Группа ресурсов общего риска

Группа ресурсов общего риска (обычно называемая группой общего риска или SRG) — это концепция маршрутизации оптической ячеистой сети , согласно которой разные сети могут пострадать от общего сбоя, если они разделяют общий риск или общую SRG. SRG не ограничивается оптическими ячеистыми сетями: SRG также используются в MPLS , IP-сетях и синхронных оптических сетях .

Сбой SRG приводит к отключению нескольких каналов из-за отказа общего ресурса, совместно используемого этими сетями. Существует три основные общие группы риска:

Группа общего риска (SRLG)
Группа узлов общего риска (SRNG)
Группа оборудования общего риска (SREG).

Восстановление после сбоя имеет решающее значение для всех типов сетей. MPLS, как и сеть IP, использует высокоскоростные возможности современных оптических сетей. SRLG обычно имеют дело с линиями связи между оптоволоконными узлами, но это не всегда так. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} SRLG также можно смоделировать, если каналы содержат линии передачи вместо оптоволоконного кабеля. Моделирование SRG также используется, когда провайдер генерирует соглашение об уровне обслуживания с клиентом с различными схемами защиты. ^{[ 3 ]}

Типы SRRG

ООО «СРЛГ»

Оптоволоконные пролеты представляют собой оптоволоконные кабели, соединяющие два узла . На практике эти кабели связываются на одном бетонном кабелепроводе или силовом/телефонном столбе (антенне), что создает общую группу звеньев риска. Если, например, происходит обрыв оптоволоконного участка, происходит отключение всех цепей (логических каналов верхнего уровня), которые используют этот конкретный SRLG. Термин SRLG, возможно, впервые появился в 2000 году. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Ранние работы (1990-х годов), в которых SRLG (до того, как был придуман этот термин) рассматривался для понимания последствий SRLG и проектирования живучести и восстановления с учетом SRLG, можно найти в ^{[ 6 ]} ^{[ 7 ]} . ^{[ 8 ]}

ГСЧ

В оптических ячеистых сетях узлы представляют собой соединения участков волокон. Некоторые узлы могут содержать сложное оборудование маршрутизации, тогда как другие могут представлять собой просто патч-панель. В любом случае узел представляет собой группу узлов с общим риском, поскольку в случае сбоя узла сбой влияет на все сигналы, проходящие через этот конкретный узел.

КОМФОРТНЫЙ

Группа общего риска также распространяется внутри самого узла, в частности узлов, содержащих многопортовые сетевые карты. Оборудование плотного мультиплексирования с разделением по длине волны также считается SREG, поскольку отказ мультиплексора DWDM влияет на все каналы, проходящие через этот DWDM. То же самое справедливо и для многопортовых сетевых карт. Если маршрутизация через SNRG невозможна, разнесение печатных плат внутри одного узла может снизить риск сбоя.

Разнообразная маршрутизация при сбое SRG

Восстановление после сбоя является важной частью любой оптической сети. При подготовке схемы инженеры обычно используют алгоритм кратчайшего пути, такой как Дейкстра . При расчете пути защиты необходимо учитывать, что путь защиты должен обеспечивать 100% защиту SRG. Другими словами, путь защиты не может проходить через один и тот же SRLG или SRNG. Если разнесение SRG не достигается, то отказ этого SRG приводит к сбою как основного, так и резервного путей одновременно. Следовательно, два рассчитанных пути должны быть SRG-разнообразными. ^{[ 6 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

Недавние исследования доказали, что разнообразная маршрутизация SRG на самом деле является NP-полной . ^{[ 10 ]} В настоящее время не существует известного дискретного метода решения этой реальной проблемы для крупномасштабной сети. Люди смогли решить эту проблему, найдя эвристическое решение. ^{[ 1 ]}

НП полнота

Проблема разнообразной маршрутизации SRG оказалась NP-полной . Чтобы доказать NP-полноту чего-либо, достаточно доказать, что проблема очень похожа на другую известную NP-полную задачу. Чтобы доказать это, инженеры представляют график, как показано на рисунке. На графике показано, что между двумя узлами существует несколько путей, которые могут включать в себя другие узлы. Параллельные пути в подграфах (обведены синим цветом) принадлежат одному и тому же SRLG.

