T-MPLS線性保護(hù)倒換機(jī)制研究

隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的容量越來(lái)越大，網(wǎng)絡(luò)中交換的業(yè)務(wù)顆粒也越來(lái)越大，電路交換逐漸不能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，電路交換向分組交換的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，PTN（包傳輸網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)電路交換向分組交換較好的解決方案。

PTN技術(shù)中較為成熟的兩種技術(shù)分別是T-MPLS（傳送多協(xié)議標(biāo)簽交換）和PBT（運(yùn)營(yíng)商骨干傳輸），其中T-MPLS是一種面向連接的分組傳送技術(shù)，是一種層次化的網(wǎng)絡(luò)模型架構(gòu)，即控制平面、管理平面和傳送平面相分離的結(jié)構(gòu)，使得T-MPLS網(wǎng)絡(luò)可以安全、透明地傳送各種業(yè)務(wù)，在電信級(jí)承載方面相對(duì)于其他分組傳送技術(shù)具備較大的優(yōu)勢(shì)。

T-MPLS借鑒現(xiàn)有基于電路交換為主的電信傳送網(wǎng)的生存性機(jī)制，并結(jié)合大容量包交換的特點(diǎn)，提出了切實(shí)可行的保護(hù)倒換機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)機(jī)制，使得基于MPLS（多協(xié)議標(biāo)簽交換）技術(shù)的T-MPLS網(wǎng)絡(luò)具備了良好的生存能力。

T-MPLS保護(hù)方式主要由線性保護(hù)倒換（G.8131）和共享保護(hù)環(huán)（G.8132）兩種方式，T-MPLS分組傳送技術(shù)中的線性保護(hù)倒換機(jī)制，包括路徑保護(hù)和子網(wǎng)連接保護(hù)。

T-MPLS線性保護(hù)機(jī)制的操作類型和倒換類型

T-MPLS線性保護(hù)機(jī)制的操作類型

返回類型是指在引起倒換的原因清除后,業(yè)務(wù)將恢復(fù)到工作連接中傳輸。在返回類型的情況下，當(dāng)工作連接有故障發(fā)生后，并且在得到檢測(cè)確認(rèn)后倒換動(dòng)作已經(jīng)完成，此時(shí)業(yè)務(wù)信號(hào)由保護(hù)連接傳送，在一段時(shí)間后工作連接的故障已經(jīng)清除，先前局部的倒換請(qǐng)求已經(jīng)終止，就進(jìn)入到等待恢復(fù)狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)結(jié)束后進(jìn)入無(wú)請(qǐng)求狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候業(yè)務(wù)信號(hào)倒換回工作連接。但是在等待恢復(fù)狀態(tài)期間，如果有較高優(yōu)先級(jí)的請(qǐng)求時(shí)，就會(huì)提前結(jié)束等待恢復(fù)狀態(tài)。

非返回類型是指當(dāng)?shù)箵Q請(qǐng)求終止，業(yè)務(wù)信號(hào)不會(huì)倒換回工作連接，而是繼續(xù)在保護(hù)連接傳送。在非返回類型的情況下，如果由于信號(hào)裂化或者信號(hào)實(shí)效造成的連接實(shí)效已經(jīng)終止，也沒(méi)有外部的啟動(dòng)命令，就進(jìn)入了無(wú)請(qǐng)求的狀態(tài)，此時(shí)不會(huì)發(fā)生倒換操作。

T-MPLS線性保護(hù)機(jī)制的倒換類型

單向倒換類型是指只有受到影響的一端啟動(dòng)倒換，兩端的選擇器是獨(dú)立工作的，單向倒換能夠在相反方向的不同連接上保護(hù)兩個(gè)單向故障，有利于減小倒換的操作復(fù)雜度。

雙向倒換類型是指即受到影響的和沒(méi)有受到影響的連接方向均倒換至保護(hù)路徑，這種雙向的倒換需要用自動(dòng)保護(hù)倒換協(xié)議（APS）來(lái)協(xié)調(diào)，在APS協(xié)議信息的控制下，保護(hù)倒換由被保護(hù)域的源端選擇器和宿端選擇器共同完成，即使在單向故障的情況，源端和宿端也會(huì)有相同的橋接器和選擇器設(shè)置。

T-MPLS的路徑保護(hù)

