Calcul de chemins inter-domaines soumis à plusieurs contraintes

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13 Ιουλ 2012 (πριν από 5 χρόνια και 1 μήνα)

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TELECOM
Bretagne
Calcul de chemins inter-domaines soumis à plusieurs
contraintes
Gilles BERTRAND

,Samer LAHOUD,Géraldine TEXIER
et Miklós MOLNÁR

Institut TELECOM;TELECOM Bretagne;RSM
Journées ResCom,9-10 Octobre 2008
Gilles BERTRAND
Chemin inter-domaine multi-constraint 1/19
TELECOM
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Plan
1
Contexte
Problème
BRPC
Algorithmes MCP
2
Nos propositions
Stratégies
kID-MCP k=1
kpID-MCP
3
Analyse et Evaluation
Analyse
Évaluation par simulation
Conclusions
Gilles BERTRAND
Chemin inter-domaine multi-constraint 2/19
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Introduction
Introduction
Intérêt:services avec QoS garantie au travers de plusieurs domaines
Difficultés:
Coopération de domaines différents (confidentialité,autonomie)
Calcul de chemins inter-domaines satisfaisant plusieurs contraintes
additives (e.g.,délai,coûts)
Existant:
Architecture étendant MPLS-TE pour le calcul de chemins
inter-domaines contraints (travaux du groupe PCE de l’IETF)
Algorithmes de calcul de chemins intra-domaines soumis à plusieurs
contraintes additives
Notre objectif:
Calcul de chemins inter-domaines soumis à plusieurs contraintes additives
dans un réseau MPLS-TE
Gilles BERTRAND
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Contexte
Problème
BRPC Algorithmes MCP
Problème considéré
Réseau multi-domaine représenté par un graphe
Plusieurs (K ≥ 2) poids (w
k
(l ),1 ≤ k ≤ K) représentant des
métriques additives associées à chaque lien (l )
Requête:
Source (s),destination (t),K contraintes sur les poids de bout en bout
(w
k
(p) ≤ W
k
)
Séquence de domaines prédéterminée
Fig 1:
Visibilité d’un domaine et exemple de requête
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Contexte
Problème
BRPC
Algorithmes MCP
BRPC (Backward Recursive PCE-based Computation)
Travail en cours à l’IETF
Permet le calcul distribué de chemin inter-domaines:
Collaboration des domaines traversés
Résolution des problèmes de visibilité limitée et de confidentialité
Algorithmes de calcul non spécifiés
Fig 2:
BRPC,calcul de plus court chemin (nombre de sauts)
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Contexte
Problème BRPC
Algorithmes MCP
Algorithmes pour le calcul de MCPs (1/2)
Problème MCP:NP-complet pour K ≥ 2
Algorithmes calculant les MCP optimaux pour K quelconque
(SAMCRA
1
et H_MCOP) et heuristiques (e.g.,TAMCRA)
Optimal:chemin optimisant une fonction de coût c(p)
Exemple de fonction de coût:
c(p) = max
1≤i ≤K
￿
w
i
(p)
W
i
￿
.(1)
c(p) mesure une distance entre les poids d’un chemin et les
contraintes.Un chemin est faisable ssi c(p) ≤ 1
1
P.Van Mieghem,H.De Neve,and F.Kuipers,“Hop-by-hop quality of service
routing,” Computer Networks,vol.37,no.3-4,pp.407–423,2001.
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Contexte
Problème BRPC
Algorithmes MCP
Algorithmes pour le calcul de MCPs (2/2)
Plusieurs chemins depuis chaque nœud intermédiaire doivent être
considérés ⇒explosion de la complexité dans le pire des cas
Fig 3:
Calcul de MCP avec BRPC:absence de sous-structure optimale
SAMCRA etc ne considèrent pas la division du réseau en domaines

