Protection par p-cycles

Un des principaux mécanismes de protection destiné aux réseaux optiques est la protection par cycles préconfigurés et pré-connectés ou p-cycles. Le concept de p-cycle a été introduit en 1998 par Grover et Stamatelakis [37].

2.6.5.1 Les p-cycles protégeant les liens

L’idée de base des p-cycles est inspirée de la protection en anneau, mais à la diffé- rence que les p-cycles ne protègent pas uniquement les liens constituant l’anneau, mais

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(a) Protection par lien

(b) Protection par chemin

(c) Protection par segments

(d) Protection par segments se chevauchant

protègent aussi les liens cordes1 (straddling links). Ce qui rend l’utilisation de la capa- cité de protection beaucoup plus efficace que les anneaux mais qui garde un temps de recouvrement similaire à celui des anneaux [38]. En cas de panne sur un lien, seulement les deux nœuds aux extrémités de ce lien sont reconfigurés. Aucune autre opération n’est nécessaire sur les autres nœuds du cycle.

(a) Panne sur un lien du cycles (b) Panne sur une corde

Figure 2.13 – Protection par p-cycle

La figure 2.13 décrit un exemple montrant le fonctionnement de la protection par p-cycle. Un même p-cycle est montré dans les figures 2.13(a) et 2.13(b) et dispose d’une capacité égale à une unité de bande passante. Dans la figure 2.13(a), un lien v2− v3

tombe en panne. Le trafic est alors routé sur la partie encore fonctionnelle du cycle. Dans la figure 2.13(b), le lien v3− v9tombe en panne, le trafic est alors routé soit sur la

partie v3− v4− v5− v10− v9, soit sur la partie v3− v2− v1− v9. Chaque unité de capacité

d’un p-cycle protège deux unités de capacité d’un lien corde de ce p-cycle.

Les p-cycles de base qu’on vient de décrire protègent les liens contre les coupures de fibre. Le concept de p-cycles a été généralisé pour d’autres formes de protection (voir [32, 33]). Dans les deux prochaines sections on décrit deux de ces techniques, les p-cycles protégeant les segments (Flow p-cycles) et les p-cycles protégeant le trafic de bout-en-bout (FIPP p-cycles). Dans le reste de la thèse, le terme “protection par p- cycles” sera utilisé pour désigner la protection par p-cycles protégeant les liens.

28 2.6.5.2 Protection par p-cycles segmentés

Les p-cycles segmentés (Flow p-cycles) ont été introduits par Grover et Shen [36, 93] pour étendre la protection offerte par les p-cycles aux segments de type cordes (stradd- ling flows). Un segment est défini comme une seule portion contigu d’un chemin d’opé- ration entre deux nœuds. Ce qui fait que chaque lien sur le chemin d’opération, une séquence de liens sur le chemin d’opération et le chemin d’opération en entier peuvent être considéré comme segment. Dans l’exemple de la figure 2.14, on considère un che-

Figure 2.14 – Exemple d’un p-cycle segmenté

min d’opération v2− v1− v9− v10− v5 et un cycle. Dans le cas d’une panne sur les

liens v9− v10 et v10− v5, le trafic ne peut être protégé par le cycle si c’est un p-cycle

de base. Cependant, si le cycle est considéré comme p-cycle segmenté, le segment v9− v10− v5 peut être protégé par deux chemins alternatifs v9− v3− v4− v9− v5 et

v9− v8− v7− v6− v5. En plus, en cas de panne sur le nœud v10, le trafic transitant par ce

nœud peut être protégé par ce cycle. À noter cependant que n’importe quel trafic qui est ajouté ou retranché par le nœud en question v10 ne peut être protégé par ce cycle. Voir

ex. [53, 93] pour plus de détails.

2.6.5.3 Protection par FIPP p-cycles

Le concept de FIPP p-cycles a été introduit (par Kodian et Grover [59]) pour assu- rer la protection d’un chemin d’opération de bout-en-bout. Les deux nœuds du chemin

protégé doivent appartenir au cycle de protection. Le cycle de protection peut être utilisé pour protéger plusieurs chemins d’opération si :

1. Ces chemins d’opération sont mutuellement disjoints, ou sinon 2. Leurs chemins de protection sont mutuellement disjoints.

