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Articulo de referencia

Grupo de recursos de riesgo compartido

El grupo de recursos de riesgo compartido (conocido comúnmente como grupo de riesgo compartido o SRG) es un concepto en el enrutamiento de redes ópticas malladas que permite que...

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El grupo de recursos de riesgo compartido (conocido comúnmente como grupo de riesgo compartido o SRG) es un concepto en el enrutamiento de redes ópticas malladas que permite que diferentes redes sufran una falla común si comparten un riesgo común o un SRG común. El SRG no se limita a las redes ópticas malladas: también se utiliza en MPLS , redes IP y redes ópticas síncronas .

Un fallo en el SRG provoca la caída de múltiples circuitos debido a la falla de un recurso común que comparten esas redes. Existen tres grupos principales de riesgo compartido:

  • Grupo de vínculo de riesgo compartido (GVRC)
  • Grupo de nodos de riesgo compartido (SRNG)
  • Grupo de equipos de riesgo compartido (SREG).

La recuperación ante fallos es crucial en todo tipo de redes. Tanto MPLS como la red IP utilizan las capacidades de alta velocidad de las redes ópticas modernas. Los SRLG suelen trabajar con enlaces entre nodos de fibra óptica, pero no siempre es así. [ 1 ] [ 2 ] También se puede modelar un SRLG si los enlaces contienen líneas de transmisión en lugar de cable de fibra óptica. El modelado de SRG también se utiliza cuando un proveedor genera un acuerdo de nivel de servicio con un cliente con diversos esquemas de protección. [ 3 ]

Tipos de SRRG

SRLG

Ejemplo de SRLG

Los tramos de fibra son cables de fibra óptica que conectan dos nodos . En la práctica, estos cables se agrupan en un conducto de hormigón o poste de electricidad/teléfono (aéreo), lo que crea un grupo de enlace de riesgo compartido. Por ejemplo, si se corta un tramo de fibra, se caen todos los circuitos (enlaces lógicos de capa superior) que utilizan ese SRLG en particular. El término SRLG puede haber aparecido por primera vez en el año 2000. [ 4 ] [ 5 ] Los primeros trabajos (de la década de 1990) que consideraron el SRLG (antes de que se acuñara el término) para comprender las implicaciones debidas al SRLG y diseñar para la supervivencia y la restauración teniendo en cuenta el SRLG se pueden encontrar en [ 6 ] [ 7 ] . [ 8 ]

SRNG

Ejemplo de SRNG

En las redes de malla óptica, los nodos son puntos de unión de tramos de fibra. Algunos nodos pueden contener equipos de enrutamiento muy sofisticados, mientras que otros pueden ser simplemente un panel de conexiones . En cualquier caso, un nodo constituye un grupo de nodos con riesgo compartido, ya que si un nodo falla, la falla afecta a todas las señales que pasan por ese nodo en particular.

SREG

El grupo de riesgo compartido también se extiende dentro del propio nodo, en particular a los nodos que contienen tarjetas de red multipuerto. Los equipos de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) también se consideran SREG, ya que el fallo de un multiplexor DWDM afecta a todos los canales que lo atraviesan. Lo mismo ocurre con las tarjetas de red multipuerto. Cuando no es posible el enrutamiento a través de SNRG, la diversidad de paquetes de circuitos dentro del mismo nodo puede reducir el riesgo de fallo.

Enrutamiento diverso en caso de fallo de SRG

La recuperación ante fallos es una parte esencial de cualquier red óptica. Al configurar un circuito, los ingenieros suelen utilizar un algoritmo de ruta más corta, como Dijkstra . Los cálculos para una ruta de protección deben tener en cuenta que esta debe proporcionar una protección SRG del 100 %. En otras palabras, la ruta de protección no puede pasar por el mismo SRLG o SRNG. Si no se logra la diversidad de SRG, el fallo de dicho SRG provoca el fallo simultáneo de la ruta principal y las rutas de respaldo. Por lo tanto, las dos rutas calculadas deben tener diversidad de SRG. [ 6 ] [ 8 ] [ 9 ]

Estudios recientes han demostrado que el enrutamiento diverso SRG es, de hecho, NP-completo . [ 10 ] Actualmente no se conoce ningún método discreto para resolver este problema del mundo real en redes a gran escala. Se ha logrado resolver este problema mediante una solución heurística. [ 1 ]

Completitud del NP

Grafo utilizado para demostrar la NP-completitud del problema diverso SRG.

El problema de enrutamiento diverso SRG ha demostrado ser NP-completo . Para demostrar que un problema es NP-completo, basta con probar que se asemeja mucho a otro problema NP-completo bien conocido. Para ello, los ingenieros introducen un grafo, como se muestra en la imagen. El grafo representa que, entre dos nodos, existen múltiples caminos que pueden incluir otros nodos. Los caminos paralelos en los subgrafos (marcados con un círculo azul) pertenecen al mismo SRLG.

