JIT协议会是GMPLS协议的挑战者吗？

5/27/2004， 作者，清华大学，高志国博士。

ASON和GMPLS协议
自动交换光网络（ASON）是能根据用户请求，通过网络边缘设备的控制以及各种信令的传输，自动进行光路连接的革命性光网络。它不仅能为客户提供更快的速率、更灵活的组网方式以及对新业务的后向支持、对多厂商多运营商互操作的能力，还能提供更强大的生存性和更加智能的网络管理。但是，所有这些智能都是建立在光网络的控制平面基础之上的。
这个控制平面便是光网络的核心，但这个控制平面又是怎样具体实现的呢？
现在通用的解决方案通常是借助于另外一项重大技术——通用多协议标记交换（GMPLS）。GMPLS从功能平面对MPLS进行了扩展，可以支持基于非分组（例如波长、波带和光纤）交换接口的通信系统。GMPLS在设计方面的先导性和灵活性使得其非常适用于ASON控制平面的具体实现。
一个ASON控制平面需要具备多种功能，其中有三种是最基本的，它们是：
1）资源发现功能：提供一种能自动发现网络中可使用资源的能力；
2）路由控制功能：提供路由能力、拓扑发现能力和流量工程能力；
3）连接管理功能：利用前面所提到的功能来为不同业务提供端到端连接服务的能力，可分为连接的建立、删除、修改和查询等几种不同的操作。
除了上述几种基本功能之外，由于现有光网络对网络生存性有越来越高的要求，所以还要求控制平面具备良好的连接保护与恢复功能。
引入控制平面后，连接建立所需时间（从几个小时甚至几天）将被大幅度地缩短到几秒钟，操作人员所要做的只是确定连接所需的参数，并通过图形用户接口（GUI）方式或命令行的方式把这些参数传到输入节点中去。输入节点在接到用户传递过来的连接参数后，就能自动决定整条通路的路径并利用信令自动建立起一条端到端的通路。
GMPLS在ASON中的应用主要集中在ASON控制平面，是实现ASON网络控制平面的核心协议，它提供了构建光网络的一种全新方法。
JIT vs GMPLS
但是GMPLS过于复杂，通常链路的建立，拆除时间都需要数秒，甚至数分钟，当网络规模比较大的时候这个时间还会更长。因此在诸如网格计算，高性能计算这些应用中，有大量突发的数据需要在几台计算机之间传送的时候，通过GMPLS来做连接管理就有些力不从心。最近北卡莱罗纳州立大学和MCNC实验室的为美国联邦通信委员会(FCC)演示了基于JIT(just in time)协议的网络系统。该协议可以在10微秒的时间间隔内提供光路的连接。在高性能计算领域，JIT协议相对于GMPLS协议有明显的优势。JIT协议提供了高速的连接建立，管理功能，减小了网络中的通信时延，提高了网络资源的利用率。美国海军实验室(NRL)高性能计算领域的首席科学家Hank Dardy博士这样来比较JIT协议和GMPLS协议：“如果在传送网上配置一条光通路可能需要几周时间，如果采用工业界的GMPLS标准则可能需要几分钟。但是如果采用JIT协议配合高速光开关则可以在几个微秒内建好一条光通路，即使采用微机械的光开关也可以在几个毫秒内建立光通路。”NRL已经通过JIT协议演示了速率1.5G/s高清晰电视，IP数据传输的系统。
由于JIT协议简单，高速，有望被提议为通信领域的标准协议。但是也有一些保守主义这认为JIT协议不会轻易的成为GMPLS协议的竞争者。由于GMPLS的灵活性，使得他可以通过其它很多种信令协议来建立连接，将来GMPLS可能就可以通过JIT协议来建立链接。而且如果边缘设备可以自动的按需要建立和拆除链路，传统的运营商可能会失去对容量的规划控制，这对传统的运营商将是一个挑战。
JIT协议的优点：
1， 传统的控制平面协议（例如ATM，GMPLS）都需要几次握手。在每次握手期间网络资源必须预留，而且只有当上游节点得到确认消息后才能后开始下一步的操作，释放多余的预留资源。而JIT协议省略了握手过程，当上游节点发送连接请求消息时链路会被同时建立。这种机制减少了因为握手造成的连接请求时延，因此JIT协议相对于GMPLS，ATM在速度上有明显的优势。
2， JIT协议将采用带外信令，将复杂的控制转交给边缘设备，核心节点处功能简单，而且对数据完全透明。可以通过硬件来实现协议，增加节点的处理能力。节点之间不需要有时钟同步。
JIT协议的缺点：
JIT协议在网络负载小的时候工作良好，但是当网络负载较大的时候，冲突的发生几率大大增加。为了解决冲突某些数据就要被丢弃，但是这种情况对于某些用户某些场合都是不允许的。JIT协议首先是在OBS网络中提出来的，但是过去一直不能被接受，其主要问题在于链接状态的改变很难获知。
JIT协议的发展现状与未来：
MCNC实验室的Stevenson宣称通过JIT协议作为管理平面的网络已经可以把网络的阻塞率降到可以接受的水平。当接入网负载为60%，核心网负载为40%时，JIT协议可以保证网络的QOS（IP网络中的典型值：接入网负载10%，核心网15%）。为了降低网络的阻塞率，网络中必须有比较多的波长数（例如每根光纤16个波长或者32以上）。还有一些其他的手段，例如在节点处采用波长变换器（可以避免关网络中波长连续性的限制），偏转路由（当端口被占用时数据被发送到其他相邻的节点）算法。MNCN实验室实现了JIT协议的硬件模块（JITPAC），在OAMD中加装JITPAC模块，就可以实现一个具有JIT协议控制的智能光节点，只要为其指配信令通道便可以开始工作。MNCN开发的JITPAC模块内置了与TL1，SNMP标准协议的接口，现在正在努力的是这个接口标准化，期望可以得到Cisco， Calient Networks Inc.， Glimmerglass Networks.等公司的支持。尽管JIT协议是基于光网络研发，但是本质上确实媒质无关的，可以应用到无线和卫星网络中，有效改善现有无线网络频谱资源的利用率，解决频谱资源有限的问题。