セグメント保護

セグメント保護は、ほとんどのネットワークで使用できるバックアップ技術の一種です。専用バックアップまたは共有バックアップ保護として実装できます。重複セグメントと非重複セグメントが許可されており、それぞれに異なる利点があります。

1. 作業パス- 送信元から宛先までの選択されたルートです。
2. セグメント保護パス- 破損したセグメントが保護されたパスを使用している作業パスです。
3. プライマリ セグメント- 作業パスのセグメントです。
4. 保護されたセグメント- 1 つのセグメントのバックアップ パスです。
5. エンドツーエンドの保護- ソースと宛先がバックアップ保護のエンドポイントでもある 1 つのセグメントの保護です。

^[1]

右側の「ワーキング パス」アニメーションでは、選択されたルートのプライマリ パスがワーキング パスになることがわかります。この例では、ソース (ノード A) が B、次に C、D、E、最後に宛先 (ノード F) にルーティングされることを示しています。セグメント保護が実装されていることがわかります。セグメントはノード A、B、C、D で構成され、セグメントはノード C、D、E、F で構成されます。リンク BC に障害が発生したと仮定します。ノード B と C は、それらの間のリンクがダウンしていることを認識しているため、リンクがダウンしていることとバックアップ パスに移動するように近隣ノードに信号を送ります。ノード A はトラフィックをノード D に直接送信します。次に、ノード D はトラフィックをそのルート経由で E に送信し、最後に宛先 F に送信します。 ${\displaystyle アルファ}$${\displaystyle ベータ}$

注: この場合、セグメントのセグメント保護パスには中間ノードが含まれません。通常はそうではありませんが、それぞれ例が続きます。 ${\displaystyle アルファ}$

重複セグメント保護と非重複セグメント保護には 1 つの大きな違いがありますが、異なるコストで異なる保護を提供します。^[2]右側の図、「重複保護」と「非重複保護」は、2 つの違いを示しています。重複スキームでは、 2 つのセグメントによって保護されているリンクが少なくとも1 つあることを確認しますが、非重複スキームでは、前のセグメントが終了したのと同じノードでセグメント保護を開始します。ノード保護は、重複スキームが非重複スキームよりも優れている主な利点です。

提供されるノード保護により、ノードがオフラインになった場合にパスをプロビジョニングできます。図「重複リンク」では、リンク CD がセグメントとセグメントから保護されていることがわかります。このタイプの保護により、ノード C に障害が発生しても、セグメントのバックアップを使用できます。パスは、ノード A から D、E、F になります。これは、ノード D に障害が発生した場合にも同じように機能します。その障害に対応するパスは、ノード A から B、C、F になります。 ${\displaystyle アルファ}$${\displaystyle ベータ}$${\displaystyle アルファ}$

非重複セグメント保護では、すべてのノードでノード保護が提供されるわけではありません。この方式では、セグメントのエンド ノード以外のノード障害からのみ回復できます。図「非重複保護」では、ノード D に障害が発生すると、ソースであるノード A から宛先であるノード F へのパスをプロビジョニングできません。非重複セグメント保護は、各セグメントのエンド ノードのみに追加のポートが必要なため、よりコスト効率の高いソリューションです。長期的には、プロビジョニングされた回線の可用性が大幅に高まるため、重複セグメント保護を実装する方がコスト効率が高くなります。

専用セグメント保護と共有セグメント保護の両方が使用可能です。共有セグメント保護を使用すると、より効率的なネットワークを展開できます。これらの両方のスキームは、重複ネットワーク トポロジと非重複ネットワーク トポロジに実装できます。「作業パス」図は、専用重複セグメント保護を示しています。

右側の「共有セグメント保護」は、共有非重複セグメント保護を示しています。作業パス A と B の両方にセグメント保護があります。最初のセグメント保護パスは、ノード A から B から C から D で構成され、2 番目はノード D から E から F で構成されています。この例では、作業パス A の一部であるノード D から F に障害が発生した場合、ノード D はそのセグメントに対してシュレッド セグメント保護を使用することがわかります。作業パス A の新しいパスは、A から D から E から F になります。もちろん、最初の障害が修復される前に同じセグメントで 2 番目の障害が発生した場合、回復は不可能になります。^[2]

共有セグメント保護により、効率が向上します。ここで例として挙げたネットワークは単純ですが、共有の利点は明らかです。前の例では、作業パスごとに新しいバックアップ セグメント保護が必要ないことがわかります。このスキームを大規模ネットワークに拡張すると、コストが大幅に改善されます。

この保護スキームは、ほとんどのメッシュ ネットワークに実装できます。もちろん、ネットワークが大きいほど、利用できる可能性は広がります。作業パスの決定は、ルーティング アルゴリズムによって行われます。特定のアルゴリズムに限定されるわけではありませんが、セグメントごとに保護パスを作成してセグメントを作成できるように変更する必要があります。

もう一つの重要なパラメータは、最適なネットワークを実現するために各セグメントが持つべきホップ数または距離です。どのネットワークにも当てはまる秘密の数字はありませんが、実験結果を示した研究はあります。^[3]

一般化セグメント保護「アルゴリズムは次のように機能します。K 個の作業パスは、事前に決定された基準 (最短パス、最小の非可用性、最短ホップ数など) に基づいて選択されます。K 個のパスを選択すると、各作業パスの作業パスに沿ったリンクが逆になります。少なくとも 1 つの予備チャネルを持つすべてのリンクのコストは、無視できる係数 ε によって低下します。作業パスから始まり、作業パスで終了する各リンクは、そのエンドポイントが作業パスの前のノードに移動されるように変更されます。最後に、ソースから宛先へのパスが選択されます。パスを取得すると、変更されたリンクが復元され、対応するバックアップ セグメントを使用して接続がプロビジョニングされます。」^{[2] [4] [5]}

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• リンク保護
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