程全网上满足动态的带宽需求、提供质量品质保证,智能光网络通过智能控制技术来实现对带宽
5、的动态分配、端到端的保护和恢复以及实现数据网元和光层网元之间的协同工作。,智能光网络标准化及相关协议介绍,三大标准化组织在ASON标准化过程中的不同态度:,OIF主要界于其它二者之间,主要解决UNI和NNI的问题。,IETF则是更加侧重于具体信令和路由协议,ASON的标准化工作,基本原理 控制平面 自动发现技术 路由技术 信令技术 ASON的保护恢复 ASON业务,ASON的控制平面:完成呼叫控制和连接控制功能,通过信令、路由等来建立和释放连接,并且在故障情况下参与完成连接的保护恢复功能。 控制平面由提供路由和信令等特定功能的一组控制元件组成,并由一个信令网络支撑。控制平面元件之间的互操作性以
6、及元件之间通信需要的信息流可通过接口获得。,控制平面,呼叫控制器 连接控制器 路由控制器 链路资源管 理器 协议控制器 流量策略 发现代理 终端适配组件,控制平面的结构组件,控制层面的标准化带来的好处,它允许智能光网络的建设不依赖于某一厂家的设备。 它尽量简化的明确的规定了一系列特征,所有设备供应商都必须遵守。 对于运营商来说,它降低了建设、运行和维护智能光网络的成本。,重叠模型四种接口,non-ASON Network,NE,MIB,GMRE,ASON Network,ASON Network,Drop Ports,UNI Port,Drop Port,I-NNI Ports,Drop Po
7、rt,E-NNI Ports,UNI Port,Client,Client,分步式的控制平面,IP 控制通道来传送分布式控制平面的“IP 控制分组包”,IP 控制通道可以用IF/IB - IF/OB 或 OF/OB 来实现(信令传送机制),IP 控制器 (GMPLS 控制器) 可以和网元(SDH XC, ADM, OXC, PXC, etc.) 一起或分离,IP 分布式控制平面拓扑和传送平面的映射关系,传送平面,IP 控制通道,传送通道,管理通道,网络管理 系统,GMPLS 控制器,网络设备,IP 分布式 控制平面,整个网络涉及三个部分,即传送平面(TP),控制平面(CP)和管理平面(MP)。
8、传送平面包含携带被交换实体的传送网网元,组网灵活性靠封装在网元内的连接功能提供,端到端的连接是在ASTN/ASON控制平面的控制下在传送平面内建立的 。,用户网络接口 (UNI) 外部网络网络 接口(E-NNI) 内部网络网络 接口(I-NNI),控制平面,传送平面,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,控制平面,传送平面,主叫用户,被叫用户,呼叫和连接的拆除过程,呼叫和连接分离的处理过程,ASON的三种连接,交换连接 永久连接 软永久连接,交换连接,基本原理 控制平面 自动发现技术 路由技术 信令技术 ASON的保护恢复 ASON业务,自动发现技术,智能光网络
9、中存在多种不同的链路资源,如光纤链路、波长链路、SDH中各种STM层链路和VC层链路,以及OTN中的各种OTM层链路和OCh层链路等等。 这些链路在ASON中称为子网点(SNP)链路,为了路由协议的可扩展性和路由分集,多个不同的SNP链路可以组合成子网点池(SNPP)链路(在GMPLS中这些SNP链路称为数据链路,而把这些SNPP链路称为业务量工程(TE)链路)。在ASON中这些SNPP链路资源是在由链路资源管理器(LRM)来管理的,即根据连接控制器的请求来分配或释放SNP链路连接。但是在管理和控制这些SNPP链路资源之前,首先要发现这些链路资源及其控制实体,这就是自动发现技术,是由发现代理(
