Mechanizmy odtwarzania
W mechanizmach odtwarzania rezerwowane są pewne zasoby zapasowe,
które wykorzystywane są do znalezienia takiej ścieżki odtwarzającej, która nie wykorzystuje żadnego z uszkodzonych elementów odpowiadającej jej ścieżki roboczej. Większość metod odtwarzania rozpoczyna procedurę wyszukiwania ścieżki odtwarzającej w chwili wykrycia uszkodzenia (Rozdz. 3.4). Ich zaletą jest niewielki nadmiar niewykorzystanych zasobów
w przypadku braku awarii oraz malejący stosunek przepływności zapasowej
do przepływności roboczej przy wzroście ilości połączeń między danymi węzłami sieci.
Nie gwarantują one jednak pewnego wznowienia pracy, gdyż w momencie wykrycia awarii wystarczająca ilość dostępnych zasobów może nie być dostępna.
Mechanizmy odtwarzania można podzielić na scentralizowane i rozproszone,
a dodatkowo każdy a nich może być zastosowany w przypadku odtwarzania:
łącza,
fragmentu ścieżki,
ścieżki,
przy wykorzystaniu wcześniej wyliczonej ścieżki.
Odtwarzanie scentralizowane i rozproszone
Odtwarzanie scentralizowane polega na wyznaczaniu ścieżek odtwarzających przed wykryciem uszkodzenia, a ich spis znajduje się w bazie danych przechowywanej na jednym
z urządzeń. W momencie wystąpienia uszkodzenia, następuje odnalezienie ścieżki awaryjnej
i próba jej zestawienia. Natomiast odtwarzanie rozproszone polega na wyszukiwaniu ścieżki odtwarzającej dopiero w chwili wykrycia uszkodzenia. Aktualna informacja o stanie jaki panuje w całej sieci nie jest znana w żadnym z węzłów, co może spowodować konflikty związane z równoczesnym dostępem do tych samych zasobów. Konflikty te spowodować mogą konieczność przeprowadzenia wielu iteracji w celu pomyślnego wznowienia pracy
po uszkodzeniu. Zwiększenie liczby iteracji powoduje wzrost ruchu sygnalizacyjnego w sieci
i wydłużenie czasu trwania awarii. W poniższej tabeli (Tab. 4.7) zamieszczone zostało porównanie obu mechanizmów [0], [0].
Tab. 4.7 Porównanie odtwarzania scentralizowanego z rozproszonym
| Odtwarzanie scentralizowane | Odtwarzanie rozproszone | |
| Czas odtwarzania | Zależny od rozmiarów przechowywanej bazy danych | Zależny od rozmiarów sieci i szybkości działania algorytmu |
| Skalowalność | Brak | Bardzo dobra |
| Wykorzystanie zasobów | Słabe | Dobre |
| Ruchu związany z sygnalizacją | Mały | Duży |
| Implementacja | Konieczność przechowywania baz danych | Konieczność stosowania algorytmów oraz bardziej skomplikowanych urządzeń |
| Rodzaj sieci | Małe | Wszystkie |
| Rodzaj ruchu | Statyczny | Statyczny i dynamiczny |
W dalszej części rozdziału omówione będą typy stosowanych mechanizmów odtwarzania oraz ich klasyfikacja. Z powyższej tabeli wynika, że każda z metod ma swoje zalety i wady. Z tego też względu przy klasyfikacji każdej z niżej opisanych technik
nie będzie uwzględnione zastosowanie wyżej opisanych metod. Należy jednak zdawać sobie sprawę, że mamy do wyboru dwa rozwiązania dla każdego z mechanizmów i w zależności
od rodzaju sieci, ruchu w niej lub innego czynnika możemy wybrać dla danych warunków lepsze.
Stosowane techniki odtwarzania
Każdy z niżej wymienionych mechanizmów może stosować, w celu zwiększenia wykorzystania zasobów sieci, przesyłanie dodatkowego ruchu o niskim priorytecie
do momentu wykrycia uszkodzenia. W celu poprawienia jakości połączeń, które zostały przełączone na zasoby awaryjne, można wykorzystać po usunięciu awarii funkcję powrotu
do stanu przed uszkodzeniem.
Odtwarzanie łącza
Metoda odtwarzająca łącze (Rys. 4.9) wykorzystuje lokalną zmianę biegu ścieżki.
W wyniku jej działania następuje przekierowanie ruchu tak, aby ominął uszkodzone łącze.
W ten sposób następuje odtworzenie ruchu jedynie pomiędzy węzłami sąsiadującymi
z uszkodzeniem, a nowa ścieżka obejmuje łącze odtwarzające i nieuszkodzone elementy ścieżki roboczej. Zasoby dla potrzeb odtworzenia ruchu pomiędzy dwoma sąsiednimi węzłami rezerwuje się jednokrotnie i są one wykorzystywane na potrzeby wszystkich połączeń zestawionych między nimi.
Rys. 4.9 Odtwarzanie łącza
Metoda ta charakteryzuje się:
stosunkowo krótkim czasem wznowienia pracy sieci,
ograniczonym wyborem ścieżki odtwarzającej,
stosowaniem stosunkowo prostych algorytmów.
Odtwarzanie fragmentu ścieżki
Odtwarzanie fragmentu ścieżki polega na dokonaniu zmiany trasy połączenia
w zakresie segmentu ([0], Rozdz. 1). Metoda ta wykorzystuje część ścieżki roboczej
od węzła początkowego do węzła, który przełącza na ścieżkę odtwarzającą. Na poniższym rysunku (Rys. 4.10) przedstawiona została zasada działania tej metody.
