分组传送网络（PTN）控制平面研究.pdf

版权声明 本 研究报告 版权属于中国通信标准化协会，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本 研究报告 文字或者观点的，应注明“来源：中国通信标准化协会”。违反上述声明者，本协会将追究其相关法律责任。 研究报告要点 本研究报告 对基于 MPLS-TP技术的 PTN网络控制平面技术进行分析研究，包括 PTN网络控制平面的架构和需求、控制平面的协议扩展（分为 LSP层的信令协议扩展和 PW层的信令协议扩展）、路由机制、 OAM控制机制、保护恢复机制、DCN 网络、控制平面的管理等方面的技术内容，最后给出 PTN网络的应用分析。 本 研究报告 分为以下几个部分： 1） PTN 控制平 面的架构和需求； 2） PTN 控制平面信令协议扩展，包括 LSP 控制层面的 RSVP-TE 协议扩展， PW控制层面的 LDP 协议扩展； 3） PTN 网络路由机制； 4） PTN 网络 OAM 控制机制； 5） 保护恢复机制； 6） DCN 网络； 7） 控制平面管理； 8） PTN 网络控制平面应用分析。 传送网与接入网技术工作委员会传送网工作组 研究单位： 中国信息通信 研究院 、 中兴通讯股份有限公司 、 上海贝尔股份有限公司 、 UT斯达康通讯有限公司 、 烽火科技集团有限公司 项目负责人： 徐云斌 项目参加人： 张国颖、王郁、陈秀忠、 付锡华、 何宗应、鲍四海、宋然 完 成日期： 2013年 3 月 10 日 I 目 录 1 范围 . 1 2 参考文献 . 1 3 术语、缩略语 . 2 3.1 术语 . 2 3.1.1 双向同路由 LSP（ Co-routed Bidirectional LSPs） . 2 3.1.2 关联双向 LSP（ Associated Bidirectional LSPs） . 3 3.1.3 带宽不对称 LSP（ Asymmetric Bandwidth LSPs） . 3 3.2 缩略语 . 3 4 概述 . 4 5 PTN 控制平面架构和需求 . 6 5.1 PTN 控制平面架构 . 6 5.2 PTN 控制平面需求 . 7 5.2.1 总体要求 . 7 5.2.2 控制平面和其他平面的关系 . 8 5.2.3 连接控制要求 . 8 5.2.4 OAM 控制相关要求 . 8 5.2.5 保护恢复 . 9 5.2.6 控制平面可靠性 . 9 5.2.7 标识符相关需求 . 9 5.3 PW 和 LSP 控制之间的关系 . 9 6 PTN 控制平面信令协议 . 10 6.1 LSP 控制层面 RSVP-TE 扩展 . 10 6.1.1 双向同路由 LSP 信令控制 . 10 6.1.2 点到多点的 LSP 信令处理流程 . 10 6.2 PW 控制层面 LDP 协议扩展 . 10 6.2.1 采用 LDP 协议建立和维护 PW . 10 6.2.2 建立 TDM 伪线的控制协议扩展 . 15 6.3 PW 和 LSP 的多层协调处理流程 . 18 6.3.1 单段 PW 和 LSP 的配置流程 . 18 6.3.2 多段 PW 和 LSP 的配置流程 . 18 7 路由机制 . 18 7.1 LSP 路由控制机制 . 18 7.2 PW 的资源分配问题 . 19 8 OAM 配置 . 20 8.1 OAM 配置要求 . 20 8.2 以太网 OAM 配置扩展 . 20 8.3 LSP 层面 OAM 配置机制 . 21 8.4 PW 的 OAM 配置 . 24 9 保护恢复机制 . 24 9.1 PTN 生存性框架结构 . 24 9.2 LSP 快速重路由 RSVP 扩展 . 25 10 SCN 网络 . 26 II 11 控制平面管理 . 27 12 PTN 控制平面应用分析 . 27 附录 A（资料性附录） 带宽不对称的双向 LSP 信令流程 . 29 附录 B（资料性附录） 关联隧道的 LSP 控制 RSVP-TE 扩展 . 30 B.1 信令处理流程 . 30 B.2 对象扩展定义 . 31 附录 C（资料性附录） 控制平面配置 OAM 信令协议扩展 . 33 1 分组传送网络（ PTN）控制平 面研究 1 范围 本研究报告主要描述了 基于 MPLS-TP技术的 分组传送网络（ PTN） 。 控制平面的架构和需求、控制平面协议扩展、路由机制、 OAM 配置、保护恢复机制、控制平面的管理等方面的内容 ， 并对 PTN控制平面的应用状况进行了分析。 2 参考文献 本研究报告主要参考了以下标准文件： 规范编号 /名称 规范英文名称 规范中文名称 GB/T21645.1-2008 Technical Requirements for Automatically Switched Optical Network: Part 1 Architecture and General Requirements 自动交换光网络(ASON)技术要求： 第1 部分 体系结构与总体要求 YD/T XXXX-201X Requirements for Packet Transport Networks Equipment 分组传送网（ PTN）设备技术要求 GB/T 21645.3-2009 Technical Requirements for Automatically Switched Optical Networks Part 3: Technical Specification of Data Communication Networks 自动交换光网络(ASON)技术要求 第 3部分：数据通信网(DCN) IETF RFC 3473 Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Signaling Resource ReserVation Protocol-Traffic Engineering (RSVP-TE) Extensions 通用多协议标签交换（ GMPLS）信令 资源预留协 议流量工程（ RSVP-TE）扩展 IETF RFC 4090 Fast Reroute Extensions to RSVP-TE for LSP Tunnels LSP隧道快速重路由RSVP-TE 扩展 IETF RFC4203 OSPF Extensions in Support of Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) 支持 GMPLS的 OSPF扩展 IETF RFC4446 IANA Allocations for Pseudowire Edge to Edge Emulation (PWE3) PWE3的 INNA分配 IETF RFC4447 Pseudowire Setup and Maintenance