1 引言
随着Internet和光纤技术的迅猛发展，IP和光网络技术的相互融合必将成为未来网络发展的重要趋势。如何解决IP层与光层的融合，GMPLS提供了一个良好的思路。GMPLS继承了几乎所有MPLS的特性和协议，是MPLS向光网络的扩展，它可以用统一的控制平面来管理多种不同技术组建的网络，从而为简化网络结构、降低网络管理成本和优化网络性能提供了重要保证。
2 多协议标签交换（MPLS）技术的回顾
MPLS是GMPLS的基础，它是定位于2.5层的网络技术，为IP层与链路层的交互提供了一个统一的操作平台，具有很强的适应性和灵活性，能支持现有网络层和链路层的各种协议（比如对网络层支持IPv4、IPv6、IPX、AppleTalk等，对链路层支持FR、ATM、PPP等）。MPLS是一种能够大幅度提高路由转发速度的技术，它的体系结构分为两个独立的组件，即转发组件（也叫数据层面）和控制组件（也叫控制层面）。转发组件使用标签交换机维护的标签转发数据库，根据分组携带的标签执行数据分组的转发任务。控制组件负责在一组互联的交换机之间建立和维护标签转发信息。
MPLS的简单工作原理是：当数据分组到达MPLS网络云的入口LSR（标签交换机），入口LSR通过分析数据分组的信息头来决定该分组属于哪个FEC（转发等价类，即FEC使一些具有某些共性的数据流集合，这些数据在转发过程中被LSR以相同的方式进行处理），然后查找LIB（标签信息库），将一个与该FEC相关联的标签加在数据分组前。在后继的LSR中，不需要再查找IP分组头，只需要根据数据分组的标签来查找LIB，即可决定其转发出口，在转发前将新的标签取代旧的标签，然后转发到下一个LSR 。当数据分组到达出口LSR 时，出口LSR将Label从数据分组中去掉，又按照传统的IP转发方式对数据分组进行转发。其中，所有与FEC绑定的标签分发和LSP的建立都是由LDP（标签分发协议）来完成。
3 GMPLS的关键技术
为了能适应未来智能光网络动态地提供网络资源和传送信令的要求，我们需要对传统的MPLS进行扩展和更新。GMPLS正是MPLS向光网络扩展的产物，它在支持传统的分组交换、时分交换、波长交换和光纤交换的同时，还对原有的路由协议、信令协议作了修改和扩展。
目前，IP层与光传送层的融合主要有重叠模型和集成模型两个方向，GMPLS应同时支持这两种模型。
重叠模型又称客户—服务器模型，即光层网络作为服务器，IP网络层做为客户层，两者具有独立的控制平面。具体地说，一个在核心光网络；而另一个在客户层，集中体现在用户—网络接口(UNI)处，两者之间不交换路由信息，独立选路，具有独立的拓扑结构。核心光网络作为服务器，为网络边缘的客户提供波长业务。它的优点是光网络与IP网络可以独立地发展；缺点是网络扩展性能差，存在Ｎ2问题。另外，两个层面存在两套不同的地址空间，需要复杂的地址解析。
集成模型又称对等模型或混合模型，它的基本特点是光传送层的控制智能被转移到IP层，由IP层来实施端到端的控制。此时，光传送网和IP网形成一个集成的网络，统一的控制平面维护单一的拓扑，光交换机和IP路由器可以自由地交换所有信息并运行同样的选路和信令协议，实现一体化的管理和流量工程。但它的缺点也是明显的，就是必须在光层和IP层交互大量的状态和控制信息。
3.1 GMPLS的标签和标签交换路径
GMPLS为了能控制光网络，它不仅要支持传统的分组交换，而且还要支持时分交换、波长交换和光纤交换，这就决定了GMPLS与MPLS有很大的不同，主要表现在以下几个方面：
· MPLS的标签空间非常大，而波长和时分信道非常有限。
· MPLS的LSP能够被分配连续值的带宽，而光信道和时分信道只能被分配有限个离散值的带宽。
· 如果两节点之间有多条并行光纤，GMPLS还必须支持光纤交换。