Phần này thảo luận về việc cung cấp các chức năng khôi phục trong các mạng đa lớp bằng cách bắt đầu từcơ chế khôi phục đơn lớp. Các khái niệm và các cuộc thảo luận tập trung vào một mạng lưới hai lớp nhưng mang tính tổng quát và do đó có thểđược áp dụng cho bất kỳ mạng đa lớp nào. Chúng ta sẽ xem làm thế nào một cơ chế khôi phục trong một lớp mạng có thể được triển khai để cung cấp khả năng sống sót trong mạng đa lớp. Điều này về cơ bản trả lời các câu hỏi lớp mạng nào
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn Hoàng Long
56
một cơ chế khôi phục có thểđược triển khai và hậu quả của một quyết định đó là gì.
4.1.2.1. Khả năng sống sótở lớpdưới cùng
Trong phương pháp khôi phục này, khả năng sống sót ký hiệu ở lớp dưới cùng, khôi phục một thất bại được thực hiện ở lớp dưới cùng của mạng đa lớp. Ví dụ, trong một mạng IP -over- OTN, điều này ngụ ý rằng các cơ chế bảo vệ quang 1 + 1 hay bất kỳcơ chế khôi phục khác được triển khai trong lớp OTN sẽ cố gắng để khôi phục lại lưu lượng bịảnh hưởng trong trường hợp xảy ra lỗi.
Bằng cách khôi phục lỗi trong lớp dưới cùng, chiến lược này có những lợi ích mà chỉ một thất bại gốc đơn phải được xử lý và số lượng của các hành động khắc phục cần thiết là tối thiểu (các hành động khôi phục được thực hiện trên các hạt thô nhất).
Ngoài ra, lỗi không cần phải tuyên truyền thông nhiều lớp trước khi họ kích hoạt bất cứhành động khôi phục nào.
Tuy nhiên, một trong những nhược điểm chính của chiến lược khôi phục này liên quan đến việc không có khảnăng đối phó với những vấn đề hay lỗi xảy ra trong một lớp mạng cao hơn ở trên lớp dưới cùng tại đó các cơ chế khôi phục được triển khai.
Ngoài ra, cũng có những tình huống mà quá trình khôi phục trong lớp dưới cùng là không thể khôi phục lại tất cảcác lưu lượng truy cập, trong khi đó một cơ chế khôi phục lớp cao hơn lại có thể. Ví dụ, nếu chúng ta xem xét một mạng IP -over- OTN, trong đó xảy ra một lỗi node tại lớp quang (là một lỗi OXC), cơ chế khôi phục lớp mạng quang sẽ chỉ có thể khôi phục lại lưu lượng bị ảnh hưởng mà đi qua node bị lỗi ở lớp dưới cùng (là OXC). Node lớp cao hơn đồng vị (trong trường hợp này là một bộ định tuyến IP) sẽ bị cô lập bởi sự cố OXC bên dưới, và do đó, tất cả lưu lượng đi qua bộ định tuyến IP này không thể được khôi phục trong lớp quang thấp hơn.
Một ví dụđược đưa ra trong hình 4.2, với một mạng lưới hai lớp. Mạng được xét đến vận chuyển lưu lượng giữa hai lớp khách hàng node a và c. Một lưu lượng (a-d- c, được thể hiện là nét liền trong phần bên trái của hình vẽ) đi qua các lớp khách hàng node d (sử dụng hai kết nối logic a-d và d-c), và lưu lượng (a-c, được thể hiện là nét liên ở phần bên trái của hình vẽ) sử dụng một liên kết hợp lý trực tiếp từa đến
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn Hoàng Long
57
c và chỉđi qua node máy chủ lớp d. Sự cố xảy ra ở lớp dưới cùng, ví dụ, sự cố node D. Phần bên trái của hình minh họa các lớp máy chủ không thể khôi phục lưu lượng lưu lượng a-d-c đầu tiên. Điều này là do thực tế là các lớp khách hàng node d bị cô lập vì sự cốD, điều này đã chấm dứt cả hai liên kết a-d và d-c. Điều này ngụ ý rằng các lớp khách hàng phải khôi phục lưu lượng này, được thể hiện ở phần bên phải của hình 4.2 (đường dẫn khôi phục khách hàng-máy chủ abc sử dụng hai kết nối logic a-b và b-c ). Tuy nhiên, lưu lượng lưu lượng a-c thứhai được chuyển qua một liên kết logic trực tiếp giữa node a và c. Liên kết logic này đi qua node D lỗi ở lớp dưới cùng, có nghĩa là lưu lượng lưu lượng này có thểđược khôi phục bằng các cơ chế khôi phục lớp dưới cùng, như thể hiện trong phần bên trái của hình vẽ bằng các nét đứt.