Поиск разнообразного пути SRG аналогичен поиску двух непересекающихся подмножеств, каждое из которых содержит хотя бы один общий элемент. Это эквивалентно проблеме разделения множеств, которая оказалась NP-полной. Следовательно, задача разнообразной маршрутизации SRG также является NP-полной. ^{[ 11 ]} (SRLG разрешима с использованием алгоритма Суурбалля )

Подход к преобразованию графов

Было предпринято множество попыток преодолеть тот факт, что не существует решения проблемы разнообразной маршрутизации SRG. Одна из таких попыток заключается в использовании подхода преобразования графов . ^{[ 9 ]} Этот метод берет исходный сетевой граф и применяет к нему некоторые преобразования, чтобы получить преобразованный граф, который в некоторой степени решает проблему разнообразия SRG. Однако этот метод имеет свои недостатки.

После получения преобразованного графа можно было бы просто вычислить основной путь, используя известный алгоритм кратчайшего пути, такой как алгоритм Дейкстры. Вычислив основной путь и удалив все узлы и ссылки на этом пути, снова запустите алгоритм в оставшейся сети. Могут быть случаи, когда из-за топологических ограничений могут быть введены неизбежные ловушки , которые не позволяют алгоритму найти решение. Существуют также ловушки , которых можно избежать, связанные с ограничениями параметров, таких как стоимость. Их можно преодолеть, пересмотрев значения параметров или изменив алгоритм, чтобы сделать его более надежным.

Этот метод ограничен: для расчета двух разных путей SRG должны быть выполнены следующие условия:

Количество ссылок на SRLG должно быть ниже уровня узла, на котором инцидентен SRLG.
SRLG не может быть подмножеством другого SRLG.
Край (два узла, соединенные ссылкой) может использовать не более двух SRLG.

Этот подход работает только в очень узких обстоятельствах. При рассмотрении реальных крупномасштабных сетей этот подход бесполезен, поскольку каналы связи в сети значительно превышают эти ограничения. Типичная ссылка может содержать до 50 000 SRLG. ^{[ 12 ]} Одна из причин, по которой этот подход не оправдывает ожиданий, заключается в случае двух независимых ребер, когда каналы попадают в один и тот же SRLG, даже если алгоритм может найти путь, который будет неверным, поскольку не будет физического маршрута. ^{[ 9 ]}

SRLG Автоматическое обнаружение

Современные сетевые провайдеры имеют различные способы борьбы с разнообразной маршрутизацией групп риска. ^{[ 13 ]} SRG теперь тесно связаны с соглашениями об уровне обслуживания. В некоторых случаях 100% разнообразие SRG невозможно. Примером этого является ссылка, идущая из офиса клиента в местные офисы поставщика. Часто основной путь и резервный путь выходят из здания в одной и той же точке, которая сама по себе является SRG.

Самый распространенный способ работы с SRG — это сохранить базу данных всех SRG сетей. Способы обновления этих баз данных вызывают большую озабоченность, поскольку обновление вручную создает возможность человеческой ошибки. Это также может задерживать обновление, поскольку топология сети быстро меняется. Было предложено автоматическое обнаружение SRG. При автоматическом обнаружении SRG используются все компоненты реального физического уровня. Активными компонентами являются те, которые можно контролировать, к ним относятся: усилители , транспондеры , регенераторы и мультиплексоры/демультиплексоры DWDM . Пассивные компоненты не подлежат электронному контролю и включают в себя кабелепроводы, простые патч-панели и точки соединения.

Оснащение этих компонентов GPS поможет определить положение компонента в системе управления SRLG. Затем система могла бы сгенерировать все SRLG на основе этой информации. Это также поможет локализовать сбой, что еще больше сократит время простоя вышедшего из строя SRG. Канал контроля может подключаться ко всем активным компонентам для обеспечения управления и контроля. ^{[ 14 ]}( требуется регистрация )

Поскольку более длинные SRLG содержат больше компонентов, их легче обнаружить. Более короткие SRLG труднее обнаружить, поскольку они не имеют такого количества компонентов, как более длинные SRLG. Параметром, определяющим, насколько хорошо можно обнаружить SRLG, является расстояние между усилителем и длиной SRLG. SRLG, простирающиеся на расстояние более 50 миль и более, обнаруживаются почти со 100% вероятностью. ^{[ 15 ]}

