基于路由器的拓扑是局部的，路由器仅仅指示下一跳的输出接口，数据流的下下一跳目标和当前路由器没有直接的关系。也就是说，无法基于路由器实现全局的业务-拓扑映射。数据流量在源头到目标的途中，局部的的路径抖动变化只是影响局部，而每条链路由于抖动都会成为端到端的瓶颈所在，因此也就无法从全局来承诺业务的带宽或其它可用性级别！
IP是分组交换网络的奇葩，但是一旦涉及QoS等和数据流相关的控制时就显得无力了，者也不能怪IP，因为IP本来就只提供数据报尽力转发服务，IP层根本就没有流的概念！如果希望支持流量工程，必然需要类似电路交换的技术，以某种信令机制在端到端提供一条承诺服务的通道，可以是物理通道，也可以是虚拟通道，然后将用户业务映射在该通道上，在该通道的生命周期内，这种承诺的服务将一直有效，这种有效性以复杂的信令来保证！我们看到在IP层以及更上层，多种努力已经显得心有余而力不足，比如RSVP。在IP层以下，生成了一个2.5层的MPLS协议，通过自由的信令协议生成一个标签接力序列，数据流基于标签在MPLS交换机之间交换，既然是一个接力序列，那么每段链路都是首尾相接的，这就构成了一条通道，而这条通道是根据信令生成的，该通道提供服务保证可以将业务映射于其上实现端到端的QoS，注意，此处的端到端只是局限于MPLS网络内部，在MPLS边缘，还是要映射回传统的IP分组交换网，不过这已经不是传输网的事情了，而是接入网或者说最后一公里的范畴了！
以上我们已经目睹了MPLS在流量工程领域的成功，其实质在于一条基于信令创建的端到端的通道，信令控制通道的属性；虽然MPLS很好的完成了这一点，接下来还是要看一下MPLS的缺点，不管怎样，MPLS都是针对IP路由网络的一种传输网实现，它和IP层有直接的映射关系，几乎就是一个“加入了数据流支持”的IP协议，针对数据流的控制有标签信令协议来支持，另外标签交换比起路由查找大大提高了效率，不过这一点在CEF面前已经不再具有很强的吸引力。如果用光层来实现这一切，效果要好得多！
第一，光层仅仅提供一个传输网，和协议无关；
第二，光层波分复用，使用光本身的物理特性，针对波长路由交换，效率更高；
第三，光层使用电路交换，信令简单(创建/拆除)，固定复用技术，简单带来高效。
我们来看下第二点，利用光的物理特性来实现路由和交换的含义。这种技术并不稀奇，老式收音机就是使用电磁波的谐振来广播信息的，那个时代根本就没有数字技术。事情并没有一下子但总算到了分组交换年代，IP层以其事实上的简单性优势占据了世界，事实上在这背后有其哲学意义，于是大量的路由器被造出来了，部署在世界的任何角落，路由器是复杂的，它没有靠任何电子或者电磁波的物理属性来做到数据的路由选择，怎么做到的？靠的就是门电路，一个很简单的加法器大家都能理解，路由器实际上就是依靠无数的类似的器件组成的，它有一定的计算能力，计算的结果就是“该数据应该从哪个口子发送出去”，在得到这个计算结果之前，数据必须被暂时存储在一个存储器里面。而这就带来了时延，单是恰恰是这个时延带来了智能！
后续的世界改变了，改得不成样子，数据在膨胀！针对传统的路由器提出了很多的优化！我认为最具划时代意义的就是路由表和转发表的分离！这就可以让路由和转发被看作是两个过程，在时间轴上分开处理：并不一定非要在数据到来的时候再进行路由查找，路由查找结果事先进行，而后生成转发规则！这个优化带来的实际例子有：Cisco CEF，OpenFlow(SDN)等。传统路由器分成了两部分处理数据，为根据协议报头N元组识别出来的流定义一个转发规则叠加于根据路由查找计算出来的转发表上，流识别处理和路由转发处理两部分是并列的。路由器认识了流，也就为后续的支持流量工程留下了很大空间，最终将路由转发表映射进效果更好的标签表，这就是MPLS的由来。不管怎样，标签交换即使效率再高，那也是针对慢速的传统路由器交换而言的，还远远没有到达极致！毕竟它也是靠一堆门电路来实现的！