4.1.2.2. Khả năng sống sótở lớp trên cùng
Một chiến lược để cung cấp khảnăng sống sót trong một mạng lưới đa lớp là cung cấp khả năng sống sót ở lớp trên cùng của mạng lưới. Ưu điểm của chiến lược này là nó có thể đối phó dễ dàng hơn với những sự cố lớp cao hơn hoặc sự cố node, được minh họa trong hình 4.2. Nhược điểm chính của chiến lược này là nó thường đòi hỏi rất nhiều hành động khôi phục, vì các hạt tinh hơn của các thực thể dòng chảy trong lớp trên cùng.
Hình 4.2 Khả năng sống sót ở lớp dưới cùng: Minh họa tác động của sự cố node đến hai lưu lượng giữa các node lớp khách hàng a và c.
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn Hoàng Long
58
Tuy nhiên, bằng cách xử lý từng lưu lượng ở lớp trên cùng, điều này cho phép phân biệt các dòng dựa trên (dịch vụ) tầm quan trọng của họ. Nói cách khác, lớp trên cùng có thể chọn để khôi phục lại lưu lượng ưu tiên quan trọng trước khi bất kỳ hành động khôi phục nào được thực hiện cho các dòng ưu tiên thấp. Sự phân biệt giữa các lưu lượng lưu lượng như vậy dựa trên thứ tự của các hành động khôi phục là không thể xảy ra trong lớp thấp hơn, bởi vì các lớp thấp hơn chuyển đổi mỗi dòng trong một tín hiệu tổng hợp với một hành động khôi phục duy nhất. Thực sự là thành phần hạt của khôi phục là một lamda tại lớp quang, một VC tại lớp SONET - SDH, một lớp dịch vụ tại lớp IP, và một kỹ thuật lưu lượng LSP tại lớp MPLS TE.
Điều kiện nhất định, thành phần hạt mịn hơn này cũng có thể dẫn đến việc sử dụng dung lượng hiệu quảhơn. Đầu tiên, tín hiệu tổng hợp được đưa vào ít hơn cho lưu lượng có đủdung lượng để lại cho tài nguyên dự phòng vận chuyển. Thứ hai, thành phần hạt mịn hơn cho phép phân phối dòng chảy trên nhiều đường dẫn thay thế. Tuy nhiên, khi so sánh chiến lược sống sót ở lớp trên cùng này với chiến lược sống sót ở lớp dưới cùng, một mặt sống sót một sự trao đổi giữa khả năng điền đầy tốt hơn các dung lượng đường dẫn logic, mặt khác số lượng tiềm ẩn lớn hơn của thiết bị lớp cao hơn được yêu cầu.
Không chỉ là sự khác biệt tiềm năng trong thành phần hạt giữa các thiết bị lỗi trong một lớp mạng thấp hơn và các thực thể tương ứng bị ảnh hưởng trong các lớp trên (như vậy, đòi hỏi phải hành động khôi phục hơn) là một vấn đề. Ngoài ra các hoàn cảnh lỗi thứ cấp thường phức tạp (trong lớp mạng đầu), như một hệ quả của một sự thất bại gốc duy nhất trong một lớp thấp hơn, có thể trở thành một vấn đề. Điều này được minh họa trong hình 4.3, trong đó sự cố của một liên kết quang trong lớp dưới cùng tương ứng với sự cố đồng thời của ba liên kết logic IP logic trong lớp trên cùng (trong đó Shared Risk Link Groups (SRLGs) được thảo luận trong bối cảnh này. Điều này ngụ ý rằng các cơ chế khôi phục trong các lớp trên sẽ phải khôi phục từ ba thất bại liên kết đồng thời là khá phức tạp. Tuy nhiên, nếu đã có một cơ chế khôi phục ở lớp dưới cùng, (xem phần Khả năng sống sót ở lớp dưới cùng), cơ chế khôi phục này sẽ chỉ phải đối phó với kịch bản sự cốđơn giản hơn của một liên kết
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn Hoàng Long
59 sự cố.