Using the Label Distribution Protocol (LDP) 采用 LDP协议建立和维护 PW IETF RFC5287 Control Protocol Extensions for the Setup of Time-Division Multiplexing (TDM) Pseudowires in MPLS Networks MPLS网络中建立 TDM伪线的控制协议扩展 2 IETF RFC5392 OSPF Extensions in Support of Inter-Autonomous System (AS) MPLS and GMPLS Traffic Engineering 自制区域（ AS）之间支持 MPLS和 GMPLS 流量工程的 OSPF扩展 IETF RFC5307 IS-IS Extensions in Support of Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) 支持 GMPLS的 IS-IS扩展 IETF RFC5316 ISIS Extensions in Support of Inter-Autonomous System (AS) MPLS and GMPLS Traffic Engineering 自制区域（ AS）之间支持 MPLS和 GMPLS 流量工程的 IS-IS扩展 IETF RFC 5420 Encoding of Attributes for MPLS LSP Establishment Using Resource Reservation Protocol Traffic Engineering (RSVP-TE) 用于 MPLS LSP建立的RSVP-TE 属性编码 IETF RFC 6372 MPLS Transport Profile (MPLS-TP) Survivability Framework MPLS-TP 生存性框架 IETF RFC6373 MPLS Transport Profile (MPLS-TP) Control Plane Framework MPLS-TP 控制平面 框架 IETF RFC6387 GMPLS Asymmetric Bandwidth Bidirectional Label Switched Paths (LSPs) GMPLS双向带宽不对称LSP draft-ietf-ccamp-mpls-tp-rsvpte-ext-associated-lsp-05 RSVP-TE Extensions for Associated Bidirectional LSPs 关联双向 LSP的RSVP-TE 扩展 draft-ietf-ccamp-oam-configuration-fwk-09 GMPLS RSVP-TE extensions for OAM Configuration OAM配置的 GMPLS RSVP-TE 扩展 draft-ietf-ccamp-rsvp-te-mpls-tp-oam-ext-08 Configuration of Pro-Active Operations, Administration, and Maintenance (OAM) Functions for MPLS-based Transport Networks using RSVP-TE MPLS-TP 网络中采用RSVP-TE 配置主动的OAM功能 draft-ietf-pwe3-mpls-tp-oam-config-00 Label Distribution Protocol Extensions for Proactive Operations, Administration and Maintenance Configuration of Dynamic MPLS Transport Profile PseudoWire 用于动态 MPLS-TP伪线的主动 OAM配置的 LDP协议扩展 3 术语、 定义和 缩略语 3.1 术语 和定义 下列术语 和定义 适用于本 文件。 3.1.1 双向同路由 LSP Co-routed Bidirectional LSPs LSP的两个方向采用相同的路由。两 个方向 LSP 的建立、监测和保护等机制作为一个实体实现。 3 3.1.2 关联 双向 LSP Associated Bidirectional LSPs 关联双向 LSP由一对相互独立的单向 LSP构成，两条单向 LSP通过入口和出口节点进行关联，二者的建立、监测以及保护都是相对独立的，这两条单向 LSP可以采用相同路由，也可以采用不同的路由。 3.1.3 带宽不对称 LSP Asymmetric Bandwidth LSPs 在 LSP的两个方向上，带宽 配置 不同。 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本 文件。 AI 附属标识符 Attachment Identifier AII 附属独立标识符 Attachment Individual Identifier AGI 附属组标识符 Attachment Group Identifier AIS 告警指示信号 Alarm Indication Signal CAS 通路关联信号 Channel-Associated Signaling CC 连续性检测 Continuous Check CE 客户边缘设备 Customer Edge CESoPSN 分组网交换承载的结构化电路仿真业务 Structure-aware TDM Circuit Emulation Service over Packet Switched Network CR-LDP 基于约束路由的标签分发协议 Constraint-Routing Label Distribution Protocol CV 连通性验证 Connectivity Verification DM 时延测量 Delay Measurement ECMP 分组等价多路径 per-packet Equal cost Multi-Path FEC 转发 等价类 Forwarding Equivalence Class G-ACh 通用关联通道 Generic Associated Channel GMPLS 通用多协议标记交换 Generalized Multiprotocol Label Switching IS-IS-TE 媒介系统 -媒介系统 -流量工程 Intermediary System-Intermediary System- Traffic Engineering LSP 标签交换路径 Label Switched Path E-LSP 将 IP DSCP映射到 MPLS的 EXP位，通过 