Защита пути

Защита пути
Протокол связи
Цель	Для защиты от неизбежных сбоев в сети поставщиков услуг, которые могут повлиять на услуги, предлагаемые конечным клиентам.
RFC(ы)	3031

Защита пути в телекоммуникациях — это схема сквозной защиты, используемая в с установлением соединения схемах в различных сетевых архитектурах для защиты от неизбежных сбоев в сети поставщиков услуг , которые могут повлиять на услуги, предлагаемые конечным клиентам. Любой сбой, произошедший в любой точке пути цепи, приведет к тому, что конечные узлы будут перемещать/перебирать трафик на новый маршрут или с него. Поиск путей с защитой, особенно в эластичных оптических сетях, считался сложной задачей, но был предложен эффективный и оптимальный алгоритм. ^[1]

Другими методами защиты телекоммуникационных сетей от сбоев являются: защита канала, защита канала , защита сегмента и защита P-цикла.

Защита пути в кольцевых сетях

В топологии кольцевых сетей , где настройка заключается в формировании замкнутого контура между мультиплексорами добавления и удаления , в основном существует одна защиты кольца схема , связанная с трактом, доступная в однонаправленном кольце с коммутацией путей. ^[2] архитектура. В сетях SDH эквивалентом UPSR является защита подключений к подсети (SNCP). Обратите внимание, что SNCP не предполагает кольцевую топологию и может также использоваться в ячеистой топологии.

В UPSR данные передаются в обоих направлениях, по тактовой и против часовой стрелки, в исходном ADM . Затем в пункте назначения оба сигнала сравниваются и из двух выбирается лучший. В случае сбоя пункту назначения просто необходимо переключиться на незатронутый путь.

Защита пути в оптической ячеистой сети

Цепи в оптических ячеистых сетях могут быть незащищенными, защищенными от одного отказа и защищенными от нескольких отказов. Конечные оптические коммутаторы в защищаемых цепях отвечают за обнаружение сбоя, в некоторых случаях запрашивая цифровые кросс-коммутации или оптические кросс-коммутации в промежуточных устройствах, а также переключение трафика на резервный путь или с него. При расчете основного и резервного путей важно, чтобы они были как минимум разнородными, чтобы сбой одного канала не затрагивал их обоих одновременно. Они также могут быть разнесенными по узлам, что обеспечивает большую защиту в случае сбоя узла; в зависимости от сети иногда основной и резервный пути не могут быть выделены для разнесения узлов на краях, входном и выходном узле.

В оптических Mesh-сетях существует два типа защиты пути: ^[3] Защита выделенного пути резервного копирования и защита общего пути резервного копирования

Защита выделенного резервного пути или DBPP (1+1)

В DBPP как основной, так и резервный путь переносят трафик из конца в конец, а затем получатель должен решить, какой из двух входящих трафиков он выберет; это точно такая же концепция, как и в Ring Based Path Protection . Поскольку оптика на обоих путях уже активна, DBPP является самой быстрой доступной схемой защиты, обычно порядка нескольких десятков миллисекунд, поскольку между входным и выходным узлами не происходит никакой передачи сигналов , поэтому выходному узлу нужен только выходной узел для обнаружения отказ и переключить трафик на незатронутый путь. Будучи самой быстрой схемой защиты, она также является самой дорогой; обычно используется более чем вдвое больше выделенной мощности для основного, поскольку резервный путь обычно длиннее из-за эмпирического правила разнообразия каналов и/или узлов. ^[4]

Защита общего резервного пути или SBPP

Концепция этой схемы защиты заключается в совместном использовании резервного канала между различными основными путями, различающимися по каналам/узлам. Другими словами, один резервный канал может использоваться для защиты различных основных путей, как показано на рисунке ниже, где канал между S и T используется для защиты как основных каналов AB, так и CD. При нормальной работе, при условии отсутствия сбоев в сети, трафик передается только по основным путям; общий путь резервного копирования используется только в случае сбоя в одном из этих основных путей. ^[5]

Существует два подхода к предоставлению или резервированию резервных каналов. Во-первых, существует назначение или подход, зависящий от сбоя, также известный как восстановление , при котором путь резервного копирования рассчитывается в реальном времени после возникновения сбоя. Этот метод встречается в ранних версиях Mesh-сетей. Однако в сегодняшней оптической ячеистой сети его можно использовать в качестве метода повторной подготовки, чтобы помочь восстановить второй сбой, когда резервные ресурсы уже используются. Обратной стороной восстановления как метода защиты является то, что время восстановления недостаточно быстрое. ^[5]

