protección del ciclo p

En este modelo, se utilizan algunas técnicas para crear ciclos p aceptables con el fin de proteger la red; algunas de ellas incluyen:

• Optimización de la capacidad de reserva : El objetivo de esta técnica es optimizar la capacidad utilizada para la creación de los ciclos p (minimizarla) al tiempo que se garantiza la protección de todos los canales de trabajo. Este método crea ciclos p que protegen las rutas o tramos fuera de ciclo. ^{[ 1 ]} Este modelo es capaz de proporcionar un conjunto aceptable de ciclos p que garantiza una protección del 100 % en caso de un único fallo. Es posible añadir más restricciones para especificar y cumplir con las especificaciones de diseño requeridas.

• Optimización conjunta de la capacidad : en esta técnica, la optimización se extiende no solo a la capacidad de reserva de la red, sino a la capacidad total de la misma. Esto incluye tanto la capacidad de reserva como la capacidad operativa de la red. Otra diferencia radica en que el enrutamiento en la capacidad operativa no se realiza antes de la formación del ciclo p. Primero, se calcula una opción de ruta operativa para cada par origen/destino; luego, de entre todas las soluciones posibles encontradas, se selecciona un par, teniendo en cuenta la capacidad de reserva, para optimizar la capacidad total de la red. ^{[ 1 ]} El modelo para esta técnica se puede encontrar en [ 1 ].
• Optimización del margen de capacidad de trabajo protegido : este modelo se diferencia de los otros dos porque en él se determinan primero los ciclos p. Se tienen en cuenta algunos aspectos al crear los ciclos p, con el objetivo de optimizar el volumen general de los canales de trabajo que deben protegerse. Una vez determinados los ciclos p, la demanda de trabajo se enruta en la red dentro del dominio de protección de dichos ciclos. Este concepto se conoce como margen de capacidad de trabajo protegido (PWCE). ^{[ 1 ]}

El primer método para crear p-ciclos es computacionalmente intensivo cuando el número de nodos es grande. ^{[ 6 ]} El método heurístico presentado, denominado p-ciclo unitario basado en ER, muestra una solución atractiva para resolver el problema de la creación de p-ciclos sin el uso de ILP. Este método también tiene una solución cercana a la de una solución óptima, pero sin el tiempo computacional adicional requerido. La idea general del algoritmo es identificar p-ciclos unitarios que puedan proteger la mayor cantidad posible de enlaces de trabajo, lo que esencialmente reduce la cantidad de unidades de reserva necesarias para la protección. Un p-ciclo unitario puede proteger un enlace de trabajo en la dirección opuesta por cada tramo del ciclo y dos unidades de trabajo por cada tramo que lo abarca. La cantidad de unidades de reserva de un p-ciclo unitario es igual a la cantidad de tramos en el ciclo. ^{[ 6 ]} Una razón denominada ER se define como la cantidad de enlaces de trabajo que son protegidos por el p-ciclo unitario con respecto a la cantidad de unidades de reserva. Cuanto mayor sea la proporción, mejor será la eficiencia de los ciclos p de protección y, por lo tanto, esto es lo que busca el algoritmo.

El método se puede explicar de la siguiente manera, como se muestra aquí en [6]:

1. Basándose en el algoritmo de ^{[ 7 ]} , encuentre los ciclos posibles y determine la capacidad de trabajo para cada uno basándose en uno de los algoritmos de ruta más corta .
2. Calcula la relación ER de los ciclos unitarios para los ciclos calculados en el paso 1.
3. Según el cálculo de ER, seleccione el ciclo con el ER más alto.
4. Elimine los enlaces de trabajo que puedan estar protegidos por el ciclo seleccionado anteriormente y actualice la capacidad de trabajo.
5. Repita los pasos anteriores hasta que la capacidad de trabajo en cada tramo sea 0.

