D´ efinitions et probl´ ematique

Como descrito anteriormente, a escolha do rótulo para cada enlace é normalmente feita pelo nó downstream daquele enlace específico. No MPLS não-generalizado, onde rótulos são simplesmente números arbitrários, este procedimento não resulta em nenhum tipo de problema ao ambiente de rede. No MPLS Generalizado, onde os rótulos são diretamente relacionados com os recursos da rede, esta escolha pode levar a conflitos durante o estabelecimento do LSP. Por exemplo, um comutador óptico baseado em micro espelhos pode ser capaz de comutar um comprimento de onda de uma porta de entrada a uma porta de saída, mas não é capaz de modificar o comprimento de onda.

A Figura 2.5 apresenta dois LSPs em uma rede óptica onde os comutadores (OXCs – Optical

Cross Connects) são incapazes de fazer conversões de comprimento de onda. O LSP-L1

(comprimento de onda L1 é usado) passa pelos nós A, B, D, E e F. O LSP-L2 é estabelecido entre os nós C, D, E e G (cores representam os comprimentos de onda usados pelos LSPs).

Não há conflitos no enlace entre os nós D e E pois os dois LSPs utilizam comprimentos de onda diferentes. No entanto, quando o LSR C precisa estabelecer um novo LSP através dos nós D, E e G, este deve escolher um novo comprimento de onda. Se a escolha for realizada pelo LSR G (o que é o procedimento normal no GMPLS), o nó G poderia escolher o comprimento de onda L1. Como o comprimento de onda L1 já está sendo utilizado entre os nós D e E, o mesmo não pode ser utilizado. Se a escolha for feita pelo LSR C, um problema similar pode acontecer [JERRAN, 2001].

OXC A OXC F OXC G OXC E OXC D OXC C OXC B ? ? L1 L1 L1 L1 L1 L1 L2 L2 L2

Figura 2.5 - Conflito na Escolha de Rótulos com Restrição em Comutadores Ópticos. Existe, portanto, uma necessidade em permitir que todos os OXCs ao longo de um caminho a ser estabelecido influenciem e/ou restrinjam a escolha de rótulos para garantir que os rótulos apropriados sejam escolhidos.

GMPLS introduz o conceito de conjunto de rótulos para restringir a faixa dos rótulos que podem ser usados por um LSP particular entre dois peers. Um LSR upstream inclui um

conjunto de rótulos no seu pedido de sinalização para restringir a escolha de um rótulo pelo LSR downstream para o enlace entre eles. O receptor de um conjunto de rótulos (LSR

downstream) limita sua escolha de rótulos para um rótulo pertencente ao conjunto de rótulos

caso contrário o estabelecimento do LSP falha (esta limitação se aplica a cada salto, pois semelhante a um rótulo, um conjunto de rótulos deve estar presente através de múltiplos saltos) [MANNIE, 2004].

Com o objetivo de suportar o objeto conjunto de rótulos, controladores de comutador óptico (OSCs - optical switch controllers) possuem dois reservatórios de comprimentos de onda denominados Reservatório dos Utilizados (UP - Used Pool) e Reservatório dos Disponíveis (AP - Available Pool). O AP é usado para sugerir comprimentos de onda para downstream. Se qualquer comprimento de onda no conjunto de rótulos recebido está no UP, o comprimento de onda específico é retirado do conjunto de rótulos antes de ser encaminhado ao nó

downstream. Por exemplo, um LSR que é incapaz de realizar conversão de comprimentos de

onda gera um conjunto de rótulos de saída para encaminhar o conjunto de rótulos de entrada menos qualquer rótulo que ele não pode gerar ou receber [BERGER, 2003].

Considere novamente o exemplo na Figura 2.5. Suponha que o LSR C pode somente gerar comprimentos de onda na faixa R. Assim, ele sinaliza um conjunto de rótulos de “qualquer comprimento de onda na faixa R exceto L2”. LSR D modifica este conjunto e sinaliza “qualquer comprimento de onda na faixa R exceto L2 e L1”. LSR E encaminha esta sinalização e LSR G pode selecionar um comprimento de onda que é aceitável a todos os LSRs no caminho, se um estiver disponível.

O conjunto de rótulos é útil em domínios ópticos quando, por exemplo:

Um LSR é incapaz de converter diferentes comprimentos de onda

Um LSR pode somente gerar e receber um subconjunto de comprimentos de onda que

podem ser comutados pelos LSRs vizinhos

É desejável por um LSR que a quantidade de conversões de comprimentos de onda

que devem ser realizadas seja limitada, com o objetivo de reduzir distorções nos sinais ópticos.

Duas terminações de enlace suportam diferentes conjuntos de comprimentos de onda

Segue então a descrição do estabelecimento de um caminho óptico no GMPLS utilizando o conceito de conjunto de rótulos.