Второй подход заключается в вычислении предопределенного пути резервного копирования до сбоя. Говорят, что этот подход не зависит от сбоев, и для восстановления требуется меньше времени обработки по сравнению с подходом, зависящим от сбоя. Здесь резервный путь рассчитывается вместе с основным во время подготовки. Несмотря на то, что резервный путь рассчитывается, он не назначается конкретному каналу до того, как произойдет сбой; Запросы на перекрестное соединение инициируются постфактум в порядке очереди. Поскольку этот подход может защитить только от одного сбоя за раз, если второй основной путь выйдет из строя и хотя бы часть его резервного пути уже используется, этот путь не сможет восстановиться, если не будет использована технология восстановления. такие случаи. ^[5]

У обоих вышеперечисленных подходов есть общий недостаток: если предположить, что произошел сбой канала, через который проходят несколько путей, каждый путь в этом канале будет восстанавливаться индивидуально. Это означает, что общее время, которое потребуется последнему пути на этом канале для возвращения в эксплуатацию через вторичный путь, будет суммой всех других предыдущих времен восстановления плюс его собственное. Это может повлиять на заключенное соглашение об уровне обслуживания (Соглашение об уровне обслуживания). с клиентом ^[5]

Защита пути в сетях MPLS

Многопротокольная коммутация по меткам (MPLS) ^[6]^[7] архитектура описана в RFC-3031 . Это пакетная сетевая технология, которая обеспечивает основу для восстановления путем создания путей «точка-точка», называемых « Пути с коммутацией по меткам» (LSP). Эти LSP создаются между головным и оконечным маршрутизатором с коммутацией меток (LSR). В первом случае головной маршрутизатор является входным или входным маршрутизатором . В последнем случае хвостовая часть представляет собой выходной или выходной маршрутизатор на пути. Существует несколько методов защиты MPLS. ^[8] По общей концепции они очень похожи на концепции для оптических ячеистых сетей , такие как защита каналов (например, локальная защита MPLS ) и защита путей. Схемы защиты пути для MPLS следующие:

Схема защиты пакетов (1+1)

Эта схема защиты в некотором смысле аналогична схемам защиты кольцевого пути и защиты выделенного резервного пути (DBPP), описанным ранее. Здесь один и тот же трафик передается по двум непересекающимся каналам и/или узлам LSP ; основной и резервный. Передача осуществляется головным LSR. Конечный LSR затем получает и сравнивает оба трафика; когда происходит сбой, хвостовая часть обнаруживает его и переключает трафик на вторичный LSP. Как и в случае с DBPP в Optical Mesh Network , в этой схеме защиты не задействована никакая сигнализация. Этот метод является самым простым и быстрым из всех, но, поскольку он резервирует и передает пакеты на обоих LSP, он отнимает полосу пропускания , которая могла бы быть разделена и использована другими LSP.

Глобальная защита пути (1:1)

В этой схеме защиты основной и резервный LSP вычисляются и настраиваются во время подготовки к сбоям. Резервный LSP не обязательно должен иметь те же ограничения по пропускной способности, что и основной; можно зарезервировать меньшую полосу пропускания на резервном LSP и не подвергаться потере пакетов при использовании. Это связано с тем, что полоса пропускания канала распределяется между различными LSP, и это причина, по которой описанная выше схема защиты не является предпочтительной. Верно также и то, что резервный LSP не обязательно передает трафик, если только основной LSP не выйдет из строя. Когда это происходит, сигнал индикации неисправности (FIS) отправляется обратно на головной узел LSR, который немедленно переключает трафик на резервный LSP. Недостаток этой схемы защиты состоит в том, что чем длиннее LSP, тем дольше будет время восстановления из-за времени прохождения уведомления FIS.

