Восстановление соединений сети mpls с использованием линейных диофантовых моделей

Восстановление соединений сети mpls с использованием линейных диофантовых моделей Кулаков Кирилл Александрович Петрозаводский государственный университет Москва - 2007

Актуальность • Использование приложений • Чувствительных к задержкам • Чувствительных к потере связности сети • Управление маршрутами в сети • Гарантированное время восстановления • Обеспечение качества сервиса • Учет дополнительных критериев

Сеть MPLS • Мультипротокольная коммутация по меткам • Уровень 2,5 в модели OSI • Набор меток определяет маршрут следованияпакета • Наличие информации о строении сети

Задача восстановления соединения • Потеря соединения • Нарушение линии связи • Выход из строя узла • Восстановление соединения • Построение обходного маршрута • Переключение соединения на новый маршрут

Базовые методы (RFC 3469) • По моделям • Перенаправление (rerouting, после потери соединения) • Защитное переключение (protection switching, до потери соединения • По топологиям • Локальное восстановление • Глобальное восстановление

Существующие методы восстановления • short leap shared protection (SLSP) • Разбиение маршрута на перекрывающиеся домены • Построение резервного маршрута в пределах домена • Использование комбинации базовых методов • MPLS local protection (Fast reroute) • Построение локального резервного маршрута • Быстрое восстановление

SLSP • Pin-Han Ho, Hussein T. Mouftah • Разбиение маршрута на домены • Построение резервногомаршрута в домене • Восстановление только для поврежденного домена • Быстрое восстановление • Меньшая деградацияхарактеристик маршрута

SLSP • Построить множество простых цикловграфа сети • Для каждого домена выбрать покрывающие маршрут циклы — кандидаты • Из множества кандидатов выбрать наилучший — резервный маршрут

Пример Граф сети MPLS 1. Множество простых циклов 2. Множество кандидатов 3. Резервный маршрут ABCA, BCDB, ABDCA, ACDEA, ABCDEA, ACBDEA, ABDEA ABDCA, ACDEA AED

Текущие проблемы восстановления • Построение циклов – экспоненциальная задача • Учет различных ограничений • Выбор оптимального маршрута • «Быстрый» поиск и построение резервного маршрута

Ассоциированные с формальными грамматиками системы однородных неотрицательных линейных диофантовых уравнений — системы одАНЛДУ Моделирование сети MPLS — Линии связи — Число попыток — Исходящие линии — Узлы сети — Количество линий связи

Решения системы одАНЛДУ — базис Гильберта — контуры орграфа сети MPLS Моделирование сети MPLS Общая модель — Число попыток передачи — Завершение пути следования

Модель топологии • Основа — матрица инцидентности • Каждая линия связи YZразделяется на 2 дуги xYZиxZY • Мера всех линий связи равна 1 • Поиск всех циклов сети

Пример модели 21 элемент в базисе Гильберта

Модель с обратной связью • Основа — модель топологии сети MPLS • Отсечение дуг входящих в начальный узел и исходящих из конечного • Добавление дуги связывающей конечный и начальный узлы • Поиск циклов проходящих черездугу

Пример модели 5элементов в базисе Гильберта

Модель с мерой дуг • Основа — модель с обратной связью • Каждой дуге назначается мера (стоимость) • Мера дуги равна 1 • В конечном узле существует сток • Поиск маршрутов с минимальной стоимостью

Пример модели 3элемента в базисе Гильберта

Анализ эффективности • Сравнение моделей с классическим вариантом

Решение • Классические алгоритмы нахождения циклов

Решение • Модификации алгоритмов

Решение • Таблица сравнения классических и модифицированных алгоритмов

Восстановление соединений сети mpls с использованием линейных диофантовых моделей