扯了这么多，门电路到底怎么了？难道不好吗？门电路带来了计算智能，这是它的优势，然而在数据的转发上，真的不需要那么智能，世界希望的是有一种自然而然的方式将本站点需要的数据捡出来，类似电磁波谐振那样，这才是真正的数据平面逻辑，而控制平面逻辑可以慢速地，事先将这个转发逻辑建立好，电路交换的术语就是先建立一条通路。路由查找(不管是基于SDN的集中化控制还是传统的分布式局部控制)和转发逻辑的分离带来了这种思想的可行性！我们知道MPLS很好地支持了QoS，如果能更加简单的实现类似“标签交换”这个逻辑，效率将会不止一个数量级的提升。
光网络仅仅实现传输网！也就是电路交换的固定波分复用网络。依靠光的物理属性，特定波长的光束可以很容易被捡出，不需要任何的计算逻辑，不引入任何智能！那么标签交换在光网络中对应的就是波长交换。可以有以下的部署应用：
控制平面：
骨干网利用信令建立光通道，类似电路交换通道。建立光通道的依据和OSPF之类的协议的依据是类似的。这些通道建立后将长期保持，除非必须拆除或者故障。光网络节点完全按照光波的物理属性控制光束数据的转发。
数据平面：
接入层：路由器出口进行电光转换，根据流识别结果将数据转换成对应一个波长的光束；
光复用器件：将多个波长的光束复用为一束；
骨干网波长交换：基于波长进行交换，光器件很容易完全物理意义地实现特定波长的上下路逻辑；
起初，我们看到收音机的逻辑是多么简单，小学物理知识就能hold住。而一个最简单的加法器都需要起码的高中知识，起码你要懂电子门，如要深究还要了解一下硅晶体的特性...数字电路回归到了简单物理原理，虽然调谐收音机只能接收广播，这次的光网络却能提供超容量的容器，二者的基本原理都处于一个知识档次，结果却很大不同。如果没有一开始E1线缆，没有IP路由网络，没有一切的一切的碰壁，也不会有光网络，最关键的是也不会有处于恰当层次电路交换，仅仅用于传输网的光网络，在更加层次化的位置，在OSI的最底层，电路交换找到了自己的位置，这也是一种技术回归，而不是技术淘汰！光网络留下了两个思想，一个是回归后的电路交换，它仅将分组交换网作为自己的客户层来看待而不直接承载业务，另一个是光波的物理属性作为传输的压倒性优势，它会不会直接插足分组交换网还有待研究，目前的实验室成果已经尘土飞扬，我们马上要面临将又是一次从无到有，从简单到复杂然后再回归简单的军阀混战的过程，任何技术的发展曲线将在光领域重现！
最后，回到最初的问题，端到端的QoS保证问题，按照IP协议最初的生成过程，光网络正在重现这一过程，IP将TCP/UDP等压缩到了端系统，也就是主机，目前光网络也在逐渐将IP往边缘压！即使不谈光网络，MPLS不就把IP压到了网络边缘而自行处理网络的核心交换么？最终IP的角色就是网络的互联，而在网络内部，则尽可能将流量承载在光网络上，这难道不是OSI模型关于网络层的本质定义么？！IP的角色更适合于出入境或者关卡机构，而光网络的角色就是国家内部的全立交高速公路或者高速铁路，我们可以再次想一下路由器被叫做gateway的那个年代！
原文链接: https://blog.csdn.net/dog250/article/details/8927770
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