Быстрое автоматическое восстановление

Быстрое автоматическое восстановление ( FASTAR ) — это автоматизированная система быстрого реагирования, разработанная и внедренная компанией American Telephone & Telegraph ( AT&T ) в 1992 году для централизованного восстановления ее цифровой транспортной сети. ^[1] FASTAR автоматически перенаправляет каналы с использованием резервной защитной мощности при обнаружении сбоя оптоволоконного кабеля , тем самым повышая доступность услуг и снижая влияние сбоев в сети. Аналогичным по принципу действия является восстановление в реальном времени (RTR), разработанное и развернутое MCI и используемое в сети MCI для минимизации последствий обрыва оптоволокна. ^[2]

Методы восстановления

Это метод восстановления, используемый в компьютерных сетях и телекоммуникационных сетях , таких как ячеистые оптические сети , где резервный путь (альтернативный путь, по которому проходит трафик после сбоя) и резервный канал вычисляются в реальном времени после возникновения сбоя. Этот метод можно условно разделить на два: централизованное восстановление и распределенное восстановление. ^[3]

Методы централизованной реставрации

В этом методе используется центральный контроллер, который имеет доступ к полной актуальной и точной информации о сети, доступных ресурсах, используемых ресурсах, физической топологии сети , требованиях к услугам и т. д. При обнаружении сбоя в любой части сети В сети посредством некоторой схемы обнаружения, идентификации и уведомления о сбоях центральный контроллер вычисляет новый маршрут изменения маршрута вокруг сбоя на основе информации в своей базе данных о текущем состоянии сети. После того, как этот новый маршрут (резервный путь) рассчитан, центральный контроллер отправляет команды всем задействованным цифровым кросс-соединениям , чтобы выполнить соответствующие реконфигурации их коммутационных элементов для реализации этого нового пути. Системы восстановления FASTAR и RTR являются примерами систем, использующих этот метод восстановления. ^[3]

Методы распределенного восстановления

В этом методе восстановления не используется центральный контроллер, поэтому не требуется обновленная база данных о состоянии сети. В этой схеме все узлы сети используют локальные контроллеры, которые имеют только локальную информацию о том, как конкретный узел соединен с соседними узлами, доступной и свободной мощности на каналах, используемых для соединения с соседями, и состоянии их коммутирующих элементов. Когда в любой части сети происходит сбой, локальные контроллеры выполняют вычисления и перемаршрутизацию затронутого трафика. Примером подхода, в котором используется этот метод, являются сети самовосстановления (SHN). ^[3]

Эволюция архитектуры восстановления

По мере того как транспортные сети постепенно развивались от ячеистых сетей на основе цифровой системы кросс-коммутации (DCS) к кольцевым сетям SONET и к оптическим ячеистым сетям с течением времени , менялась и используемая в них архитектура восстановления. Архитектуры восстановления, используемые для различных транспортных сетей, включают: восстановление ячеистых сетей на основе DCS объектов DS3, мультиплексора ввода-вывода кольцевую защиту кольцевых сетей SONET на основе оптического перекрестного соединения (ADM) и, наконец, смешанную защиту на основе (OXC) и восстановление оптических сетей ^[4]

Восстановление сетки на основе DCS

Первой архитектурой восстановления, которая использовалась в 1980-х годах, является ячеистое восстановление объектов DS3 на основе DCS. В этой архитектуре использовался метод централизованного восстановления: каждое событие восстановления координировалось из центра управления сетью (NOC). Эта архитектура восстановления основана на пути и зависит от сбоя и используется после возникновения сбоя для обнаружения и изоляции сбоя. Эта архитектура эффективна с точки зрения пропускной способности благодаря использованию заглушки, но имеет медленное время восстановления после сбоя (время, необходимое для восстановления непрерывности трафика после сбоя путем перемаршрутизации сигналов на различных объектах), порядка минут. ^[4]

Кольцевая защита на основе ADM

Эта архитектура была реализована в 1990-х годах с появлением сетей SONET/SDH и использовала метод распределенной защиты. Он использует защиту на основе пути ( UPSR ) или на основе диапазона ( BLSR ), а путь восстановления рассчитывается заранее до возникновения сбоя. Кольцевая защита на основе ADM неэффективна с точки зрения емкости, в отличие от восстановления сетки на основе DCS, но имеет более быстрое время восстановления (50 мс). ^[4]

Защита оптических ячеистых сетей на основе OXC

Эта архитектура восстановления используется для защиты оптических ячеистых сетей, которая была представлена в начале 2000-х годов. Эта архитектура защиты имеет время восстановления от десятков до сотен миллисекунд, что является значительным улучшением по сравнению со временем восстановления, поддерживаемым при восстановлении ячеистой сети на основе DCS, но в отличие от восстановления ячеистой сети на основе DCS, ее путь восстановления заранее определен и подготовлен. Эта архитектура также обладает той же эффективностью использования емкости, что и предыдущая архитектура восстановления ячеистой сети (на основе DCS). ^[4]

ФАСТАР архитектура

FASTAR использует архитектуру восстановления сетки на основе DCS. Эта архитектура состоит из узлового оборудования, оборудования центрального управления и сети передачи данных, соединяющей узлы с центральным контроллером. На рисунке справа объясняется архитектура FASTAR и взаимодействие различных строительных блоков.

