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Routing Enhancements for GMPLS

Routing Enhancements for GMPLS. Jun-Hyun, Moon Computer Communications LAB., Kawangwoon University imp@kw.ac.kr. Generalized Label. Label 의 semantics 는 abstract identifier 로 사용될 뿐 아니라 Physical entity (ex, time slot, wavelength, switch port) 의 identifier 로서 사용함 LSR 과 OCX 를 비교

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Routing Enhancements for GMPLS

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Presentation Transcript

  1. Routing Enhancements for GMPLS Jun-Hyun, Moon Computer Communications LAB., Kawangwoon University imp@kw.ac.kr

  2. Generalized Label • Label의 semantics는 abstract identifier로 사용될 뿐 아니라 Physical entity (ex, time slot, wavelength, switch port)의 identifier로서 사용함 • LSR과 OCX를 비교 • LSR switching fabric  OXC wavelength switching fabric • LSP  Optical channel trail

  3. Generalized MPLS • Goal • “A single control domain” • Extended link state 정보의 전달 • Integrated network topology 정보의 구성 • Constraint-based routing에 의한 traffic engineering • Dynamic explicit route (LSP, Optical channel trail)의 설정 • LSP에서의 protection/restoration 가능 • 현재의 access/metro/core networks가 갖고 있는 multiple switching 기반의 계층의 벽을 제거하고자 함

  4. IGP의 확장 Routing의 확장 [1] • GMPLS의 주요 목표 • 특정 link metric을 최소하는 경로를 설정하는 것 • Constraint를 충족하는 경로(LSP: optical channel trail 등)를 설정하는 것 • 현재의 link state 정보와 함께 constraint와 관련된 link state 정보를 distribute할 수 있어야 함

  5. Constraint-based Routing • 특정 metric과 함께 constraint를 고려한 경로 설정과 traffic 할당 • Constraint의 유형 • Link resource attributes (ex. Link bandwidth) • Link administrative attributes (ex. Resource class 즉 Policy) • Constraint를 충족하는 경로 • Traffic service requirement의 만족 • Load balancing과 congestion 해소 • Traffic의 rerouting에 의한 network protection/restoration 기능 제공 • Traffic engineering (TE)을 위한 기반이 됨

  6. Constraint-based routing에 의한 경로 설정

  7. IGP(OSPF)의 확장 • OSPF 의 LSA를 통해 전달하는 link state 정보에 GMPLS TE link TLV를 추가하고 TE link TLV에 새로운 sub-TLV를 정의 • 새로 정의되는 sub-TLVs • Outgoing/Incoming interfaces identifier • Link protection type • Link descriptor • Shared Risk Link Group (SRLG) • Maximum LSP bandwidth 등

  8. 새로운 TE 관련 sub-TLVs • Sub-TLV list of TE Link TLV • Link type • Link ID • Local/Remote interface IP address • Traffic engineering metric • Maximum bandwidth • Resource class/color • Link mux capability • Outgoing/Incoming interface identifier • Maximum LSP bandwidth • Link protection type • Link descriptor • Shared Risk Link Group (SRLG)

  9. LSP Hierarchy Routing의 확장 [2] • Router의 label space에 비해서 OXC나 TDM switch의 label space가 상당히 적음. 즉 OXC의 파장의 수나 TDM channel의 수는 router에서 할당할 수 있는 label의 수보다 훨씬 적음. 그렇다면 Label space간의 매핑은 어떻게 할 것인가? • Router에 할당된 대역은 연속적인 값을 갖을 수 있는데 비해 OXC의 파장이나 TDM channel에 할당되는 대역은 훨씬 큰 크기의 값으로 구분이 됨

  10. LSP Hierarchy • LSP Hierarchy • Packet switch (PS) LSP : Label  Virtual circuit • Time Division switch (TDM) LSP : Label  Time slot • Wavelength switch (WS) LSP : Label  Wavelength • Fiber switch (FS) LSP : Label  Fiber

  11. Forwarding Adjacency • 정의 • GMPLS Node는 LSP를 OSPF/IS-IS의 Link로서 선언할 수 있다.이 때 neighbor node에 알려지는 LSP는 neighbor node간의 adjacency는 없지만 LSP의 종단 node 간에는 adjacency를 갖음. 이러한 link를 Forwarding Adjacency를 갖는다고 함 • Node (LSR)는 경로를 계산할 때 전통적인 link 뿐 아니라 FA link도 함께 사용함 • 경로를 설정할 때 GMPLS의 signaling에 의해서 전통적인 link와 FA link 사이의 label binding이 이루어짐

  12. Forwarding Adjacency LSP • 아래 그림에서 SDH MUX는 상대편 SDH MUX까지의 LSP를 FA-LSP로서 neighbor node에게 알려줌. 즉 전통적인 link와 마찬가지로 다른 모든 node에게 TE-link 정보로서 flooding 됨 • LSR은 FA-LSP를 하나의 link로 취급하여 경로를 계산할 때 사용함