См. также

Телекоммуникации и сети

Телекоммуникационное оборудование

Пакетная сеть

Доступность

Доступность

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Дахай Сюй; Гуанжи Ли; Рамамурти, Байрав; Чиу, Анжела; Донмей Ван; Доверспайк, Роберт. «Разнообразная маршрутизация SRLG нескольких цепей в гетерогенном OPM» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 28 июля 2014 г. Проверено 15 декабря 2012 г.
^ Шао, X.; Бай, Ю.; Ченг, X.; Йо, Ю.К.; Чжоу, Л.; Нгох, Л.Х. (2011). «Защита от сбоев Best Effort SRLG для оптических сетей WDM». Журнал оптических коммуникаций и сетей . 3 (9): 739. doi : 10.1364/JOCN.3.000739 . S2CID 17219862 .
^ Лу Шен; Си Ян; Рамамурти, Бырав (2003). «Группа каналов общего риска (SRLG) — предоставление различных путей в соответствии с соглашениями об уровне обслуживания гибридного типа». Транзакции IEEE/ACM в сети : 918–931. CiteSeerX 10.1.1.112.9508 .
^ Бала Раджагопалан; Дебанжан Саха (2000). «Аспекты объединения каналов в оптических сетях (Интернет-проект)» .
^ Бала Раджагопалан; Димитриос Пендаракис; Дебанжан Саха; Раму С. Рамамурти; Кришна Бала (сентябрь 2000 г.). «IP через оптические сети: архитектурные аспекты». Журнал коммуникаций IEEE . 38 (9): 94–102. CiteSeerX 10.1.1.24.7552 . дои : 10.1109/35.868148 .
^ Jump up to: ^а ^б Дип Медхи; Сентил Шанкараппан (1993). «Влияние отказа линии передачи на сети с коммутацией каналов динамической маршрутизации вызовов в соответствии с различными политиками компоновки каналов». Журнал сетевого и системного управления . 1 (2): 143–169. дои : 10.1007/BF01035885 . S2CID 9966544 .
^ Дип Медхи (1994). «Единый подход к живучести сетей телетрафика: модели, алгоритмы и анализ». Транзакции IEEE в области коммуникаций . 42 (2/3/4): 534–548. Бибкод : 1994ITCom..42..534M . CiteSeerX 10.1.1.39.811 . дои : 10.1109/TCOMM.1994.577080 .
^ Jump up to: ^а ^б Дип Медхи; Раджив Хурана (1995). «Оптимизация и производительность схем восстановления сети для глобальных сетей телетрафика». Журнал сетевого и системного управления . 3 (3): 265–294. дои : 10.1007/BF02138930 . S2CID 7139084 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Датта, П.; Сомани, АК (2008). «Подходы к преобразованию графов для разнообразной маршрутизации при сбоях группы ресурсов с общим риском (SRRG)». Компьютерные сети . 52 (12): 2381–2394. CiteSeerX 10.1.1.503.2290 . дои : 10.1016/j.comnet.2008.04.017 . S2CID 1674533 .
^ «Доказательство NP-полноты задачи разнообразной маршрутизации с общими SRG (см. раздел 7.1 в Приложении)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 12 сентября 2006 г. Проверено 15 декабря 2012 г.
^ Цзянь Цян Ху (2003). «Разнообразная маршрутизация в оптических ячеистых сетях». Транзакции IEEE в области коммуникаций . 51 (3): 489–494. дои : 10.1109/TCOMM.2003.809779 . S2CID 7914847 .
^ «Об оптимизации группы звеньев общего риска» (DOC) . Research.att.com . Проверено 15 декабря 2012 г. (из [1] )
^ Аличерри, Мансур; Бхатия, Рандип; Сание, Ирадж; Сенгупта, Судипта. «Маршрутизация SRLG с учетом разнообразия в оптических ячеистых сетях» (PDF) . Проверено 10 октября 2005 г.
^ Себос, П.; Йейтс, Дж.; Хьялмтиссон, Г.; Гринберг, А. (2001). «Автоматическое обнаружение групп ссылок общего риска». Автоматическое обнаружение SRG . Том. 3. ИИЭР . стр. WDD3–W1–3. дои : 10.1109/OFC.2001.928453 . ISBN 978-1-55752-655-7 . S2CID 19321177 .
^ Себос, Панайотис; Йейтс, Дженнифер; Рубинштейн, Дэн; Гринберг, Альберт. «Эффективность автоматического обнаружения SRG в оптических сетях» (PDF) . Проверено 15 декабря 2012 г.

Дальнейшее чтение

«Маршрутизация путей в ячеистых оптических сетях», Эрик Буйе, Георгиос Эллинас, Жан-Франсуа Лабурдетт и Раму Рамамурти [2] , [3] , [4]
«Восстановление сети: защита и восстановление оптических сетей, SONET-SDH, IP и MPLS», Жан-Филипп Вассёр, Марио Пикаве и Пит Демейстер [5]
«Технологии GMPLS: широкополосные магистральные сети и системы», Наоаки Яманака, Кохей Сиомото и EIJI AUTOR OKI [6]
«Маршрутизация, поток и проектирование емкости в коммуникационных и компьютерных сетях», М. Пиоро и Д. Медхи, Morgan Kaufmann Publishers (2004) [7]

Внешние ссылки

[diverse-1] Jump up to: ^а ^б Дахай Сюй; Гуанжи Ли; Рамамурти, Байрав; Чиу, Анжела; Донмей Ван; Доверспайк, Роберт. «Разнообразная маршрутизация SRLG нескольких цепей в гетерогенном OPM» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 28 июля 2014 г. Проверено 15 декабря 2012 г.

