Do những −u điểm của IP/WDM, một vấn đề quan trọng về hoạt động của mạng là việc hồi phục, nhắm đến một mạng mau chóng phục hồi để khôi phục l−u l−ợng bị ảnh h−ởng bởi những lỗi. Việc phục hồi có thể đ−ợc thực hiện theo 2 cách, có dự phòng và không có dự phòng. Phục hồi có dự phòng cũng còn đ−ợc gọi là bảo vệ (protection). Nó đ−ơng đầu với khôi phục lỗi xác định tr−ớc do các tài nguyên bảo vệ đ−ợc dự phòng tr−ớc và có thể đ−ợc sử dụng bởi l−u l−ợng có độ −u tiên thấp nếu việc dành quyền −u tiên đ−ợc cho phép. Phục hồi giải quyết vấn đề phát hiện động các đ−ờng đi thay thế từ các tài nguyên mạng dự phòng khi phát hiện đ−ợc lỗi. Phục hồi động có hiệu suất sử dụng tài nguyên tốt hơn so với bảo vệ nh−ng nó yêu cầu thời gian phục hồi lâu hơn và liên quan đến nhiều vấn đề phức tạp trong báo hiệu và định tuyến.
Một cơ chế phục hồi có thể đ−ợc cung cấp về việc phân lớp trong mạng IP/WDM và trong kiến trúc liên mạng IP/WDM. Một mạng IP/WDM có thể truyền dẫn IP/MPLS trực tiếp trên WDM, hoặc IP/ATM/SONET/WDM. Trong một mạng IP/WDM nhiều lớp, việc phục hồi có thể đ−ợc cung cấp hoặc là trong một lớp hoặc là trong một mô hình ngang hàng trong số các lớp khác nhau. Việc bảo vệ lớp d−ới sử dụng các cơ chế bảo vệ nguyên thuỷ nh−
chuyển mạch sợi tự động trong SONET, trong khi việc phục hồi các lớp cao hơn nhắm đến việc phục hồi mức dịch vụ.
Hình 3-9: Phục hồi mạng IP/ WDM
Hình 3-9 chỉ ra một số kiểu phục hồi IP/WDM. Trong mạng WDM (D) (góc d−ới bên phải) trong hình vẽ, mỗi sợi liên kết đ−ợc bảo vệ bởi một sợi dự phòng (thể hiện bằng nét đứt trong hình vẽ) trong vòng ring, tức là chuyển mạch bảo vệ tự động (APS). Loại bảo vệ sợi này chỉ cần một cơ chế điều khiển và quản lý mạng đơn giản và cung cấp khả năng phục hồi nhanh, ví dụ nhỏ hơn 50 ms. Tuy nhiên cách tiếp cận này có độ hiệu dụng thấp, chỉ 50% dung l−ợng mạng đ−ợc sử dụng cho truyên tải l−u l−ợng.
Một cơ chế phục hồi IP/WDM khác là bảo vệ /phục hồi đ−ờng đi (path), nó có hiệu suất sử dụng băng thông cao hơn nh−ng thời gian phục hồi lâu hơn. Việc phục hồi đ−ờng đi đ−ợc c−ỡng bức bởi NMS hoặc là nh− yêu cầu ng−ời dùng hoặc là nh− các cơ chế QoS đ−ợc cung cấp bởi mạng. Trong mạng
Path ban đầu Path khôi phục LSP2 LSP2 LSP1 LSP1 Mất kết nối Kết nối Link bảo vệ
IP/WDM , việc bảo vệ đ−ờng đi có thể đ−ợc đ−a ra trong mạng lõi, tức là kênh lambda. Trong các mạng IP/WDM, việc bảo vệ đ−ờng đi có thể đ−ợc thiết kế cho các kênh ảo.
Về nguyên tắc cơ bản, việc phục hồi động có thể đ−ợc áp dụng cho các kênh b−ớc sóng phụ hoặc các kênh ảo, nh−ng mức bảo vệ này th−ờng tạo ra một l−u l−ợng điều khiển đáng kể và do đó cản trở việc thực thi thời gian thực của nó và do đó gây khó khăn cho việc mở rộng. Việc bảo vệ/phục hồi mạng có 3 loại sau:
- Bảo vệ/phục hồi liên kết (link): trong bảo vệ liên kết, một đ−ờng liên kết rời rạc dành riêng (dedicated link disjoint backup route) đ−ợc thiết lập tr−ớc trong quá trình tạo ra LSP hoặc lightpath cho liên kết chính. Trong tr−ờng hợp liên kết bị lỗi, ngay khi các node gần kề của nó phát hiện ra, node gần kề h−ớng lên (upstream) chuyển sang đ−ờng đi dự phòng nếu có một đ−ờng bảo vệ hoặc tính toán động một đ−ờng đi để thay thế cho liên kết bị hỏng. LSP 1 trong hình 3-9 chỉ ra một ví dụ của việc phục hồi liên kết.