10、DA)、终端和适配器(TAP)以及链路资源管理器一起来实现的。,自动发现功能,ITU-T G.7714给出了关于自动发现的框架结构。 ITU-T G.7714.1对基于SDH和OTN的邻居发现和服务发现; OIF UNI 1.0对UNI接口的邻居发现和服务发现进行了规范。 自动发现的功能 发现触发(DT) 层邻居交换(LAD) 传送实体能力交换(TCE),Hello 每一个LSR都周期性的发送hello消息,他们通过发送hello消息和接收hello ack了解同一子网中其他LSR的存在。 发现方法 Jx(J0)携带发现消息和能力交换信息 LMP携带节点消息和链路摘要信息,通用发现技术,邻居自
11、动发现,Node A 10.168.168.1,Node B 10.168.168.2,LMP消息交互,#1,#2,#8,#6,Node A自动发现结果:,自动发现的现状,带内方式下支持自动发现功能,包括控制平面邻居关系发现、物理联通性验证等。 带外方式下一般需要人工配置; 在UNI接口的发现功能一般需要网管系统人工配置。,链路资源管理协议(LMP),LMP运行在相邻节点之间,用于管理TE链路,它有四个主要功能: 控制信道管理 链路属性关联 链路连通性验证 链路故障管理 LMP的两个核心进程是控制信道管理和链路属性关联,为必备功能。 后两个功能是可选的,当控制信道与数据信道在物理上相分离时,这
12、两个功能非常有用。 LMP扩展用于邻居发现和业务发现。,链路资源管理协议(LMP),链路资源管理的现状,由于ITU-T对链路管理协议还在进一步规范,各个标准化组织对LMP规范的侧重点不同; 目前链路资源管理功能多数采用GMPLS的LMP实现,少数采用私有协议实现。 ASON结构和功能要求为对链路资源管理进行规范。 在域内可以采用私有协议实现,但在UNI和E-NNI接口,需要通过标准的资源管理协议。,基本原理 控制平面 自动发现技术 路由技术 信令技术 ASON的保护恢复 ASON业务,路由技术,ITU-T G.7715定义了路由体系结构; 面向连接的路由方式,支持三种路径选择机制:分级路由、源
13、路由、逐跳路由。 支持域内和域间路由模式; 域内路由:OSPF-TE, IS-IS-TE等 域间路由:DDRP,BGP等 路由的两个方面 路由算法 路由协议,路由功能,通道路由计算 支持三种路由计算模式:分级路由、源路由、逐跳路由; 支持工作和保护路径的计算; 支持路由约束:链路代价、包含/排斥网络资源、业务等级、路由多样性、碎片最小(负载均衡)、网络性能、传输层特定约束条件; 路由信息发布 网络拓扑的自动发现和拓扑信息的更新; 链路状态信息的发布:节点可达性、链路属性、节点和链路多样性、链路保护属性等; 网络接口上的信息发布:UNI接口不允许发布路由信息,不信任的E-NNI接口应过滤域内拓扑
14、信息细节。,路由计算的要求,路由计算应产生无环路路由 路由计算应支持最短路径路由 至少支持分级路由、源路由和逐跳路由中的一种 路由计算应支持工作通道和保护恢复通道的路由计算 路由计算应支持以下路由约束条件以及他们的组合: 链路代价 节点最少 SRG分离 包含或排除特点网络资源 业务等级(保护恢复类型的约束) 业务优先级 网络性能 传输层特定约束条件 出于网络管理目的的策略,共享风险链路组(SRLG),共享风险组(SRG):共享一个相同风险的一组单元,这个风险失效会引起组中所有单元的失效。 当SRG应用于链路资源时,它被称为共享风险链路组(SRLG)。 若两光连接的通道没有任何链路或节点隶属于相
15、同的SRG,那么该两连接被称为SRG不相交多样性。,路由协议:OSPF,开放式最短路径优先 动态的内部网关协议(在一个区域内部使用) 链路状态算法,基于链路的权值进行计算,15,3,4,4,7,A,B,C,D,OSPF基本操作,基本操作 拓扑/邻居发现 链路状态的广播,OSPF工作过程,建立路由邻接关系:一个OSPF路由器向其相邻路由器发送Hello数据包,如果接收到某一路由器返回的Hello数据包,则在这两个OSPF路由器之间建立起OSPF交互关系,这个过程在OSPF中被称为adjacency。 数据库同步:建立路由邻接之后,一个OSPF路由器会与其新发现的相邻路由器进行链路状态数据库的同步