[2] Шао, X.; Бай, Ю.; Ченг, X.; Йо, Ю.К.; Чжоу, Л.; Нгох, Л.Х. (2011). «Защита от сбоев Best Effort SRLG для оптических сетей WDM». Журнал оптических коммуникаций и сетей . 3 (9): 739. doi : 10.1364/JOCN.3.000739 . S2CID 17219862 .

[3] Лу Шен; Си Ян; Рамамурти, Бырав (2003). «Группа каналов общего риска (SRLG) — предоставление различных путей в соответствии с соглашениями об уровне обслуживания гибридного типа». Транзакции IEEE/ACM в сети : 918–931. CiteSeerX 10.1.1.112.9508 .

[SRLGfirst-4] Бала Раджагопалан; Дебанжан Саха (2000). «Аспекты объединения каналов в оптических сетях (Интернет-проект)» .

[SRLGTerm-5] Бала Раджагопалан; Димитриос Пендаракис; Дебанжан Саха; Раму С. Рамамурти; Кришна Бала (сентябрь 2000 г.). «IP через оптические сети: архитектурные аспекты». Журнал коммуникаций IEEE . 38 (9): 94–102. CiteSeerX 10.1.1.24.7552 . дои : 10.1109/35.868148 .

[SRLGimpact-6] Jump up to: ^а ^б Дип Медхи; Сентил Шанкараппан (1993). «Влияние отказа линии передачи на сети с коммутацией каналов динамической маршрутизации вызовов в соответствии с различными политиками компоновки каналов». Журнал сетевого и системного управления . 1 (2): 143–169. дои : 10.1007/BF01035885 . S2CID 9966544 .

[SRLGSurvDesign-7] Дип Медхи (1994). «Единый подход к живучести сетей телетрафика: модели, алгоритмы и анализ». Транзакции IEEE в области коммуникаций . 42 (2/3/4): 534–548. Бибкод : 1994ITCom..42..534M . CiteSeerX 10.1.1.39.811 . дои : 10.1109/TCOMM.1994.577080 .

[SRLGResto-8] Jump up to: ^а ^б Дип Медхи; Раджив Хурана (1995). «Оптимизация и производительность схем восстановления сети для глобальных сетей телетрафика». Журнал сетевого и системного управления . 3 (3): 265–294. дои : 10.1007/BF02138930 . S2CID 7139084 .

[graph-9] Jump up to: ^а ^б ^с Датта, П.; Сомани, АК (2008). «Подходы к преобразованию графов для разнообразной маршрутизации при сбоях группы ресурсов с общим риском (SRRG)». Компьютерные сети . 52 (12): 2381–2394. CiteSeerX 10.1.1.503.2290 . дои : 10.1016/j.comnet.2008.04.017 . S2CID 1674533 .

[10] «Доказательство NP-полноты задачи разнообразной маршрутизации с общими SRG (см. раздел 7.1 в Приложении)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 12 сентября 2006 г. Проверено 15 декабря 2012 г.

[NP-11] Цзянь Цян Ху (2003). «Разнообразная маршрутизация в оптических ячеистых сетях». Транзакции IEEE в области коммуникаций . 51 (3): 489–494. дои : 10.1109/TCOMM.2003.809779 . S2CID 7914847 .

[12] «Об оптимизации группы звеньев общего риска» (DOC) . Research.att.com . Проверено 15 декабря 2012 г. (из [1] )

[13] Аличерри, Мансур; Бхатия, Рандип; Сание, Ирадж; Сенгупта, Судипта. «Маршрутизация SRLG с учетом разнообразия в оптических ячеистых сетях» (PDF) . Проверено 10 октября 2005 г.

[14] Себос, П.; Йейтс, Дж.; Хьялмтиссон, Г.; Гринберг, А. (2001). «Автоматическое обнаружение групп ссылок общего риска». Автоматическое обнаружение SRG . Том. 3. ИИЭР . стр. WDD3–W1–3. дои : 10.1109/OFC.2001.928453 . ISBN 978-1-55752-655-7 . S2CID 19321177 .

[15] Себос, Панайотис; Йейтс, Дженнифер; Рубинштейн, Дэн; Гринберг, Альберт. «Эффективность автоматического обнаружения SRG в оптических сетях» (PDF) . Проверено 15 декабря 2012 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]