A sinalização GMPLS estabelece um caminho óptico da origem ao destino, assumindo que as extensões GMPLS para RSVP-TE são utilizadas. A abordagem de sinalização segue o modo

downstream sob demanda onde um nó upstream faz um pedido de rótulo explicitamente e um

nó downstream atribui um rótulo particular como resposta ao pedido. Além disso, um nó somente atribui um rótulo ao seu vizinho upstream se o mesmo for o nó de destino, ou se este já recebeu um rótulo do seu próximo salto. Assim, a fase de sinalização consiste de um pedido de rótulo que passa nó a nó da origem ao destino, seguido por uma atribuição de rótulo encaminhada ao longo da rede em direção oposta ao pedido, de volta a origem. No RSVP-TE, um pedido de rótulo está contido na mensagem Path enquanto que a atribuição de rótulo está contida na mensagem Resv [OKI, 2004].

Quando a origem precisa estabelecer um caminho óptico para um destino em particular, primeiro ela determina a rota/caminho em direção ao destino. Assim que a rota for

determinada, a origem inicia uma mensagem Path (pedido de rótulo generalizado) do RSVP- TE8 _contendo:

objeto de pedido de rótulo

objeto de rota explícita (ERO – explicit route object) que armazena a rota que foi determinada

objeto conjunto de rótulos que permite que o nó upstream restrinja o conjunto de rótulos que o nó downstream pode selecionar e,

outros objetos relevantes.

À medida que o conjunto de rótulos se propaga na mensagem Path, cada nó downstream pode gerar um novo conjunto de rótulos de saída possivelmente baseado no conjunto de rótulos de entrada e na sua capacidade de hardware. Quando o nó de egresso (destino) recebe a mensagem Path, ele seleciona qualquer rótulo pertencente ao conjunto de rótulos de entrada, e envia sua escolha em um objeto reserva de rótulos usando a mensagem Resv. Cada nó ao longo da rota reserva o rótulo selecionado à medida que a mensagem Resv segue em direção ao nó de ingresso [KIM, 2003].

Se o nó é incapaz de escolher um rótulo do conjunto de rótulos ou se existe um problema em analisar o conjunto de rótulos, então o pedido é finalizado e uma mensagem PathErr com uma indicação “problema de roteamento/ conjunto de rótulos” deve ser gerada. Quando o conjunto de rótulos resultante é vazio, a mensagem Path deve ser finalizada, e uma mensagem

PathErr e uma indicação “problema de roteamento/ conjunto de rótulos” deve ser gerada.

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Os termos do protocolo RSVP-TE são utilizados e os termos do protocolo CR-LDP são fáceis de serem deduzidos.

A Figura 2.6 ilustra a seqüência de passos necessários para o estabelecimento de um caminho óptico. No passo (a), a origem inclui um conjunto de rótulo {λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6} na sua

mensagem Path indicando que o laser da origem é capaz de sintonizar seus comprimentos de onda para qualquer um dos seus comprimentos de onda possíveis. Após o recebimento da mensagem Path, o primeiro roteador de comprimento de onda faz a interseção do conjunto de rótulos de entrada e o conjunto de rótulos disponíveis no seu enlace de saída, resultando em um conjunto de rótulos de saída {λ1, λ4, λ5, λ6}, que será encaminhado na mensagem Path ao

próximo salto. Cada roteador de comprimento de onda realiza a mesma operação até que o conjunto de rótulos seja propagado ao destino, que então seleciona um dos rótulos aceitáveis. Depois que o destino selecionou um rótulo indicado no passo (b), rótulo λ1 é atribuído a cada

salto em direção a origem. Quando todos os rótulos ao longo do caminho forem atribuídos, um caminho óptico com comprimento de onda λ1 entre origem e destino é estabelecido (passo

(c)) [WIDJAJA, 2002], [OKI, 2004], [KIM, 2003].

S L2

L3

D

L6 L3_L4

Path Path Path Path Path

rótulos utilizados L1 L2 L3 L4 L5 L6 Conjunto de Rótulos L1 L4 L5 L6 L1 L4 L5 L6 L1 L4 L5 L1 L5

S Resv Resv Resv Resv Resv D

L1 L1 L1 L1 L1 S D L1 L1 L1 L1 L1 Lightpath (a) (b) (c)

Note que um rótulo pode ser sugerido por múltiplas mensagens Path, pois o rótulo não é realmente reservado até que a mensagem Resv seja recebida. Assim, múltiplas mensagens

Resv podem tentar reservar os mesmos recursos, resultando em falha para pelo menos um

pedido de conexão e conseqüentemente, uma mensagem ResvErr deve ser enviada aos nós do caminho que já realizaram a reserva do comprimento de onda selecionado.

Quando há demanda em uma rede GMPLS total ou parcialmente óptica e é preciso realizar roteamento e seleção de comprimento de onda, um pedido de conexão pode falhar devido a um dos dois eventos de bloqueio denominados bloqueio de enlace forward e bloqueio de enlace backward. O bloqueio de enlace forward é devido a recursos de comprimento de onda insuficientes e a não utilização de algoritmos de roteamento que promovem o balanceamento no uso dos enlaces. Bloqueio de enlace backward acontece devido ao conflito de reservas de rótulos (no caso das redes GMPLS ópticas, um rótulo particular é sinônimo de um comprimento de onda particular). Assim, o objeto conjunto de rótulos não é suficiente para eliminar o bloqueio de enlace backward que ocorre quando dois ou mais nós de egresso selecionam o mesmo rótulo para conexões que compartilham os mesmos enlaces.