- Bảo vệ/phục hồi LSP hoặc lightpath: Khi phát hiện đ−ợc một liên kết bị lỗi, các node gần kề của nó thông báo cho các node h−ớng vào (ingress) và h−ớng ra (egress) của các lightpath hoặc các LSP đi qua (traversing) liên kết bị lỗi. Các node h−ớng vào và h−ớng ra hoặc là sử dụng đ−ờng đi dự phòng end-to-end provisioned hoặc là tính toán một đ−ờng đi end-to-end mới dựa trên điều kiện và dung l−ợng hiện tại của mạng. Khi đ−ờng đi dự phòng đ−ợc thiết lập, các node h−ớng vào và h−ớng ra chuyển từ đ−ờng đi chính bị lỗi sang đ−ờng đi dự phòng. Một loại phục hồi lightpath đặc biệt là phục hồi đ−ờng đi disjoint-link, nó đ−ợc thiết kế cho nhiều lỗi xảy ra tức thời trên đ−ờng đi chính. LSP 2 trong hình 3-9 chỉ ra một ví dụ của việc phục hồi LSP disjoint-link.
- Bảo vệ khôi phục từng phần: việc bảo vệ/phục hồi từng phần cung cấp sự phục hồi cho một phân đoạn của toàn bộ đ−ờng đi hoặc của một số liên kết, nó nằm giữa phục hồi lightpath và phục hồi liên kết.
Bảo vệ đ−ờng đi có thể sử dụng các đ−ờng đi dành riêng hoặc các đ−ờng đi chia sẻ. Cả 1+1 và 1:1 đều có các đ−ờng đi bảo vệ dành riêng, trong khi 1:N và M:N sử dụng các đ−ờng đi bảo vệ chia sẻ. Trong bảo vệ đ−ờng đi 1+1, một tín hiệu đ−ợc truyền cùng một lúc trên 2 đ−ờng đi tách rời và một bộ lựa chọn đ−ợc sử dụng ở phía thu để chọn đ−ợc tín hiệu tốt hơn. Trong bảo vệ đ−ờng đi 1:1, một đ−ờng đi bảo vệ đ−ợc dành riêng và đ−ợc thiết lập tr−ớc cho đ−ờng đi chính. Trong bảo vệ đ−ờng đi M:N, N tín hiệu chính đ−ợc truyền đi theo các đ−ờng tách rời, và M đ−ờng đi dự phòng đ−ợc thiết lập cho chuyển mạch bảo vệ chia sẻ trong số N đ−ờng đi chính. Với bảo vệ 1:N, N đ−ờng đi chính chia sẻ cùng một đ−ờng dự phòng.
Việc phục hồi có thể đ−ợc cung cấp trong IP/MPLS. Phục hồi lớp thấp hơn nhấn mạnh khả năng sống sót của mạng trong khi các lớp cao hơn nh−
phục hồi MPLS tập trung vào l−u l−ợng. Vì MPLS gói các gói tin vào một đ−ờng đi thông qua các nhãn, MPLS có khả năng cung cấp bảo vệ và phục hồi của l−u l−ợng. MPLS hỗ trợ báo hiệu nhanh và đ−a ra mức độ −u tiên bảo vệ/phục hồi để cung cấp một cơ chế phân biệt cho các ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy cao. IP/MPLS cho phép việc sử dụng hiệu quả hơn dung l−ợng của mạng về mặt phục hồi. Việc phục hồi IP/WDM bao gồm 4 b−ớc: phát hiện lỗi, định vị lỗi (localisation), thông báo lỗi (notification) và phục hồi.
Việc tính toán đ−ờng đi chính cho một lightpath bên trong một mạng WDM về căn bản là một vấn đề định tuyến dựa trên ràng buộc. Sự ràng buộc thông th−ờng là độ khả dụng của b−ớc sóng cần cho lightpath, có thể cùng với những ràng buộc về chính sách và quản lý.Việc tính toán đ−ờng đi dự phòng về căn bản là vấn đề đ−ờng đi tách rời. Về mặt lý thuyết graph, có 2 mức tách rời: tách rời liên kết và tách rời node. Nếu không có một liên kết đơn chung
nào của hai đ−ờng đi, hai đ−ờng đi đó là liên kết tách rời. Một đ−ờng đi đi qua một tập các node. Nếu không có một node nào (ngoại trừ hai node đầu cuối) là chung nhau giữa hai tập hợp node, hai đ−ờng đi này là tách rời node. Rõ ràng là tách rời node nhiều thay đổi hơn so với tách rời liên kết. Tuy nhiên một kế hoạch hợp lý là tìm kiếm một đ−ờng đi node tách rời tr−ớc; nếu không tìm thấy, nó tìm kiếm một đ−ờng đi –liên kết tách rời. Cách này có thể bảo mức bảo vệ tối đa.
