基本概念
GMPLS（Generalized Multiprotocol Label Switching）：通用多协议标签交换，是传统MPLS技术向传输层的扩展。为了实现IP层与传输层的无缝结合，GMPLS对MPLS标签进行了扩展，使得标签不但可以用来标记传统的数据包，还可以标记TDM时隙、光波长、光纤等，从而实现了IP数据交换、TDM电路交换(主要是SDH/SONET)和光交换的统一标记。将传统MPLS的控制层面与数据层面剥离开来，增加了LMP协议进行链路的管理和维护。另外，GMPLS提供了多种IP网络与传输网络的对接模型，以满足不同时期的网络融合的需求。
GMPLS的网络架构模型
GMPLS的实现，主要还是考虑IP网络和传送网的共同组网，主要有三种模型，分别是Overlay模型、Peer模型以及Border Peer模型。下面简单介绍三个模型的概念：
Overlay模型：如图6-1所示，IP网络作为传送网的用户端只与直连的光传输设备进行信息交互。IP网络不关心传送网内部的路径规划，IP网络拓扑和传送网拓扑之间相互不可见，IP网络和传送网设备之间存在的GMPLS-UNI接口。用户需要先在边界路由器上通过指定UNI接口建立GMPLS隧道穿越传送网，但是在传送网内部的路径边界路由器无法规划。
- Peer模型：如图6-2所示，IP网络和传送网设备运行在一个GMPLS域中，IP网络和传送网设备之间的拓扑相互可见。用户可以直接端到端的从IP网络侧建立GMPLS隧道穿过传送网。
- Border Peer模型：如图6-3所示，在Border Peer模型中，IP网络的边缘设备和传送网设备处于同一个GMPLS域中。非边界的路由器不可见传送网的拓扑结构。边界路由器可以计算传送网内部的隧道路径。
模型 |
优点 |
缺点 |
|---|---|---|
Peer模型 |
地址空间和信令协议都可以做到统一。传送网同路由器能更好的交互，并且适合快速部署业务。能做到端到端的最优路径规划。 |
在当前网络情况下，需要现网设备整网升级，部署困难。传送网同路由器之间信令和协议需要统一，存在安全风险。 |
Border Peer模型 |
除了边界路由器，IP路由器同传送网设备相对隔离。传送网同路由器之间能较好的交互。 |
对同传送网连接的边界路由器要求比较高，同样也降低了安全性。在路径规划上不支持端到端的最优路径规划。 |
Overlay模型 |
传送网设备和IP网络设备除了清晰定义UNI接口信息，不需要了解对方的路由、拓扑信息，没有信息交互，安全性较高，而且也降低设备的升级需求。 |
GMPLS隧道难以做到端到端的路径最优。UNI的带宽利用率相对不高。需要对UNI接口进行规划。 |
对比上面三种模型的优缺点，充分考虑现阶段的网络结构，NE40E只支持Overlay模型，即相关标准中所描述的GMPLS UNI。以下将统一采用GMPLS UNI这个说法。
GMPLS UNI模型详细结构及相关概念
- 源C节点（Ingress EN）：IP网络与传送网直连的边界节点，GMPLS UNI从源C节点发起建立。
- 源N节点（Ingress CN）：传送网与源C节点直连的边界节点。
- 宿C节点（Engress EN）：IP网络与传送网直连的边界节点，GMPLS UNI的尾端节点。
- 宿N节点（Engress CN）：传送网与宿C节点直连的边界节点。
- UNI：用户网络接口，用户可以通过UNI从传送网请求带宽连接。
- NNI：网络与网络的接口。
控制通道与数据通道分离
传统的MPLS LSP不区分数据通道和控制通道，信令和业务都是在相同的路径上运行和传输。GMPLS要求数据通道和控制通道分离。控制通道用于传输控制报文(如RSVP信令协议报文)，而数据通道则是真正的业务承载通道。控制通道出现故障或者RSVP协议状态超时都不会影响到数据通道，从而保证业务转发不中断。数据通道和控制通道的分离有带内和带外两种方式。带外方式指两者实际物理链路分离，如：占用不同的物理端口、占用不同的时隙或者不同的波长等。带内方式指两者实际物理链路不分离，通过协议开销达到分离的目的，如：ETH通过OAM承载控制报文、SDH通过DCC字节开销承载控制报文。NE40E目前对带外控制通道接口，只支持以太网类型的接口；对带内控制通道，需要依赖ETHOAM功能来实现。
LMP
由于GMPLS采用控制通道和数据通道分离的概念，在GMPLS中新增了LMP（Link Management Protocol）协议用于控制通道和数据通道的链路管理，相关标准中描述了LMP协议的主要功能，包括以下四点：
- 控制通道管理：动态LMP能够自动发现并创建控制通道，并对控制通道进行相关的维护和管理。
- 链路属性关联：将两个相邻节点之间的多个数据链路（DATA LINK）绑定形成TE链路（TE LINK）。同步两个相邻节点之间TE链路的属性，如：交换类型，编码类型等。
- 链路连通性验证：控制通道与数据通道分离，必须验证数据通道的连通性。可以同时验证多条数据通道的连通性。
- 故障管理：可以快速的检测数据链路失效，适合于单向LSP和双向LSP。定位故障并隔离故障，触发适当的保护和恢复机制。故障修复后通知故障链路状态已经恢复正常。LMP的故障管理仅限于两个相邻节点之间的链路。
- 静态LMP：LMP邻居由用户手工配置生成，不进行任何LMP协议交互。
- 动态LMP：LMP邻居、控制通道、TE LINK/DATA LINK都可以自动发现，可以最大程度减少用户配置以及网络部署的时间。