См. также

Ссылки

^ Иренеуш Щесняк; Иренеуш Ольшевский и Божена Возна-Щесняк (2021). «На пути к эффективному и точному алгоритму динамической защиты выделенного пути» . Энтропия . 23 (9): 1116. arXiv : 1905.04581 . Бибкод : 2021Entrp..23.1116S . дои : 10.3390/e23091116 . ПМЦ 8465832 . ПМИД 34573741 .
^ Кольцо с однонаправленной коммутацией путей (UPSR) .
^ Эрик Булье; Джордж Эллинас; Жан-Франсуа Лабурдетт и Раму Рамамурти (2007). Маршрутизация путей в ячеистых оптических сетях . Джон Уайли и сыновья, ООО ISBN 978-0-470-01565-0 .
^ Эрик Булье; Джордж Эллинас; Жан-Франсуа Лабурдетт и Раму Рамамурти (2007). Маршрутизация путей в ячеистых оптических сетях . Джон Уайли и сыновья, ООО стр. 100-1 31, 43, 84. ISBN. 978-0-470-01565-0 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Эрик Булье; Джордж Эллинас; Жан-Франсуа Лабурдетт и Раму Рамамурти (2007). Маршрутизация путей в ячеистых оптических сетях . Джон Уайли и сыновья, ООО стр. 100-1 32, 44, 86. ISBN. 978-0-470-01565-0 .
^ Жан Филипп Вассер, Марио Пикавет и Пит Демейстер (2004). Восстановление сети, защита и восстановление оптических сетей, SONET-SDH, IP и MPLS . Издательство Морган Кауфманн. ISBN 0-12-715051-Х .
^ Брюс С. Дэви и Адриан Фаррел (2008). MPLS: Следующие шаги . Издательство Морган Кауфманн. ISBN 978-0-12-374400-5 .
^ В. Шарма; Ф. Хеллстранд (февраль 2003 г.). Шарма, В.; Хеллстранд, Ф. (ред.). «RFC 3469: Структура восстановления на основе многопротокольной коммутации меток (MPLS)» . IETF. дои : 10.17487/RFC3469 . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

Дальнейшее чтение

Обзор сетей DWDM
«Маршрутизация путей в ячеистых оптических сетях», Эрик Буйе, Георгиос Эллинас, Жан-Франсуа Лабурдетт и Раму Рамамурти [1] , [2] , [3]
«Восстановление сети: защита и восстановление оптических сетей, SONET-SDH, IP и MPLS», Жан-Филипп Вассер, Марио Пикавет и Пит Демейстер, 2004 г. [4]
«Технологии Gmpls: широкополосные магистральные сети и системы», Наоаки Яманака, Кохей Сиомото и EIJI AUTOR OKI [5]
Жан-Филипп Вассёр, Марио Пикаве и Пит Демейстер. Восстановление сети, защита и восстановление оптических сетей, SONET-SDH, IP и MPLS. Издательство Морган Кауфманн, 2004.
«Обращение к прозрачности в живучих сетях с ячеистой структурой DWDM», Сид Чаудхури, Эрик Булье и Георгиос Эллинас ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
Защита общего пути в ячеистых сетях DWDM
Многопутевая защита магистральных оптических сетей DWDM
RFC-3031
Г.841

[1] Иренеуш Щесняк; Иренеуш Ольшевский и Божена Возна-Щесняк (2021). «На пути к эффективному и точному алгоритму динамической защиты выделенного пути» . Энтропия . 23 (9): 1116. arXiv : 1905.04581 . Бибкод : 2021Entrp..23.1116S . дои : 10.3390/e23091116 . ПМЦ 8465832 . ПМИД 34573741 .

[2] Кольцо с однонаправленной коммутацией путей (UPSR) .

[3] Эрик Булье; Джордж Эллинас; Жан-Франсуа Лабурдетт и Раму Рамамурти (2007). Маршрутизация путей в ячеистых оптических сетях . Джон Уайли и сыновья, ООО ISBN 978-0-470-01565-0 .

[4] Эрик Булье; Джордж Эллинас; Жан-Франсуа Лабурдетт и Раму Рамамурти (2007). Маршрутизация путей в ячеистых оптических сетях . Джон Уайли и сыновья, ООО стр. 100-1 31, 43, 84. ISBN. 978-0-470-01565-0 .

[b1-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Эрик Булье; Джордж Эллинас; Жан-Франсуа Лабурдетт и Раму Рамамурти (2007). Маршрутизация путей в ячеистых оптических сетях . Джон Уайли и сыновья, ООО стр. 100-1 32, 44, 86. ISBN. 978-0-470-01565-0 .

[6] Жан Филипп Вассер, Марио Пикавет и Пит Демейстер (2004). Восстановление сети, защита и восстановление оптических сетей, SONET-SDH, IP и MPLS . Издательство Морган Кауфманн. ISBN 0-12-715051-Х .

[7] Брюс С. Дэви и Адриан Фаррел (2008). MPLS: Следующие шаги . Издательство Морган Кауфманн. ISBN 978-0-12-374400-5 .

[8] В. Шарма; Ф. Хеллстранд (февраль 2003 г.). Шарма, В.; Хеллстранд, Ф. (ред.). «RFC 3469: Структура восстановления на основе многопротокольной коммутации меток (MPLS)» . IETF. дои : 10.17487/RFC3469 . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]