Центральное оборудование

Центральный процессор под названием «Интегрированный проект восстановления и обеспечения» (RAPID), расположенный в NOC. ^[5] отвечает за получение и анализ отчетов о тревогах, создаваемых в случае сбоя оптоволокна. он также обрабатывает расчет альтернативного (резервного) маршрута, перенаправляет затронутый трафик с основного пути на уже вычисленный резервный путь, тестирует надежность пути и обеспечивает откат трафика на исходный путь после устранения сбоя. ^[6] RAPID поддерживает актуальную информацию о состоянии сети и доступной резервной мощности. ^[7] Центральная система доступа и отображения (CADS) обеспечивает интерфейс для RAPID и других связанных с ней систем управления реставрацией.

Система управления и администрирования трафика (TMAS) позволяет RAPID выполнять и контролировать процесс блокировки защитного выключателя на защитных каналах, используемых для восстановления, путем отправки команд на оконечное оборудование линии (LTE).

Узловое оборудование

Контроллеры сети восстановления (RNC) расположены в каждом центральном офисе (CO) оптоволоконной сети. ^[5] Сигналы тревоги, генерируемые затронутой системой цифрового доступа и кросс-соединения (DACS) или от LTE, отправляются на RNC, где они обрабатываются, чтобы выяснить, является ли сигнал тревоги результатом переходного процесса, коррелируются и, наконец, отправляются на RAPID через сеть передачи данных.

LTE, которая представляет собой либо цифровую систему передачи FT Series G, либо мультиплексор с добавлением отвода (ADM), сообщает о любых сбоях оптоволокна между LTE на RNC, а также обеспечивает RAPID немедленный доступ к резервным каналам для перенаправления трафика или обеспечения безопасности пути. тесты.

Оборудование для испытаний на восстановление (RTE) предоставляет RAPID средства для выполнения тестов на целостность, используемых для обеспечения безопасности пути.

DACS отвечает за сообщение RNC о сбоях оптоволокна и узлах, происходящих в офисе. ^[6] Кроме того, DACS обеспечивает автоматическое восстановление, предоставляя центральному процессору доступ для удаленного выполнения кросс-соединений на уровне DS-3 .

Сеть передачи данных

Сеть передачи данных используется для соединения узлового оборудования с центральным контроллером. Для достижения необходимой доступности этой сети используется полное резервирование в виде двух совершенно разных наземных и спутниковых сетей. В случае масштабного процесса восстановления одна из этих сетей может поддерживать коммуникационную нагрузку в отсутствие другой.

Восстановление с помощью FASTAR

FASTAR работает на уровне DS-3; оно не восстанавливает индивидуальные меньшие потребности. ^[8] FASTAR восстанавливает от 90 до 95 процентов поврежденного спроса на DS-3 в течение двух-трех минут. ^[9] Когда происходит разрыв оптоволокна между выходом оборудования DACS и входом другого, каждый RNC собирает сигналы тревоги от затронутых LTE. RNC обрабатывает эти сигналы тревоги и отправляет их в RAPID. RAPID определяет объем свободной емкости, доступной после этого сбоя, идентифицирует затронутые требования DS-3, находит маршрут восстановления для каждого затронутого трафика в последовательном порядке приоритета и отправляет команду соответствующим DACS для реализации повторного маршрута, таким образом создание реставрации.