16、。 路由更新:当路由器初始化或当网络结构发生变化(例如增减路由器,链路状态发生变化等)时,路由器会产生链路状态广播数据包LSA。所有路由器会通过一种被称为泛洪(Flooding)的方法来交换链路状态数据。 路由表计算:当OSPF路由协议收敛下来时,所有的路由器会根据各自的链路状态信息数据库计算出各自的路由表。 周期性发布:当网络稳定时,OSPF路由器周期性地产生与其相联的所有链路的状态信息。,OSPF区域ID,OSPF长度,目的IP地址,源IP地址,片断,IP包长度,版本/长度,TOS,标识符,TTL,协议(89),头校验和,OSPF版本,OSPF包类型,源OSPF路由器ID,包校验和,授权类
17、型,授权数据,Hello/LSA包,IP包头 (20字节),OSPF包头 (24字节),OSPF信息格式,路由协议:OSPF-TE,OSPFv2 是 Internet 标准 (RFC 2328 for IPv4) 用以路由 OSPF 是链路状态路由协议 OSPF提供 HELLO 机制以发现邻居 OSPF 支持 2 层路由体系 OSPF 被扩展 (TE 扩展) 以支持 (G)MPLS: 允许分发另外的 TE link 属性 链路容量 (maximum/unreserved bandwidth) 保护类型 共享风险链路组 (SRLG) 支持链路绑定 使用不透明(opaque) LSA type 1
18、0 以携带另外的 TE-link 消息,Advertise every channel? OR Advertise 1 Bundled Link!,链路绑束:TE-Link,并行多个链路 (links) 在网络内部被当作一个链路(具有统一的TE属性值) 通过减少泛洪(flooding)信息改善路由扩展性 数据链路属性相关(correlating data link properties)实现绑束 绑束中的单元链路 ( data links of the TE Link) 必须起始并终结于同一个节点对 必须拥有同样的链路类型、TE权重和资源级别 可以是编号的 (numbered)或不编号的 (u
19、nnumbered) 只要一个单元链路存在,绑束就存在信令中 ERO 通常选择 TE Link (而不是其中的单元链路),链路绑束:TE-Link,基本原理 控制平面 自动发现技术 路由技术 信令技术 ASON的保护恢复 ASON业务,信令技术概述,信令技术的核心是对连接的管理,ITU-T在构建ASON的体系时,提出了分布式呼叫和连接管理(DCM)的概念,致力于制定ASON网络中的网元通过互相通信而建立光通道的标准信令协议。 ITU-T 规范ASON信令技术要求的方法: 首先,需要用通用的方法来描述光网络信令要求,制定标准的信令参数。 G.7713是协议无关的,它定义了模型、功能和标准信令流程
20、。 然后基于现有的信令协议进行修改和扩展。G.7713.1、G.7713.2、G.7713.3分别给出基于PNNI、GMPLS RSVP-TE和GMPLS CR-LDP协议实现的DCM信令。,信令协议消息必须包含用来描述连接控制参数以及业务参数。 标识属性:呼叫/连接名称 ,终端用户名称,CC/CallC 名称 连接属性: 连接类型(标识是ASON的SC、PC、还是SPC) 连接的带宽 方向性(定义连接是单向的、双向的、还是多播) 显式路由信息 网络规模属性(包括域属性、层属性等) 业务属性 :SLA和业务等级、保护和恢复属性、优先级和抢占能力、其他策略属性(可以包括用于提供认证和完整性的信息
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