マルチパスルーティング

マルチパスルーティングは、ネットワーク上で複数の代替パスを同時に使用するルーティング手法です。これにより、フォールトトレランス、帯域幅の増加、セキュリティの向上など、さまざまな利点が得られます。

モバイルネットワーク

パフォーマンスやフォールトトレランスを向上させるために、同時マルチパスルーティング (CMR) は、データストリームの送信に使用可能な複数のパスを同時に管理および利用することを意味するとよく考えられています。ストリームは、単一のアプリケーションまたは複数のアプリケーションから発信される場合があります。使用可能なパスの数に応じて、ストリームには個別のパスが割り当てられます。使用可能なパスの数よりもストリームの数が多い場合は、一部のストリームがパスを共有します。CMR は、複数の送信キューを作成することで、帯域幅をより有効に活用します。パスに障害が発生した場合、そのパスに割り当てられたトラフィックのみが影響を受けるという点で、ある程度のフォールトトレランスが提供されます。また、理想的には、中断されたストリームを続行または再開するための代替パスがすぐに利用可能になります。

CMR は、中断されたストリームを再割り当てする機能を備えた複数のキャリア上で同時並行転送を提供し、利用可能な資産間で負荷分散を行うことで、より優れた伝送パフォーマンスとフォールトトレランスを実現します。ただし、CMR では、一部のアプリケーションがトランスポート層へのトラフィックの提供速度が遅くなるため、割り当てられたパスが不足し、使用率が低下する可能性があります。また、代替パスに移動すると、接続が再確立されるまでの中断期間が発生する可能性があります。

真のCMR

より強力な形式の CMR (真の CMR) は、単にバインド可能なアプリケーションへのパスを提示するだけにとどまりません。真の CMR は、使用可能なすべてのパスを 1 つの仮想パスに集約します。

アプリケーションは、ネットワーク層で多重化解除されるこの仮想パスにパケットを送信します。パケットは、ラウンドロビンや重み付け公平キューイングなどのアルゴリズムによって物理パスに分散されます。リンクに障害が発生した場合、後続のパケットはそのパスに送信されず、残りのパスを通じてアプリケーションへのストリームが中断されることなく継続されます。この方法は、アプリケーションレベルの CMR に比べてパフォーマンス上の大きな利点があります。

すべてのパスにパケットを継続的に提供することで、パスがより十分に活用されます。
いくつのパスが失敗しても、少なくとも 1 つのパスが利用可能である限り、すべてのセッションは接続されたままになり、ストリームを再起動する必要はなく、再接続のペナルティも発生しません。

毛細管ルーティング

ネットワークとグラフ理論において、キャピラリールーティングは、特定のネットワークにおける、一対の送信元ノードと宛先ノード間のマルチパスソリューションです。最短パスルーティングや最大フロールーティングとは異なり、任意のネットワークトポロジに対して、キャピラリールーティングソリューションは 1 つだけ存在します。

毛細管ルーティングは、反復線形計画法プロセスによって構築され、単一パスフローを毛細管ルートに変換します。

まず、ネットワークルーティングノードリンクの負荷の最大値を最小化する
- すべてのリンクに適用される負荷の上限値を最小化することでこれを実行します。
- フローの全質量は、可能な並列ルート間で均等に分割されます。
最初のレイヤーのボトルネックリンクを見つけ (下記参照)、その負荷量を見つかった最小値に設定します。
さらに、最初のレイヤーのボトルネックリンクを除いて、残りのすべてのリンクの最大負荷を最小限に抑えます。
- この 2 回目の反復により、パスの多様性がさらに向上します。
次に、第 2 ネットワーク層のボトルネックリンクを特定します。
- ここでも、残りのすべてのリンクの最大負荷を最小限に抑えますが、今度は 2 番目のネットワーク層のボトルネックも排除します。
構築されたレイヤーのボトルネック内に通信フットプリント全体が囲まれるまで、このアルゴリズムを繰り返します。

ネットワークプロトコルの各機能層では、リンクの最大負荷を最小限に抑えた後、ボトルネック検出プロセスで層のボトルネックが検出されます。

検出ループの各反復で、負荷が最大になり、ボトルネックとして疑われるすべてのリンクを介したトラフィックの送信を最小限に抑えます。
トラフィック負荷を最大に維持できないリンクは、最終的に候補パスリストから削除されます。
削除するリンクがなくなると、最適なパスが判明したため、ボトルネック検出プロセスは停止します。

参照

参考文献

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外部リンク

Dijiang Huang. 「マルチパスルーティング参考文献」。2008 年 10 月 13 日にオリジナルからアーカイブされました。