T-MPLS路徑保護(hù)用于保護(hù)一條T-MPLS連接，是一種專用的端到端的保護(hù)結(jié)構(gòu)，可以用于多種網(wǎng)絡(luò)類型，如環(huán)網(wǎng)、網(wǎng)孔網(wǎng)等。T-MPLS路徑保護(hù)又可以具體分為1+1和1:1兩種類型。

單向1+1T-MPLS路徑保護(hù)

在單向1+1T-MPLS路徑保護(hù)的結(jié)構(gòu)中，保護(hù)連接時(shí)每條工作連接是專用的，工作連接和保護(hù)連接在被保護(hù)域的源端進(jìn)行永久性橋接，即業(yè)務(wù)信號(hào)同時(shí)在工作連接和保護(hù)連接上傳送，如圖1所示。在被保護(hù)域的宿端進(jìn)行有選擇地接收業(yè)務(wù)信號(hào)，即從工作連接和保護(hù)連接這兩條連接中選擇一條用于接收，選擇的原則是預(yù)先配置好的，如缺陷指示、優(yōu)先級(jí)指示等，宿端選擇器的控制是完全基于本地信息完成的。為了避免出現(xiàn)單點(diǎn)實(shí)效，工作連接和保護(hù)連接應(yīng)該走分開(kāi)的路由。

圖1 單向1+1路徑保護(hù)倒換結(jié)構(gòu)

單向1+1T-MPLS路徑保護(hù)的倒換類型是單向倒換；單向1+1T-MPLS路徑保護(hù)的操作類型可以是返回的，也可以是非返回的。

如果在工作連接上出現(xiàn)單向故障，如圖2所示，A點(diǎn)到C點(diǎn)方向上出現(xiàn)故障，節(jié)點(diǎn)Ｚ檢測(cè)到工作連接發(fā)生故障，則Ｚ點(diǎn)將會(huì)倒換至保護(hù)連接，即A點(diǎn)經(jīng)Ｂ點(diǎn)到Ｚ點(diǎn)方向。

圖2 單向1+1路徑保護(hù)倒換結(jié)構(gòu)（工作連接失效）

雙向1:1T-MPLS路徑保護(hù)

在1:1結(jié)構(gòu)中，保護(hù)連接是每條工作連接專用的，被保護(hù)的業(yè)務(wù)信號(hào)由工作連接和保護(hù)連接進(jìn)行傳送，工作連接和保護(hù)連接的選擇原則由預(yù)先的配置機(jī)制決定。為了避免單點(diǎn)實(shí)效，工作連接和保護(hù)連接應(yīng)該走分離的路由。

雙向1:1T-MPLS路徑保護(hù)倒換類型是雙向倒換，雙向1:1T-MPLS路徑保護(hù)的操作類型應(yīng)該是可返回的。

圖3 雙向1:1路徑保護(hù)倒換結(jié)構(gòu)（單向表示）

如圖3所示，正常工作的情況下，業(yè)務(wù)信號(hào)是由工作連接傳送的，即兩端的選擇器都選擇了工作連接。當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，如圖4所示，若在工作連接Z-A方向上發(fā)生故障，則此故障將在節(jié)點(diǎn)A檢測(cè)到。然后使用APS協(xié)議觸發(fā)保護(hù)倒換，協(xié)議流程如下：

圖4 雙向1:1 SNC/S 保護(hù)倒換結(jié)構(gòu)（工作連接Z-A故障）

1)節(jié)點(diǎn)A檢測(cè)到故障；

2)節(jié)點(diǎn)A選擇器橋接倒換至保護(hù)連接A-Z（即在A-Z方向，工作業(yè)務(wù)同時(shí)在工作連接A-Z和保護(hù)連接A-Z上進(jìn)行傳送）和節(jié)點(diǎn)A并入選擇器倒換至保護(hù)連接A-Z；

3)從節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)Z發(fā)送APS命令請(qǐng)求保護(hù)倒換；

4)當(dāng)節(jié)點(diǎn)Z確認(rèn)了保護(hù)倒換請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)有效之后，節(jié)點(diǎn)Z并入選擇器倒換至保護(hù)連接A-Z（即在Z-A方向，工作業(yè)務(wù)同時(shí)在工作連接Z-A和保護(hù)連接Z-A上進(jìn)行傳送）；

5)然后APS命令從節(jié)點(diǎn)Z傳送至節(jié)點(diǎn)A用于通知有關(guān)倒換的信息；

6)最后，業(yè)務(wù)流在保護(hù)連接上進(jìn)行傳送。