T-MPLS線性保護(hù)倒換機(jī)制研究

隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的容量越來越大，網(wǎng)絡(luò)中交換的業(yè)務(wù)顆粒也越來越大，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，也沒有外部的啟動(dòng)命令，就進(jìn)入了無請(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。