El método de Programación Lineal Entera (PLE) para crear p-ciclos requiere que primero se encuentren todos los conjuntos posibles de ciclos hasta un cierto tamaño o circunferencia de la red. Como resultado, este método es bueno para redes pequeñas o medianas. ^{[ 8 ]} Porque a medida que aumenta el número de nodos, el grafo de la red crece exponencialmente, lo que complica el problema para la PLE y aumenta sustancialmente el tiempo necesario para calcular los conjuntos. Por lo tanto, este método no es adecuado para redes grandes y se debe utilizar un método diferente. Una solución es un método de Algoritmo de Enlace Atravesado (SLA). Este método es rápido y simple para crear un conjunto de ciclos, pero sufre de ineficiencia para el diseño general de la red. ^{[ 8 ]} Esto se debe a que el algoritmo genera p-ciclos que tienen solo un tramo atravesado.

La característica clave del SLA es la capacidad de encontrar rápidamente los p-ciclos. El algoritmo funciona encontrando la ruta más corta entre los nodos de un tramo y luego encontrando otra ruta más corta entre el mismo conjunto de nodos que sea disjunta de la primera ruta. El p-ciclo se crea combinando las dos rutas encontradas previamente en una sola. ^{[ 8 ]} El tramo puede usar la otra ruta como respaldo en caso de falla. Esta formación de p-ciclo se llama p-ciclo primario. El problema con este método es que la mayoría de los p-ciclos primarios contienen solo un tramo que lo abarca y, por lo tanto, son ineficientes en comparación con otros tipos de p-ciclos construidos.

Este método se basa en reglas y conceptos adoptados del protocolo de red de autorreparación. ^{[ 9 ]} La idea detrás del (DCPC) es la siguiente: cada enlace de reserva tiene un estado asociado llamado statelet con un número de estados. El nodo ve cada enlace lógico con un estado entrante y un estado saliente. El estado entrante del enlace al nodo se origina en un nodo adyacente conectado por ese enlace. Además, cada estado saliente de un enlace tiene un estado entrante que forma su precursor. Basándose en esta idea, se envía un número de statelets a través de la red (difusión) y forma un árbol de estados. "Cada nodo en el árbol, tiene su raíz en el puerto precursor desde el cual se propagan los statelets salientes." ^{[ 9 ]} Esto se llama ruta de estado. Hay dos opciones de nodo en el algoritmo, a saber, Cycler y Tandem , cada uno con su rol específico. Cycler es un rol de emisor/elector; en este modo, Cycler envía y recibe partes de un estado que inició. Todos los nodos adoptan este comportamiento y esto se logra en un esquema round-robin . El otro rol es el Tandem , que funciona mediando la competencia de difusión de estado con nuevas reglas y criterios que no se encuentran en las redes de autorreparación. ^{[ 9 ]} En pocas palabras, cada nodo puede explorar la red y descubrir posibles p-ciclos. El rol Tandem también determina el descubrimiento permitido de p-ciclos por parte del tipo de nodo Cycler . Basado en el DCPC, los p-ciclos se autoorganizan en la capacidad de reserva de la red y se encuentran de forma distribuida. El algoritmo puede volver a ejecutarse cada vez que ocurre un cambio en la red para crear un uso óptimo de la capacidad de reserva. ^{[ 1 ]} Para obtener más información, se recomienda al lector leer [ 9 ].

Este método se basa en un sistema inteligente presente en la naturaleza. Se trata de un método distribuido que se fundamenta en agentes que trabajan de forma independiente, pero que se comunican entre sí mediante mensajes que se dejan o se recogen en cada nodo visitado por dicho agente. Este comportamiento es similar al de las hormigas, y se denomina sistema de hormigas de ciclo p. La agregación de los mensajes dejados o generados por estas hormigas constituye la base para la formación de ciclos p en el sistema. ^{[ 1 ]} Esta técnica presenta una alta adaptabilidad y redundancia en la red, lo que permite obtener soluciones óptimas.