На рисунке справа между узлом A и узлом Q существует маршрут через узлы C, F, K и L. В случае отказа оптоволоконного кабеля между узлами F и K используется LTE (FT серии G или ADM) в этих двух офисах обнаруживает и отправляет отчеты об этом сбое в соответствующие RNC. Оба RNC определяют тревогу и отправляют эти отчеты в RAPID, расположенный в NOC. RAPID инициирует временное окно, чтобы гарантировать, что все соответствующие сигналы тревоги генерируются от RNC затронутых узлов и RNC любого другого офиса, чей трафик использует неисправный оптоволоконный кабель F-K. Когда время этого окна истекает, RAPID выполняет вычисление маршрута, чтобы установить новый резервный путь для трафика между узлами A и Q. Здесь он создает новый маршрут через C, F, G, J, K и L. Это вычисление маршрута также выполняется последовательно в порядке приоритета для всего трафика между любыми двумя узлами в сети, которые используют один и тот же вышедший из строя оптоволоконный кабель. После того, как резервный путь для всего трафика, проходящего через узлы F и K, вычислен, RAPID обеспечивает непрерывность или связность вдоль установленных резервных путей, отправляя команду на RNC, расположенные в A и Q, оба из которых в свою очередь, используют тестовый сигнал, генерируемый соответствующим RTE, для проверки непрерывности линии связи. Когда подключение этого резервного пути проверено, трафик между узлами A и Q передается на этот резервный путь путем подачи команды DACS III на создание соответствующих перекрестных соединений. RAPID выполняет тест проверки услуги, чтобы убедиться, что передача услуги прошла успешно. Если этот тест возвращает положительный результат, передача услуги прошла успешно, в противном случае передача услуги не удалась и ее необходимо повторить. Этот процесс передачи услуги или трафика выполняется для всего трафика, проходящего через затронутый оптоволоконный кабель F–K. ^[8] FASTAR восстанавливает столько пострадавшего трафика, сколько позволяют доступные возможности защиты.

Восстановление сетей с SRLG с помощью FASTAR

Группы ссылок общего риска (SRLG) относятся к ситуациям, когда ссылки, соединяющие два отдельных узла или офиса в сети, имеют общий канал. В этой конфигурации ссылки в группе имеют общий риск: если одна ссылка выйдет из строя, другие ссылки в группе также могут выйти из строя. В большинстве сетей, используемых сегодня, используются SRLG, поскольку в большинстве случаев единственный доступ в здание или через мост осуществляется только через один канал. Чтобы восстановить трафик в канале между двумя офисами или узлами, которые используют один и тот же SRLG с другими каналами в случае обрыва канала, по крайней мере один из этих двух офисов должен быть совместимым с FASTAR. ^[10]

Разрез в SRLG1 можно будет восстановить с помощью FASTAR, если FASTAR внедрен в офисе A или B, но B и C еще не соответствуют FASTAR. Но в случае сбоя в SRLG2 трафик DS-3 на канале 3 будет восстановлен FASTAR через вновь пересчитанный резервный путь, в то время как трафик DS-3 на канале 2 не будет восстановлен, поскольку FASTAR не реализован ни в одном офисе B. или C. Чтобы восстановить все три канала в случае отказа обоих SRLG, FASTAR внедряется в офисах A и C. Сбой в SRLG1 приведет к тому, что FASTAR автоматически перенаправит каждый трафик на канале 1 и 3 через два повторных канала. -вычисленные резервные пути. Кроме того, если в другой раз обнаруживается сбой SRLG2, об этом сообщается в RAPID, и трафик через каналы 2 и 3 перенаправляется по новому резервному пути. ^[10]

Управление сетью FASTAR

Управление сетью FASTAR используется для интеграции и анализа различных данных и сигналов тревоги, поставляемых различными элементами системы, составляющих архитектуру FASTAR для централизованного отображения, а также для устранения неполадок и изоляции проблем посредством анализа управления отказами, чтобы можно было предпринять корректирующие действия. Управление сетью FASTAR осуществляется на трех уровнях. ^[10]

Первый (самый низкий) уровень состоит из всех элементов, составляющих архитектуру FASTAR, и всех связующих звеньев между ними.
Второй уровень состоит из систем управления элементами (EMS), которые представляют собой компьютеризированные операционные системы (ОС), используемые для управления элементами, находящимися на первом уровне. Различные EMS вместе называются системами управления элементами FASTAR (FASTEMS). Двумя основными FASTEMS являются системы управления элементами DACS (DEMS) и системы управления элементами RNC (RNC-EMS). DEMS предназначена для помощи NOC в управлении DACS. В случае изменения статуса сети из-за сбоя оптоволокна RAPID передает это изменение статуса в DEMS, что запускает DEMS для локализации проблемы. RNC-EMS контролирует RNC непосредственно через сеть передачи данных и косвенно контролирует RTE, LTE и DASC III, а также их связи с RNC через агентов, находящихся в RNC. Он состоит из двух компонентов: менеджера и агента. Демон программного обеспечения менеджера (NMd) работает на машине RNC-EMS и отвечает за опрос RNC. Каждый RNC опрашивается дважды, по одному разу в каждой из сетей передачи данных. Демон агентского программного обеспечения (NAd) работает на каждом RNC как часть прикладного программного обеспечения. Он получает доступ к журналу приложений RNC для ответа на запросы менеджера и имеет возможность отправлять автономные сигналы тревоги менеджеру.
Третий (самый высокий) уровень включает в себя только рабочую станцию CADS и обеспечивает централизованный доступ к сетевому менеджеру через два нижних уровня.