Rys. 4.10 Odtwarzanie fragmentu ścieżki
Metoda ta charakteryzuje się w porównaniu z poprzednimi:
dłuższym czasem wznowienia pracy,
lepszym wykorzystaniem zasobów,
stosowaniem bardziej skomplikowanych algorytmów.
Odtwarzanie ścieżki
Odtwarzanie ścieżki (Rys. 4.11) polega na dokonaniu zmiany jej biegu na całej długości. Ścieżka odtwarzająca wybierana jest pomiędzy węzłami końcowymi połączenia roboczego [0]. W przeciwieństwie do odtwarzania łącza, metoda ta nie wykorzystuje żadnych działających elementów ścieżki roboczej. W [0] znajduje się opis algorytmów wykorzystywanych do wyboru ścieżek odtwarzających oraz minimalizacji zasobów zapasowych.
Rys. 4.11 Odtwarzanie ścieżki
Metoda ta charakteryzuje się w porównaniu z wyżej wymienionymi:
lepszym wykorzystaniem zasobów,
dłuższym czasem wznowienia pracy,
bardziej skomplikowanymi algorytmami.
Odtwarzanie przy wykorzystaniu wcześniej wyliczonej ścieżki
Technika ta stanowi połączenie metod protekcji i mechanizmów odtwarzania [0].
W chwili przyjęcia nowego zgłoszenia i zestawienia połączenia nie jest określana ścieżka odtwarzająca, ani nie są dla niej rezerwowane żadne zasoby. Od momentu zestawienia ścieżki roboczej węzeł początkowy i poszczególne węzły pośrednie próbują znaleźć łącza omijające węzeł im sąsiedni, a prowadzące do węzła kolejnego w kierunku węzła końcowego danej ścieżki (Rys. 4.12). Po znalezieniu takiego połączenia awaryjnego dany węzeł próbuje zarezerwować odpowiadające mu zasoby. Jeśli któryś z węzłów nie zdołał wyszukać łącza odtwarzającego, będzie próbował dalej po odczekaniu pewnego czasu.
Rys. 4.12 Odtwarzanie przy wykorzystaniu wcześniej wyliczonej ścieżki
Metoda ta charakteryzuje się w porównaniu z wyżej wymienionymi:
krótszym czasem wznowienia pracy,
słabszym wykorzystaniem zasobów, ze względu na większy ruch sygnalizacyjny oraz rezerwację przed wykryciem uszkodzenia,
zapewnieniem ochrony przed jednoczesnym uszkodzeniem wielu łączy danej ścieżki,
większą gwarancją na wznowienie pracy.
Klasyfikacja mechanizmów odtwarzania
Metody odtwarzania stosowane są najczęściej w sieciach o strukturze kratowej. Związane jest to z dużą liczbą łączy, a tym samym z ułatwieniem znalezienia połączenia odtwarzającego. Techniki odtwarzania w porównaniu z przełączeniami protekcyjnymi ogólnie charakteryzują się:
dłuższym czasem wznawiania pracy,
bardziej skomplikowaną implementacją,
lepszym wykorzystaniem zasobów sieci,
lepszą skalowalnością,
gorszym stopniem niezawodności sieci,
mniejszą ilością zasobów zapasowych.
Poniżej przedstawiona została klasyfikacja metod odtwarzania. Jest ona przeprowadzona w sposób analogiczny jak miało to miejsce w przypadku mechanizmów protekcji (Rozdz. 4.5.3). Wyniki zawarte zostały w poniższych tabelach(Tab. 4.8, Tab. 4.9, Tab. 4.10) i przedstawione na poniższym wykresie (Rys. 4.13).
Tab. 4.8 Klasyfikacja metod odtwarzania pod względem ich kosztu
| Numer | Odtwarzanie | a | b | Koszt |
| 1 | Łącza | 1 | 8 | 5.2 |
| 2 | Fragmentu ścieżki | 3 | 6 | 4.8 |
| 3 | Ścieżki | 5 | 4 | 4.4 |
| 4 | * | 4 | 5 | 4.6 |
* – Odtwarzanie przy wykorzystaniu wcześniej wyliczonej ścieżki
Tab. 4.9 Klasyfikacja metod odtwarzania pod względem ich zysku
Numer | c | d | e | f | Zysk |
| 1 | 6 | 4 | 4 | 5 | 4.67 |
| 2 | 4 | 5 | 6 | 7 | 5.83 |
| 3 | 2 | 6 | 8 | 9 | 7 |
| 4 | 8 | 8 | 5 | 6 | 6.33 |
Tab. 4.10 Współczynnik Zysk/Koszt
Numer metody | 1 | 2 | 3 | 4 |
Zysk/Koszt | 0,89 | 1,21 | 1,59 | 1,37 |
Rys. 4.13 Współczynnik Zysk/Koszt dla metod odtwarzania
Na podstawie powyższej klasyfikacji można stwierdzić, że najbardziej atrakcyjnymi rozwiązaniami są:
odtwarzanie ścieżki,
odtwarzanie przy wykorzystaniu wcześniej wyliczonej ścieżki.
Pierwsze z nich może być stosowane w przypadku sieci, w których szybkość wznawiania pracy oraz wysoka niezawodność sieci nie są konieczne, a uwagę przywiązuje się do skalowalności i wykorzystania zasobów. Przykładem mogą być sieci, w których przenoszone są dane, dla których czas przesłania nie jest ważny (www, e-mail). Rozwiązanie drugie umożliwia zagwarantowanie większej pewności odnośnie szybkiego wznowienia pracy sieci. Może ono stanowić konkurencyjne rozwiązanie dla metody p-obwodów
(Rozdz. 4.5.2.2) w przypadku sieci o krótkiej żywotności połączeń.
komentarze
Copyright © 2008-2010 EPrace oraz autorzy prac.