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Título: Explorando a Diversidade de Pares de Caminhos Disjuntos por Arestas em Redes Ópticas Elásticas Sobreviventes
Autor(es): Girolimetto, Marina
Orientador: Paiva, Marcia Helena Moreira
Coorientador: Pavan, Claunir
Data do documento: 26-Abr-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Em redes ópticas elásticas, a alta taxa de transmissão de bits pode causar um grande problema de perda de dados quando ocorre falha de enlace ou nodo na rede. Para manter a rede disponível e protegida de falhas, diferentes esquemas de proteção podem ser aplicados.No esquema de proteção de caminho dedicado, são definidos caminhos de trabalho e debackup, que não compartilham recursos, para cada par de nodos através de algoritmos queencontram caminhos disjuntos. Geralmente, o algoritmo deSuurballe e Tarjan é utilizadopara buscar pares de caminhos disjuntos por arestas tais que a soma dos comprimentos dos caminhos seja mínima. No entanto, para um mesmo par de nodos origem e destino, podem existir diversos pares de caminhos de mesmo comprimento mínimo, mas com diferentescomprimentos de caminho de trabalho e debackup.Neste trabalho, duas versões do algoritmo de Suurballe e Tarjan são propostas para lidarcom essa diversidade. Para cada par de nodos origem e destino de uma dada topologiade rede, essas versões encontram o menor par de caminhos de trabalho e debackupmaisbalanceado, com caminhos com comprimentos com a menor diferença possível, e menosbalanceado, com caminhos com comprimentos com a maior diferença possível. Ambosalgoritmos são testados e analisados em um conjunto de 40 topologias2-aresta-conexasde redes de telecomunicações reais. O impacto destes algoritmos é investigado através docoeficiente de proteção e do número detranspondersnecessários para esquemas de proteçãode caminho dedicado. Os resultados mostram uma diferença de até29%nos comprimentosdos caminhos de trabalho entre as estratégias nas redes testadas. Além disso, foi avaliadoo comportamento dos algoritmos em cenários de tráfego dinˆamico e proteção de caminhodedicado, sob simulações considerando falha única de enlace. Com isso, foi identificadoa partir das redes estudadas, que a taxa de bloqueio (métrica de desempenho) de cadaalgoritmo, dependerá da topologia física da rede.
In elastic optical networks, high bit rate can cause a major data loss problem when anetwork link or node failure occurs. To keep the network available and protected fromfailures, different protection schemes can be applied. In the dedicated path protectionscheme, working and backup paths are defined, which do not share resources, for each pairof nodes through algorithms that find disjoint paths. Generally, Suurballe and Tarjan’salgorithm is used to find shortest pairs of edge-disjoint paths such that the sum of thepath lengths is minimal. However, for the same pair of source and destination nodes, theremay be diverse shortest pairs of paths of the same minimum length, but with differentworking and backup paths lengths.In this work, two versions of the Suurballe and Tarjan’s algorithm are proposed to dealwith that diversity. For each pair of source and destination nodes of a given networktopology, these versions find the most balanced shortest pair of working and backup paths,with paths lengths with the smallest possible difference, and the least balanced, with pathslengths with the greatest possible difference. Both algorithms are tested and analyzed in aset of 40 2-edge-connected topologies of real-world optical telecommunication networks.The impact of these algorithms is investigated through the protection coefficient and thenumber of transponders required by dedicated-path protection schemes. Results show adifference of up to 29% in the working paths lengths between the strategies in the networkstested. Also, we evaluate the behavior of the algorithms in scenarios of dynamic traffic anddedicated path protection scheme, under simulations considering single link failures. Thus,it was identified from the studied networks that the blocking rate (performance metrics)of each algorithm will depend on the physical topology of the network.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9582
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