MPLS/GMPLSインターワーキング
ネットワークアーキテクチャ

11/02/2004
NTTネットワークサービスシステム研究所
大木英司

MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 1

あらまし• GMPLSとは?
– 従来の課題とGMPLS導入のメリット、応用例• ネットワークモデル– オーバレイモデル– ピアモデル• MPLSとGMPLSの相違点• インターワーキングの課題• MPLSからGMPLSへのマイグレーションの課題• 運用ツールの課題

MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 2

GMPLSとは？
• GMPLSの特徴– 複数のレイヤネットワーク (ファイバ、波長、TDM, L2, パケットネットワーク)を1つのコントロールプレーンで統合して一括制御•

従来の課題とGMPLS導入のメリット、応用例––––

オペレーションの合理化
マルチリージョントラヒックエンジニアリング
トリガードシグナリング
マルチベンダによるネットワーク構築

GMPLS network
IP/MPLS network

IP/MPLS network

Router

EXC

PXC

FXC

Fiber
Lambda
TDMPacket

MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 3

オペレーションの合理化•

従来の課題– 各レイヤで別々のオペレーションシステムが必要である。

•

統一したプロトコルの利用により、オペレーションコストの削減– IPレイヤより下のレイヤにも適用し、IPルータのように自律分散制御を行う。
• パス設定: シグナリング• トポロジ収集: ルーチング

IPATM
SDH

GMPLS-based
universal control

WDM
MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 4

マルチリージョントラヒックエンジニアリング
••
•

従来の課題
––

トラヒック需要が変動すると、構築した光パスネットワークは必ずしも最適な構成ではなくなる。
光パスネットワークの設計は、計画ベースである。

複数のリージョンのネットワークリソースを考慮するトラヒックエンジニアリング
仮想ネットワークトポロジ(VNT: Virtual network topology)の再構成–––

光パスレイヤはパケットレイヤに対してVNTを提供。
VNTは、LSPの設定/解放により、再構成
ネットワークリソースの有効活用VNT 1

VNT 2

Traffic demand⎛ r1,1 r1, 2 L r1, n ⎞⎟⎜Lrrr2 ,n ⎟⎜ 2 ,1 2 , 2M O M ⎟⎜ M⎟⎜r⎝ n ,1 r n , 2 L r n , n ⎠Current VNT⎛ P1,1 P1,2 L P1,n ⎞
⎜
⎟LPP
P
2,
12,
22,n⎜
⎟
M O M ⎟⎜ M
⎜P P L P ⎟n,n ⎠⎝ n,1 n, 2

MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

New VNT⎛ P1,1 P1,2 L P1,n ⎞⎟⎜LPPP2,12,22,n⎟⎜
M O M ⎟⎜ M
⎜P P L P ⎟n,n ⎠⎝ n,1 n, 2Page 5

トリガードシグナリング• 従来の課題– サービスオーダに光パスを設定していた。
– 光パスの開通に時間がかかる。

• MPLSパス設定に連動して、GMPLSの光パスをダイナミック設定する。
– 必要なときだけ光パスを設定する。
– ネットワークリソースの有効利用
MPLS
Router

GMPLS
Router

GMPLS
OXC/PXC

GMPLS
Router

MPLS
Router

GMPLS LSP

MPLS LSP
MPLS LSP
trigger

MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 6

マルチベンダによるネットワーク構築• 従来の課題– 光パスを設定するためには、NMS (Network Management System)をから制御している。あるNMS管理下では、マルチベンダによるネットワーク構築が難しい。

• GMPLSの導入が進むと、光クロスコネクト等の伝送装置の制御プレーンのインタオペラビティが、IPルータのように確保される。
• キャリアは、適材適所で、一番良い装置を選択して、マルチベンダによるネットワーク構築が可能になる。

MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 7

GMPLSノードの導入について• MPLSネットワークとGMPLSネットワークのインターワーキング– GMPLSノードとMPLSノードが混在するケースがある– どのようにインターワーキングするのか?

•MPLSからGMPLSネットワークのマイグレーション– GMPLSを既存のMPLSネットワークにどのように導入していくのか？
– すべてがGMPLSに置き換えることを目指すのか?

MPLS node
GMPLS node(a) Existing network(b) GMPLS introduction phase
MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004(c) Mature phase
Page 8代表的なネットワークモデル• IETF, OIFなどで提案されているネットワークモデル– オーバレイモデル– ピアモデル

MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 9

オーバレイモデル• 長所– MPLSノードは、GMPLSへのアップグレードは不必要• 短所– GMPLSネットワークリソース情報を用いたトラヒックエンジニアリングを実行することができない。
– GMPLSネットワークを介して、MPLSネットワークのルーチング情報が交換できない。
GMPLS network
MPLS network
MPLS network

FSC
LSC
TDM
PSC
MPLS JAPAN 2004,November 2, 2004

Page 10ピアモデル• 長所– GMPLSネットワークリソース情報を用いたトラヒックエンジニアリングを実行可能。
– MPLSネットワーク間でルーチング情報を交換できる。

• 短所– MPLSノードは、GMPLSへのアップグレードが必要。
GMPLS network
MPLS network
MPLS network

Fiber
Lambda
TDM
PacketMPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 11

MPLS/GMPLSインターワーキングの目指したいところ• ピアモデルとオーバレイモデルのいいところをとる。
– MPLSノードは、GMPLSへのアップグレードは不必要– GMPLSネットワークリソース情報を用いたトラヒックエンジニア
リングを実行可能。
– MPLSネットワーク間、MPLS-GMPLSネットワーク間で、ルーチング情報が交換できる。

MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 12MPLS/GMPLSインタワーキングアーキテクチャ• MPLSルータは、GMPLSネットワークから抽象化されたＩＰトポロジ情報を収集する。
• MPLSルータからは、IPトポロジがあるかのように見える。
• MPLSネットワークとGMPLSネットワークにおいて、トラヒックエンジニアリングが実行可能。

MPLS Network 1
R

GMPLS Network
GG(adv)G(adv)

MPLS Network 2

G
RR

G(adv)G(adv)G

MPLS topology view

G(adv)G- Selected GMPLS nodes, G(adv)s, and TE-links
are advertised to MPLS networks.
- They behave as MPLS routers and IP/MPLSTE links.
MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

GMPLS topology view

Page 13

MPLSとGMPLSのプロトコルの違いGMPLSの視点から•全般•

OSPFルーチング•

RSVPシグナリング– コントロールプレーンとデータプレーンの分離– Link Management Protocol– Opaque TE拡張
• Interface Switching Capability sub-TLV– マルチリージョン対応• Protection and SRLG sub-TLVs– Protection & Restoration対応• Link Local/Remote Identifiers sub-TLV– Unnumbered link対応– Generalized Label Object• マルチリージョン対応– Upstream Label Object• 双方向シグナリング対応– Protection Object• Protection & Restoration対応– Etc.
MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 14

ルーチングの課題• MPLSルータは、GMPLS拡張TE Linkが理解できない。
– PSC以外のGMPLS TE linkは、MPLSルータは無視するはず。
– GMPLSルータは、 GMPLS PSC TE link をMPLS TE linkとして広告する必要がある。
– GMPLS PSC TE linkは、MPLS TE linkと同じものとして扱うのか?
• 同じ。
– GMPLSルータは、 GMPLS PSC TE link をMPLS TE linkとして広告。
• 同じでない。
– GMPLSルータは、 GMPLS PSC TE link + MPLS TE linkを広告。
» GMPLS内では、GMPLS PSC TE linkには、Protection情報やSLRG情報がある。

MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 15

ルーチングの課題 (続き)• MPLSネットワークは、GMPLSのコントロールプレーンを通常のデータプレーンと思ってしまう。コントロールプレーンのRouter LSAがMPLSネットワークに広告されてしまう。
– コントロールプレーンのリンクコストを大きくする?
– エリアを分けて、コントロールプレーンのトポロジ情報がMPLSネットワークに広告されないようにする?
• GMPLSネットワークを介して、MPLSネットワーク間のトポロジ情報の交換ができない。
– MPLSネットワーク間にリーチャブルなデータプレーンを設定しておく。
– MPLS/GMPLSボーダルータが何か工夫をする?
• フィルタリング• エリアの分割方法– データプレーンとコントロールプレーンを分ける– MPLSとGMPLSを分ける

MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 16

シグナリングの課題• 考えられるシグナリング方式– Tunnel• GMPLS LSPの中にMPLS LSPをトンネルする。
• ハイアラーキLSP– Contiguous (Converting)• MPLSとGMPLSのプロトコル変換– Stitching• マルチセッションでLSPを設定して、MPLS LSPとGMPLS LSPをつなぎあわせる。

• どのシグナリング方式が良いか？

– Tunnelですべてできる？
– ContiguousやStitchingを使う場合はあるか？
– プロトコル拡張は必要か?

GMPLS-based optical core NWMPLS NWMPLS NW
G1G3
G2G5G4G6e2e LSP

1) Tunnel
PSC

2) Contiguous（Converting）
PSC, or non-PSC
Converting(C G)

Single session Converting(C G)3) Stitching
PSC, or non-PSC
Stitching

MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Multi-session

Stitching
Page 17

MPLS/GMPLSマイグレーションの課題• GMPLS PSC LSPがMPLS LSPと違うところ– Bi-directional signaling support– GMPLS protection & restoration– Graceful tear down, graceful restart– etc.

• GMPLS PSC LSPかMPLS LSPか?

– GMPLS PSC LSPに統合する。
• Generalized Label Request Objectベース• 最終的にはすべてGMPLS化を目指す。
– MPLS LSPに統合する。
• Label Request Objectベース• MPLS LSPにGMPLS機能を持たせる。
– GMPLSのどんな機能が有効なのか?
• GMPLS PSC LSPの部分は、GMPLSでやらない。
MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 18

運用ツールの課題• IPルータと伝送系装置のCLIが異なる。
• GMPLSの統合化により、オペレータが同じCLIでコンフィグレーションできるように、連携したほうがよい。

MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 19

まとめ••

GMPLSの導入のメリット––––

オペレーションの合理化
マルチリージョントラヒックエンジニアリング
トリガードシグナリング
マルチベンダによるネットワーク構築––

オーバレイモデルとピアモデルのよいところ?
MPLS/GMPLSインタワーキングアーキテクチャ

MPLS/GMPLSインターワーキングで目指すところ•

インターワーキング上の課題•MPLS/GMPLSマイグレーションの課題••

運用ツールの課題
参考文献–

ルーチングやシグナリングでプロトコル拡張は必要か?

––GMPLS PSC LSPかMPLS LSPか?
GMPLSのどんな機能が有効なのか?

–IETF draft, draft-oki-ccamp-gmpls-ip-interworking-04.txt, October 2004.

MPLS JAPAN 2004, November 2, 2004

Page 20