EXP位向 LSR表示分组的 QoS要求，这样一个 LSP最多可支持 8个服务等级 EXP-Infered-PSC LSP L-LSP 根据标记确定优先级的标记交换路径 Label-Only-Inferred-PSC LSP LM 丢包测量 Loss Measurement 4 ME 维护实体 Maintenance Entity MEG 维护实体组 Maintenance Entity Group MEP MEG端点 MEG End Point MIP MEG中间节点 MEG Intermediate Point MPLS-TP MPLS传送子集 MPLS Transport Profile MTU 最大传送单元 Max Transport Unit NNI 网络 -网络接口 Network Network Interface OAM 运营、管理和维护 Operation, administration and maintenance P 运营商中间（设备） Provider P2P 点对点 Point to Point P2MP 点到多点 point to multiple point PE 运营商边缘 （ 设备 ） Provider Edge PHB 每跳行为 Per-Hop Behavior PTN 分组传送网 Packet Transport Network PW 伪线 pseudowire PWE3 边缘到边缘的伪线仿真 Pseudo-Wire Emulation Edge to Edge RSVP-TE 基于流量工程扩展的资源预留协议 RSVP-TE： Resource ReSerVation Protocol-Traffic Engineering SAII 源 AII Source Attachment Individual Identifier SAToP 非结构化仿真 Structure-Agnostic TDM over Packet SDH 同步数字体系 Synchronous Digital Hierarchy SLA 服务等级协议 Service Level Agreement SPME 子通道维护单元 Sub-Path Maintenance Elements SSRC 同步时钟源 Synchronization source TAII 目的 AII Target Attachment Individual Identifier UNI 用户网络接口 User Network Interface VPWS 虚拟专线业务 Virtual Private Wire Services 4 概述 PTN融合了传送和数据能力，在以面向连接的方式实现 分组 化 传送 和电信级 服务的同时，尽量去除一些复杂的协议和处理，降低网络复杂度和成本。为了增强网络的灵活性， PTN引入了 控制平面 ，实现资源发现和连接的自动建立，并 且通过强大的管理平面来实现可控可管的动态特性。 5 IETF CCAMP工作组对 PTN的控制平面技术进行了规范，并将其纳入 GMPLS 控制平面体系范畴。 IETF RFC 6373 对基于 MPLS-TP的分组传送网络控制平面架构进行了规范，在管理系统静态配置网络路径 的 基础上，给出了基于控制平面动态配置连接的方案，涉及控制平面的地址、路由、路径计算、信令、流量工程以及路径恢复等诸多方面的内容。与传统 SDH 网络的控制平面有所不同， PTN网络控制平面分别需要对网络中的 路径 （ LSP）和伪线（ PW）进行控制。 目前 IETF有关 PTN（ MPLS-TP） 控制平面的规范如表 1所示： 表 1 IETFMPLS-TP 控制平面标准化进展 标准分类 编号 /名称 标准英文 标准中文 状态 框架 IETF RFC6373 MPLS Transport Profile (MPLS-TP) Control Plane Framework MPLS-TP 控制平面框架 RFC规范 信令协议 IETF RFC4447 Pseudowire Setup and Maintenance Using the Label Distribution Protocol (LDP) 采用 LDP协议建立和维护 PW RFC规范 IETF RFC 5420 Encoding of Attributes for MPLS LSP Establishment Using Resource Reservation Protocol Traffic Engineering (RSVP-TE) 用于 MPLS LSP建立的RSVP-TE 属性编码 RFC规范 IETF RFC5287 Control Protocol Extensions for the Setup of Time-Division Multiplexing (TDM) Pseudowires in MPLS Networks MPLS网络中建立 TDM伪线的控制协议扩展 RFC规范 IETF RFC6387 GMPLS Asymmetric Bandwidth Bidirectional Label Switched Paths (LSPs) GMPLS双向带宽不对称 LSP RFC规范 draft-ietf-ccamp-mpls-tp-rsvpte-ext-associated-lsp-05 RSVP-TE Extensions for Associated Bidirectional LSPs 关联双向 LSP的 RSVP-TE扩展 工作组文稿 OAM配置 draft-ietf-ccamp-oam-configuration-fwk-09 GMPLS RSVP-TE extensions for OAM Configuration OAM配置的GMPLS RSVP-TE扩展 工作组文稿 draft-ietf-ccamp-rsvp-te-mpls-tp-oam-ext-08 Configuration of Pro-Active Operations, Administration, and Maintenance (OAM) Functions for MPLS-based Transport Networks using RSVP-TE MPLS-TP 网络中采用 RSVP -TE配置主动的 OAM功能 工 作组文稿 draft-ietf-pwe3-mpls-tp-oam-config-00 Label Distribution Protocol Extensions for Proactive Operations, Administration and Maintenance Configuration of Dynamic MPLS Transport Profile PseudoWire 用于动态MPLS-TP 伪线的主动 OAM配置的 LDP协议扩展 工作组文稿