Một vấn đề then chốt là các SRLG trong đ−ờng đi chính đ−ợc biết rõ trong quá trình tính toán đ−ờng đi thay thế, cùng với độ khả dụng của tài nguyên trong các liên kết mà thuộc về các SRLG khác. Giả thiết những thông tin trên là sẵn có đối với mỗi bó (bundle) tại mỗi node, có một số khả năng tiếp cận cho tính toán đ−ờng đi.
Đ−ờng đi chính có thể đ−ợc tính toán tr−ớc tiên, và đ−ờng đi dự phòng đ−ợc tính toán tiếp theo dựa trên các SRLG đ−ợc chọn lựa cho đ−ờng đi chính. Thủ tục tính toán đ−ờng đi chính có thể đ−a ra một loạt các nhóm liên kết mà đ−ờng đi đi qua chúng. Vì một nhóm liên kết đ−ợc xác định duy nhất với một tập các SRLG, đ−ờng đi thay thế có thể đ−ợc tính toán ngay lập tức dựa trên kiến thức này. Tuy nhiên, nếu việc thiết lập đ−ờng đi chính không thành công do thiếu tài nguyên trong một nhóm liên kết chọn tr−ớc, đ−ờng đi chính và dự phòng phải đ−ợc tính toán lại. Trong tr−ờng hợp khác, nếu việc thiết lập đ−ờng đi dự phòng không thành công do sự thiếu hụt tài nguyên d−ới những ràng buộc SRLG, đ−ờng đi chính và dự phòng có thể phải tính toán lại.
Ta có thể mong muốn tính lại các đ−ờng đi chính sử dụng thông tin mức bó (bundle – level) (tức là độ khả dụng tài nguyên trong tất cả các nhóm liên kết trong một bó) hơn là thông tin ở mức nhóm liên kết cụ thể. Trong tr−ờng hợp này, thủ tục tính toán đ−ờng đi chính có thể cho ra một chuỗi các bó mà đ−ờng đi (path) đi qua. Mỗi OXC trong đ−ờng đi có thể tự do lựa chọn nhóm liên kết để dẫn đ−ờng cho phân đoạn đó của đ−ờng đi chính. Thủ tục
này có thể tăng khả năng thành công của việc thiết lập đ−ờng đi chính khi thông tin trạng thái liên kết không đ−ợc cập nhật ở mọi nơi. Nh−ng nhóm liên kết cụ thể đã đ−ợc lựa chọn, và do đó các SRLG trong đ−ờng đi chính phải đ−ợc giữ lại trong quá trình thiết lập đ−ờng đi chính, ví dụ nh− sử dụng l−u giữ đối t−ợng định tuyến RSVP-TE. Thông tin SRLG này sau đó đ−ợc sử dụng cho việc tính toán đ−ờng đi dự phòng. Đ−ờng đi dự phòng có thể cũng đ−ợc thiết lập chỉ bằng cách chỉ ra các SRLG nào cần tránh trong một phân đoạn cụ thể, hơn là các nhóm liên kết nào đ−ợc sử dụng. Điều này có thể làm tăng tối đa khả năng thiết lập đ−ờng dự phòng. Một cách lựa chọn khác là đ−ờng đi chính và đ−ờng đi dự phòng có thể đ−ợc cùng tính toán trong một b−ớc. Trong tr−ờng hợp này các đ−ờng đi phải đ−ợc tính toán nhờ việc sử dụng thông tin nhóm liên kết cụ thể.
Tóm lại, nó cần thiết phải thu thập đ−ợc đủ thông tin trong các LSA bó liên kết để cung cấp cho các thủ tục tính toán các đ−ờng đi khác nhau và tăng khả năng thành công của việc thiết lập đ−ờng đi. Tuỳ thuộc vào thủ tục tính toán đ−ờng đi đ−ợc sử dụng, những nhu cầu cần hỗ trợ trong quá trình thiết lập đ−ờng đi (ví dụ việc ghi lại thông tin nhóm liên kết hoặc SRLG trong quá trình thiết lập đ−ờng đi) có thể khác nhau.