  13. TE attributes • Link type • Link ID(OSPF) • Router ID of the tail end of FA-LSP • Local/Remote interface IP address or outgoing/incoming interface ID • Traffic engineering metric • Maximum/reserved bandwidth • Resource class/color • Link Multiplex Capability • Path information : TBD

  14. Link Multiplex Capability sub-TLV • OSPF의 TE-Link TLV에서는 Link Multiplex Capability sub-TLV를 정의하고 있음 • 이 link attribute는 주어진 link가 multiplex/demultiplex가 가능한지, 그리고 어느 정도의 mux/demux capability를 갖는지 알려줌 • Packet-switch capable • Layer-2 switch capable • Time-Division capable • Lamda-switch capable • Fiber-switch capable

  15. Link Bundling Routing의 확장 [3] • Optical/TDM network의 경우 두 이웃하는 node 사이의 link 수는 현재의 두 이웃하는 router 사이의 link 수 보다 훨씬 많음. 예를 들어 두 OXC간의 fiber 수, 혹은 wavelength의 수는 수백 수천 개 혹은 그 이상이 될 수 있음 • 이것을 모두 별도의 link로서 취급할 경우 Link State Database의 크기는 현재보다 수백 배 수천 배에 이를 것임

  16. Link Bundling [1] • 유사한 특정의 여러 parallel links의 link attributes를 하나의 “bundled link”의 attribute로서 OSPF의 LSA로 advertise 함 • 앞에서 제시한 Link State Database와 Link State Protocol의 scalability 문제를 해결할 수 있음

  17. Link Bundling [2] • 하나의 bundled link로서 통합되는 component link는 다음과 같은 동일한 특성을 갖고 있어야 함 • Link Types • Traffic Engineering Metric • Resource Classes • Link Multiplexing Capability

  18. TE attributes • Link type • Link ID(OSPF) • Router ID of the neighbor (or Interface address of designated router) • Local/Remote interface IP address or outgoing/incoming interface ID • Component link 중 선택 • Traffic engineering metric : component link의 metric 사용 • Maximum Link bandwidth • Maximum LSP bandwidth로 대체해서 사용 • Maximum reserved bandwidth/Unreserved bandwidth • Resource class/color • Maximum LSP bandwidth

  19. Unnumbered Links Routing의 확장 [4] • Optical/TDM network의 경우 두 이웃하는 node 사이의 link 수는 현재의 두 이웃하는 router 사이의 link 수 보다 훨씬 많음. 예를 들어 두 OXC간의 fiber 수, 혹은 wavelength의 수는 수백 수천 개 혹은 그 이상이 될 수 있음 • 이러한 모든 파장, TDM channel에 별도의 IP address를 할당하는 것은 주소 공간의 문제와 관리상의 문제가 있음

  20. Unnumbered Link • Unnumbered Link • IP 주소를 갖지 않는 link • LSR은 32-bit identifier를 할당하며, 이 ID는 이 LSR의 범위에서는 unique한 값임 • 따라서 link는 <LSR의 Router ID, Interface ID>로 unique하게 나타냄 • OSPF의 TE extension은 unnumbered link에 대한 정보를 전달 • MPLS TE signaling에서는 이 link를 명시함

  21. Link Management Protocol Routing의 확장 [5] • Node의 어느 port가 neighbor node의 어느 port와 연결되어 있는지를 아는 것은 link management에 있어서 중요한 요구사항임 • 또한 link에 장애가 발생했을 때 이것을 빨리 발견하고 다른 channel로의 대체가 필요함 • Link에서 control channel을 data channel과 분리하여 management 하는 것이 필요함 • 이 모든 것을 위해서 link를 효율적으로 management하기 방법이 요구됨

  22. Link Management Protocol [1] • 두 neighbor node 사이에서 link management 수행 • Control channel의 연결을 유지 • Control channel은 link 제공, 장애 통보, 경로 관리, label 할당, topology information을 전달함 • In-band 혹은 Out-of-band를 사용

  23. Link Management Protocol [2] • Data channel의 물리적 연결을 검증 • 설치 시 cabling error를 발견 • Link의 label 결합을 관리 • Link (fiber, channel) 장애를 발견 • Link property 정보를 상호 연결 • LMP authentication

  24. 결론 • GMPLS는 IP network node (router, OXC, TDM switch)는 하나의 control plane에서 동작하기 위한 MPLS-TE 기반의 routing과 signaling protocol임 • GMPLS는 MPLS가 제공하는 traffic engineering 기능을 optical layer에서도 적용할 수 있음 • GMPLS를 위해서는 현재의 IGP의 확장과 함께 routing에서의 보완(enhancements)이 필요함 • 또한, GMPLS를 위해서 MPLS-TE signaling protocol (RSVP-TE, CR-LDP)의 확장이 필요함

  25. References • http://www.nigeriancomputersociety.com/contentimages/Generalized Multiprotocol.pdf, GMPLS • Data Connection Limited, MPLS for Optical Network • White Rocks Networks, GMPLS : A New Way of Optical Networking • RFC 3473, Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Signaling Resource ReserVation Protocol-Traffic Engineering (RSVP-TE) Extensions. L. Berger, Ed.. January 2003. • http://www.gmpls.org

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