Violation de contraintes de confidentialité et d’autonomie
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Nos propositions
Stratégies
kID-MCP k=1 kpID-MCP
Deux algorithmes qui correspondent à deux stratégies
Problème NP-complet:deux stratégies pour résoudre le problème en
temps fini
1-
Limitation du nombre de chemins considérés depuis chaque nœud
intermédiaire
Heuristique kID-MCP k=1
2-
Précalcul d’une représentation agrégée des domaines
Algorithme kpID-MCP
Adaptation de échanges d’information entre les domaines
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Nos propositions
Stratégies
kID-MCP k=1
kpID-MCP
kID-MCP k=1
Réduit le nombre de chemins intermédiaires inclus dans le processus
de calcul (au plus un seul chemin mémorisés pour chaque nœud).
1
Procédure BRPC pour calculer un MCP à partir de sa destination.
2
Adaptation de TAMCRA pour calculer dans chaque domaine des
MCPs depuis les nœuds de bordure (BNs) d’entrée vers la destination
d’une requête.
Fig 4:
Calculs dans AS
2
et VSPT obtenu
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Nos propositions
Stratégies kID-MCP k=1
kpID-MCP
kpID-MCP:exemple
1
Précalculs:
MCPs entre les BNs d’entrée du domaine et ceux des domaines voisins
Pour différentes contraintes prédéterminées (classes de service)
Adaptation de TAMCRA (au plus k chemins)
2
Combine les segments précalculés pour calculer les chemins de bout
en bout pour une requête (par exemple avec BRPC).
Fig 4:
Précalculs dans in AS
2
et utilisation des précalculs avec BRPC
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Analyse et Evaluation
Analyse
Évaluation par simulation Conclusions
Analyse (différences entre les algorithmes)
kID-MCP k=1
1
Calculs “online”
2
Mémorise au plus un chemin
depuis chaque nœud
3
Sélectionne un segment en
fonction du coût de segments
dans les autres domaines traversés
kpID-MCPs
1
Utilisation de précalculs
2
Précision ajustable des calculs
en fonction du nombre k de
chemins pour chaque nœud
3
Précalculs indépendants de la
séquence de domaines
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Analyse et Evaluation
Analyse
Évaluation par simulation Conclusions
Analyse (complexité)
Notations:
Nombre de poids considérés K
Nombre maximum de liens E,de nœuds N,et de BNs d’entrée Ingr
dans un domaine de la séquence
Nombre maximum de chemins effectivement mémorisés pour un nœud
pendant les calculs α ≤ k
kID-MCP k=1:
Opérations dans un
domaine:
O
￿
K(E +N
2
)
￿
kpID-MCPs
Précalculs:O
￿
α
2
K(E +N
2
)
￿
Utilisation des précalculs pour une
requête:O
￿
(k ∙ Ingr)
3
￿
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Analyse et Evaluation
Analyse
Évaluation par simulation
Conclusions
Scénarios d’évaluation
Deux topologies:
Inter-aires (SYM-CORE)
Inter-domaines (REAL8)
Métriques évaluées pour chaque algorithme:
Success Rate (SR,[%]):requêtes pour lesquelles une solution est
trouvée
Absolute Success Rate (ASR,[%]):requêtes pour lesquelles il existe
une solution et elle est trouvée
Cost (C,[%]):valeur de coût c(p) minimale parmi les chemins calculés
Signaling Overhead (SO,ratio):nombre de chemins virtuels échangés
dans les VSPTs pour une requête.
Number of Paths (NP):nombre de chemins faisables calculés.
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Analyse et Evaluation
Analyse
Évaluation par simulation
Conclusions
Résultats
ASR [%]
C [%]
NP
SO (ratio)
Correl.poids
+

+

+

+

Optimal
100
100
71
75
1.5
1.5


kpID-MCP k=5
100
100
71
75
1.5
1.5
×1.3
×1.4
kID-MCP k=1
98
93
71
76
1
1
1
1
Table:
Resultats dans SYM-CORE
SR [%]
C [%]
NP
SO (ratio)
kpID-MCP k=8
100
14
49
×10
kID-MCP k=1
100
12
1
1
Table:
Resultats dans REAL8
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Analyse et Evaluation
Analyse Évaluation par simulation
Conclusions
Conclusions
Pas de solutions pour calculer des chemins inter-domaines
multi-contraints dans les réseaux MPLS-TE

Proposition de deux algorithmes compatibles avec l’architecture PCE
et la procédure BRPC
kID-MCP k=1:
Bonnes performances
Complexité limitée.
kpID-MCP:
Approche les solutions optimales avec une précision adaptable
Permet le précalcul de segments ⇒ réponses plus rapides
Dans certaines configurations,fournit de meilleures solutions que
kID-MCP k=1.
Gilles BERTRAND
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Questions
Des questions?
Merci pour votre attention
Des questions?
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Quelques références
Quelques références (1/3) – Problème MCP inter-domaine
Gilles Bertrand,Samer Lahoud,Miklós Molnár,and Géraldine Texier.
Inter-Domain Path Computation with Multiple Constraints.Technical
Report 1902,IRISA,2008.http://hal.inria.fr/inria-00319401.
Zheng Wang and Jon Crowcroft.Quality-of-Service Routing for
Supporting Multimedia Applications.IEEE J.Sel.Areas Commun.,
14(7):1228–1234,1996.
Piet Van Mieghem and Fernando A.Kuipers.Concepts of exact QoS
routing algorithms.IEEE/ACM Trans.Netw.,12(5):851–864,2004.
Gilles BERTRAND
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Quelques références
Quelques références (2/3) – Travaux de l’IETF
A.Farrel,J.P.Vasseur,and G.Ash.RFC 4655:A Path Computation
Element (PCE)-Based Architecture.IETF,August 2006.
J.P.Vasseur,A.Ayyangar,and R.Zhang.RFC 5152:A Per-Domain Path
Computation Method for Establishing Inter-Domain Traffic Engineering
(TE) Label Switched Paths (LSPs).IETF,February 2008.
J.P.Vasseur,R.Zhang,N.Bitar,and J.L.Le Roux.A Backward
Recursive PCE-based Computation (BRPC) Procedure to Compute
Shortest Constrained Inter-domain Traffic Engineering Label Switched
Paths.draft-ietf-pce-brpc-09,work in progress,IETF,2008.
Gilles BERTRAND
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Quelques références
Quelques références (3/3) – Topologies utilisées
S.Dasgupta,JC.de Oliveira,and J.P.Vasseur.Performance Analysis of
Inter-Domain Path Computation Methodologies.
draft-dasgupta-ccamp-path-comp-analysis-02,work in progress,IETF,July
2008.
M.Liljenstam,J.Liu,and D.Nicol,“Development of an Internet
backbone topology for large-scale network simulations,” in Winter
Simulation Conference,vol.1,Dec.2003,pp.694–702.
Gilles BERTRAND
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