4.1.2.3. Các biến thể có một chútkhác nhau: Sự sống sóttại LớpPhát hiện thấp nhất và Sự sống sóttại Lớpcao nhất có thể
Một biến thể hơi khác nhau về chiến lược áp dụng khả năng sống sót ở lớp dưới cùng là khảnăng sống sót ở chiến lược lớp phát hiện thấp nhất. Lớp phát hiện thấp nhất là lớp thấp nhất trong hệ thống mạng nhiều lớp có thể phát hiện sự cố. Điều này cho thấy nhiều lớp trong mạng sẽ triển khai một cơ chế khôi phục, nhưng mà (đơn) lớp phát hiện sự thất bại gốc rễ vẫn là lớp duy nhất có hành động khôi phục.
Với các loại hình chiến lược, các vấn đề mà các cơ chế khôi phục lớp dưới không phát hiện một sự thất bại lớp cao hơn bị né tránh vì các lớp cao hơn có thể phát hiện sự thất bại sẽ khôi phục lại các lưu lượng bị ảnh hưởng.
Hình 4.3: Khả năng sống sót tại lớp trên cùng: Sự cố gốc có thể lây lan sang nhiều sự cố thứ cấp khác.
Tuy nhiên, mặc dù khảnăng sống sót tại lớp chiến lược lớp phát hiện thấp nhất có thểđảm bảo lưu lượng quá cảnh các thiết bị lỗi không trong lớp phát hiện được khôi phục, nó vẫn bịảnh hưởng từ sự thực là nó không thể khôi phục lại bất kỳlưu lượng nào đi qua thiết bị lớp cao hơn bị cô lập bởi một thất bại node trong lớp phát hiện.
Với khảnăng sống sót tại chiến lược lớp phát hiện thấp nhất, lớp khách hàng trong ví dụ của hình 4.2 sẽ triển khai một cơ chế khôi phục, nhưng coi ADC lưu lượng
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn Hoàng Long
60
lưu lượng vẫn còn bị mất, bởi vì lớp khách hàng cơ chế khôi phục này không được kích hoạt bởi sự xuất hiện của các sự cố node trong lớp máy chủ. Vì vậy, mặc dù chiến lược này xem xét việc triển khai các cơ chế khôi phục trong nhiều lớp, nó vẫn được coi là một chiến lược lớp sống sót duy nhất trong một mạng đa lớp, bởi vì đối với mỗi sự cố SCE trách nhiệm thu hồi tất cảcác lưu lượng truy cập chỉ nằm trong một lớp (tức là lớp phát hiện ra sự cố).
Các biến hơi khác của chiến lược cung cấp khả năng sống sót ở lớp trên cùng là khả năng sống sót ở chiến lược lớp cao nhất có thể. Bởi vì không phải tất cả lưu lượng truy cập phải được đưa vào (do khách hàng) tại lớp trên cùng, với chiến lược này một lưu lượng lưu lượng được khôi phục trong lớp, trong đó nó được đưa vào, hay nói cách khác các lớp cao nhất có thểcho phép lưu lượng lưu lượng này. Điều này có nghĩa là lớp cao nhất có thể là được xác định trên mỗi lưu lượng lưu lượng cơ sở. Ví dụ, một mạng quang trung tâm dữ liệu (mạng IP -over- OTN) cũng có thể hỗ trợ một dịch vụ kênh thuê quang. Khả năng sống sót này ở chiến lược lớp cao nhất có thểcũng được coi là một chiến lược sống sót đơn lớp để cung cấp khảnăng sống sót trong một mạng lưới đa lớp, mặc dù nó triển khai một cơ chế khôi phục trong nhiều lớp. Trên thực tế, khả năng sống sót tại lớp cao nhất có thể có thể dẫn đến các cơ chế khôi phục trong nhiều lớp, nhưng chúng sẽ không bao giờ khôi phục lưu lượng lưu lượng tương tự. Trên thực tế, chiến lược này triển khai khảnăng sống sót ở chiến lược lớp trên cùng cho mỗi lưu lượng lưu lượng riêng rẽ(trong đó hàm ý rằng về bản chất cả hai chiến lược không khác nhau).