Encontrar una ruta diversa SRG equivale a encontrar dos subconjuntos disjuntos, de modo que cada subconjunto contenga al menos un elemento común. Esto es equivalente al problema de división de conjuntos, que se ha demostrado que es NP-completo. Por lo tanto, el problema de enrutamiento diverso SRG también es NP-completo. [ 11 ] (SRLG se puede resolver utilizando el algoritmo de Suurballe ).

Enfoque de transformación de grafos

Este enfoque falla porque el algoritmo encontraría una ruta inexistente.

Se han realizado numerosos intentos para superar la falta de solución al problema de enrutamiento diverso SRG. Uno de estos intentos se basa en un enfoque de transformación de grafos . [ 9 ] Este método toma el grafo de red original y le aplica transformaciones para obtener un grafo transformado que, en cierta medida, resuelve el problema de enrutamiento diverso SRG. Sin embargo, este método presenta ciertas limitaciones.

Tras obtener el grafo transformado, basta con calcular la ruta principal mediante un algoritmo conocido para encontrar la ruta más corta, como el de Dijkstra. Una vez calculada la ruta principal y eliminados todos los nodos y enlaces de la misma, se vuelve a ejecutar el algoritmo en la red restante. En algunos casos, debido a restricciones topológicas, pueden surgir obstáculos inevitables que impidan al algoritmo encontrar una solución. También existen obstáculos evitables , derivados de restricciones de parámetros como el coste. Estos pueden superarse reconsiderando los valores de los parámetros o modificando el algoritmo para hacerlo más robusto.

Este método es limitado; se deben cumplir las siguientes condiciones para calcular dos rutas SRG diversas:

  • El número de enlaces a un SRLG debe ser menor que el grado del nodo en el que incide el SRLG.
  • Un SRLG no puede ser un subconjunto de otro SRLG.
  • Una arista (dos nodos conectados por un enlace) puede compartir como máximo dos SRLG.

Este enfoque solo funciona en circunstancias muy específicas. Al observar redes implementadas a gran escala, este enfoque resulta inútil porque los enlaces en la red superan ampliamente estas restricciones. Un enlace típico puede contener hasta 50 000 SRLG. [ 12 ] Una de las razones por las que este enfoque falla es en el caso de dos aristas independientes donde los enlaces caen en el mismo SRLG, incluso si el algoritmo encuentra una ruta incorrecta porque no existe una ruta física. [ 9 ]

Detección automática de SRLG

Los proveedores de redes modernos tienen varias formas de gestionar el enrutamiento diverso de grupos de riesgo compartido. [ 13 ] Los SRG ahora están estrechamente vinculados a los acuerdos de nivel de servicio. En algunos casos, no es posible lograr una diversidad de SRG del 100 %. Un ejemplo de esto es el enlace que va desde la oficina del cliente a las oficinas locales del proveedor. A menudo, la ruta principal y la ruta de respaldo salen del edificio por el mismo punto, que en sí mismo constituye un SRG.

La forma más común de gestionar los SRG es mantener una base de datos con todos los SRG de la red. La actualización de estas bases de datos es un tema de gran importancia, ya que la actualización manual puede dar lugar a errores humanos. Además, puede retrasar la actualización debido a los rápidos cambios en la topología de la red . Se ha propuesto el autodescubrimiento de SRG. Este autodescubrimiento utiliza todos los componentes de la capa física . Los componentes activos son aquellos que se pueden monitorizar e incluyen amplificadores , transpondedores , regeneradores y multiplexores/demultiplexores DWDM . Los componentes pasivos no se pueden monitorizar electrónicamente e incluyen conductos, paneles de conexión simples y puntos de empalme.

Equipar estos componentes con GPS facilitaría la identificación de su posición para un sistema de gestión SRLG. El sistema podría entonces generar todos los SRLG basándose en esta información. Esto también ayudaría a localizar la falla, lo que reduciría aún más el tiempo de inactividad del SRG averiado. Un canal de supervisión podría conectarse a todos los componentes activos para proporcionar gestión y supervisión. [ 14 ] ( requiere registro )

Debido a que las SRLG más largas tienen más componentes, es más fácil detectarlas. Las SRLG más cortas son más difíciles de detectar porque no tienen tantos componentes como las más largas. El parámetro que determina la eficacia de la detección de una SRLG es la relación entre la distancia del amplificador y la longitud de la SRLG. Las SRLG que abarcan más de 50 millas se detectan casi al 100%. [ 15 ]