См. также

Ссылки

^ «Вехи в истории сети AT&T» . Архивировано из оригинала 7 января 2007 г. Проверено 23 ноября 2013 г.
^ Восстановление в реальном времени
^ Jump up to: ^а ^б ^с Маршрутизация путей в ячеистых оптических сетях», Эрик Буйе, Георгиос Эллинас, Жан-Франсуа Лабурдетт и Раму Рамамурти.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д « Восстановление общей сетки в оптических сетях», Жан-Франсуа Лабурдетт» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 сентября 2006 г. Проверено 27 ноября 2013 г.
^ Jump up to: ^а ^б Транспортные сети следующего поколения: плоскости данных, управления и контроля, Манохар, штат Небраска; Стивен С.Г.; Лакшми ГР; Уэйн Д.Г.
^ Jump up to: ^а ^б Чао, CW; Доллард, премьер-министр; Вейтман, Дж. Э.; Нгуен, LT; Эсламболчи, Х., «FASTAR — надежная система для быстрого восстановления DS3», Глобальная телекоммуникационная конференция, 1991. GLOBECOM '91. «Обратный отсчет до нового тысячелетия. Мини-тема: Службы личной связи, том, №, стр. 1396, 1400, том 2, 2–5 декабря 1991 г.
^ Оптоволоконные телекоммуникации IV-B: Системы и нарушения, Иван Каминов, Тингье Ли
^ Jump up to: ^а ^б «Оптимизация возможностей восстановления в сети AT&T», Квилих С., Денг М., Хоук Д.Д., Линч Д.Ф., Кен А., Ян, Д.
^ «Передовой опыт AT&T: обзор непрерывности сети» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 23 ноября 2013 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с операции в реальной транспортной сети AT&T Бамс Х.С., Чао К.В., Доллард П.М., Мэллон Р.Э., Эсламболчи Х., Вольфмейер П.А.

Дальнейшее чтение

Жан-Филипп Вассер; Марио Пикавет; Пит Демистер (3 августа 2004 г.). Восстановление сети: защита и восстановление оптических сетей, SONET-SDH, IP и MPLS . Эльзевир. ISBN 9780127150512 .
Кришна М. Шивалингам; Суреш Субраманиам (16 января 2006 г.). Новые технологии оптических сетей: архитектуры, протоколы и производительность . Спрингер. ISBN 9780387225845 .
Рамеш Бхандари (1999). Жизнеспособные сети: алгоритмы разнообразной маршрутизации . Спрингер. ISBN 9780792383819 .

[1] «Вехи в истории сети AT&T» . Архивировано из оригинала 7 января 2007 г. Проверено 23 ноября 2013 г.

[2] Восстановление в реальном времени

[optical_mesh-3] Jump up to: ^а ^б ^с Маршрутизация путей в ячеистых оптических сетях», Эрик Буйе, Георгиос Эллинас, Жан-Франсуа Лабурдетт и Раму Рамамурти.

[Transport_network-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д « Восстановление общей сетки в оптических сетях», Жан-Франсуа Лабурдетт» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 10 сентября 2006 г. Проверено 27 ноября 2013 г.

[Google-5] Jump up to: ^а ^б Транспортные сети следующего поколения: плоскости данных, управления и контроля, Манохар, штат Небраска; Стивен С.Г.; Лакшми ГР; Уэйн Д.Г.

[DS-3_restoration-6] Jump up to: ^а ^б Чао, CW; Доллард, премьер-министр; Вейтман, Дж. Э.; Нгуен, LT; Эсламболчи, Х., «FASTAR — надежная система для быстрого восстановления DS3», Глобальная телекоммуникационная конференция, 1991. GLOBECOM '91. «Обратный отсчет до нового тысячелетия. Мини-тема: Службы личной связи, том, №, стр. 1396, 1400, том 2, 2–5 декабря 1991 г.

[RAPID-7] Оптоволоконные телекоммуникации IV-B: Системы и нарушения, Иван Каминов, Тингье Ли

[DS3_level-8] Jump up to: ^а ^б «Оптимизация возможностей восстановления в сети AT&T», Квилих С., Денг М., Хоук Д.Д., Линч Д.Ф., Кен А., Ян, Д.

[speed_of_fastar-9] «Передовой опыт AT&T: обзор непрерывности сети» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 23 ноября 2013 г.

[recovering_SRLGs-10] Jump up to: ^а ^б ^с операции в реальной транспортной сети AT&T Бамс Х.С., Чао К.В., Доллард П.М., Мэллон Р.Э., Эсламболчи Х., Вольфмейер П.А.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]