Véase también

Telecomunicaciones y redes

equipos de telecomunicaciones

Redes de paquetes

Disponibilidad

Referencias

  1. 1 2 Dahai Xu; Guangzhi Li; Ramamurthy, Byrav; Chiu, Angela; Dongmei Wang; Doverspike, Robert. "SRLG-Diverse Routing of Multiple Circuits in a Heterogeneous OPM" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 28-07-2014 . Recuperado el 15-12-2012 .
  2. ↑ Shao, X.; Bai, Y.; Cheng, X.; Yeo, YK; Zhou, L.; Ngoh, LH (2011). "Protección contra fallas SRLG de mejor esfuerzo para redes ópticas WDM". Journal of Optical Communications and Networking . 3 (9): 739. doi : 10.1364/JOCN.3.000739 . S2CID 17219862 . 
  3. ↑ Lu Shen; Xi Yang; Ramamurthy, Byrav (2003). "Shared Risk Link Group (SRLG)-Diverse Path Provisioning under Hybrid Service Level Agreements". IEEE/ACM Transactions on Networking : 918–931 . CiteSeerX 10.1.1.112.9508 . 
  4. ↑ Bala Rajagopalan; Debanjan Saha (2000). "Consideraciones sobre el agrupamiento de enlaces en redes ópticas (borrador de Internet)" .
  5. ↑ Bala Rajagopalan; Dimitrios Pendarakis; Debanjan Saha; Ramu S. Ramamoorthy; Krishna Bala (septiembre de 2000). "IP sobre redes ópticas: aspectos arquitectónicos". Revista de comunicaciones IEEE . 38 (9): 94– 102. CiteSeerX 10.1.1.24.7552 . doi : 10.1109/35.868148 . 
  6. 1 2 Deep Medhi; Senthil Sankarappan (1993). "Impacto de una falla de enlace de la instalación de transmisión en redes de conmutación de circuitos con enrutamiento dinámico de llamadas bajo diversas políticas de diseño de circuitos". Journal of Network and Systems Management . 1 (2): 143– 169. doi : 10.1007/BF01035885 . S2CID 9966544 . 
  7. ↑ Deep Medhi (1994). "Un enfoque unificado para la supervivencia de redes de teletrafico: modelos, algoritmos y análisis". IEEE Transactions on Communications . 42 (2/3/4): 534– 548. Bibcode : 1994ITCom..42..534M . CiteSeerX 10.1.1.39.811 . doi : 10.1109/TCOMM.1994.577080 . 
  8. 1 2 Deep Medhi; Rajeev Khurana (1995). "Optimización y rendimiento de esquemas de restauración de red para redes de teletrafico de área amplia". Journal of Network and Systems Management . 3 (3): 265– 294. doi : 10.1007/BF02138930 . S2CID 7139084 . 
  9. 1 2 3 Datta, P.; Somani, AK (2008). "Enfoques de transformación de grafos para enrutamiento diverso en fallas de grupos de recursos de riesgo compartido (SRRG)". Computer Networks . 52 (12): 2381– 2394. CiteSeerX 10.1.1.503.2290 . doi : 10.1016/j.comnet.2008.04.017 . S2CID 1674533 .  
  10. ↑ "Prueba de NP-completitud del problema de enrutamiento diverso con SRG generales (véase la sección 7.1 del Apéndice)" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 12 de septiembre de 2006. Consultado el 15 de diciembre de 2012 .
  11. ↑ Jian Qiang Hu (2003). "Enrutamiento diverso en redes de malla óptica". IEEE Transactions on Communications . 51 (3): 489– 494. doi : 10.1109/TCOMM.2003.809779 . S2CID 7914847 . 
  12. ↑ "Sobre la optimización de grupos con vínculos de riesgo compartido" (DOC) . Research.att.com . Consultado el 15 de diciembre de 2012 .(de)
  13. ↑ Alicherry, Mansoor; Bhatia, Randeep; Saniee, Iraj; Sengupta, Sudipta. "Enrutamiento de protección con reconocimiento de diversidad SRLG en redes de malla óptica" (PDF) . Recuperado el 10 de octubre de 2005 .
  14. ↑ Sebos, P.; Yates, J.; Hjalmtysson, G.; Greenberg, A. (2001). "Auto-discovery of shared risk link groups". Auto-Discovery of SRGs . Vol. 3. IEEE . pp. WDD3–W1–3. doi : 10.1109/OFC.2001.928453 . ISBN   978-1-55752-655-7. S2CID 19321177 . 
  15. ↑ Sebos, Panagiotis; Yates, Jennifer; Rubenstein, Dan; Greenberg, Albert. "Eficacia del descubrimiento automático de SRG en redes ópticas" (PDF) . Consultado el 15 de diciembre de 2012 .

Lecturas adicionales

  • "Enrutamiento de rutas en redes ópticas de malla", por Eric Bouillet, Georgios Ellinas, Jean-Francois Labourdette y Ramu Ramamurthy.Archivado el 16 de febrero de 2013 en Wayback Machine .,
  • "Recuperación de redes: protección y restauración de redes ópticas, SONET-SDH, IP y MPLS", por Jean-Philippe Vasseur, Mario Pickavet y Piet Demeester.
  • "Tecnologías GMPLS: Redes y sistemas troncales de banda ancha" por Naoaki Yamanaka, Kohei Shiomoto y EIJI AUTOR OKI
  • "Enrutamiento, flujo y diseño de capacidad en redes de comunicación e informáticas", por M. Pióro y D. Medhi, Morgan Kaufmann Publishers (2004)
  • Grupo de Enlace de Riesgo Compartido (SRLG) Archivado el 14/02/2013 en Wayback Machine
  • Acuerdos de Nivel de Servicio
  • Vídeo sobre la localización de fallos en el SRLG
  • Mapa que muestra todos los cables de fibra óptica submarinos del mundo.