Notons ici que si les chemins sont disjoints par rapport aux liens, les chemins sont pro- tégés contre les pannes simples de liens. Si les chemins sont disjoints par les nœuds, les chemins sont protégés contre les pannes simples de nœuds.

Les FIPP p-cycles protègent les chemins de routage qui s’appuient sur le cycle, c’est- à-dire tous les liens ou une partie des liens du chemin sont sur le cycle. Ils protègent éga- lement les chemins de routage qui sont des chemins cordes, c’est-à-dire tels que leurs nœuds d’extrémités sont sur le cycle mais aucun des liens constituant le chemin n’ap- partient au cycle. Les propriétés des FIPP p-cycles sont présentées dans [59] et peuvent être résumées dans les points suivants :

X Seulement les deux nœuds aux extrémités du chemin sont manipulés en temps réel pour commuter le trafic lors d’une panne sur le chemin d’opération.

X Les chemins de protection sont cross-connectés à l’avance, ce qui assure leur fonc- tionnement en cas de panne.

X La commutation lors de la protection est contrôlée entièrement par le nœud à l’ex- trémité et elle est totalement indépendante de l’endroit où la panne s’est produite sur le chemin d’opération.

X Les chemins qui sont des cordes du p-cycle peuvent supporter deux chemins d’opé- rations qui sont protégés par une seule unité de capacité de ce p-cycle.

X Les chemins de protection sont connus à l’avance. On peut limiter la longueur de ces chemins par la limitation de la taille des cycles de protection.

X La protection des nœuds est faisable si les chemins d’opération sont disjoints en termes de nœuds (et donc de liens). On peut relaxer cette condition si on veut seulement protéger les chemins contre les pannes de liens.

30 Les relations de protection qui existent entre un FIPP p-cycle et un chemin d’opéra- tion protégé par ce cycle peuvent être classées dans deux catégories différentes. Dans la première, le chemin d’opération est un chemin corde par rapport au cycle comme dans la figure 2.15(a). Dans ce cas, deux chemins de protection sont disponibles, et par consé- quent, deux chemins d’opération sur le chemin v1− v9− v10− v5peuvent être protégés

par ce cycle, et à chacun, un chemin de protection est alors désigné. Lorsqu’une panne se produit sur le chemin d’opération, les nœuds aux extrémités commutent le trafic de chaque chemin d’opération sur le chemin de protection qui lui a été affecté.

(a) Chemin d’opération corde (b) Totalement sur le cycle

(c) Partiellement sur le cycle (d) Non disjoint du chemin de protection

Figure 2.15 – Les relations du chemin d’opération avec un FIPP p-cycle

Dans la deuxième catégorie on trouve différentes situations, la première est men- tionnée dans la figure 2.15(b). Le chemin d’opération v6− v7− v8est totalement sur le

v8− v1− v2− v3− v4− v5− v6. Dans la deuxième situation, le chemin d’opération est

partiellement sur le cycle. Dans ce cas, deux types de relations entre le chemin d’opé- ration et le chemin de protection peuvent exister. Le premier type est représenté dans la figure 2.15(c), le chemin d’opération v1− v9− v3− v4− v5 est totalement disjoint de

son chemin de protection v1− v8− v7− v6− v5. Dans le deuxième type représenté dans

la figure 2.15(d), il n’existe aucun chemin de protection possible qui est complètement disjoint du chemin d’opération. Dans un tel cas, les deux chemins de protection doivent être considérés. Il est évident que si la panne est sur un lien de la partie v3− v9− v8,

les deux chemins de protection v2− v1− v8− v7 et v2− v3− v4− v5− v6− v7 peuvent

être utilisés. Par contre si le lien qui tombe en panne est v2− v3, le chemin de protec-

tion doit être v2− v1− v8− v7, sinon si c’est v7− v8 le chemin de protection doit être

v2− v3− v4− v5− v6− v7. Le choix du chemin de protection dans ce dernier type (figure

2.15(d)), peut être résumé de la façon suivante : un chemin de protection est désigné comme chemin de protection par défaut (par exemple v2− v1− v8− v7). Une règle est

ensuite appliquée dans les nœuds aux extrémités, cette règle dit que si le lien qui tombe en panne est sur le chemin de protection par défaut (le lien v7− v8dans ce cas), l’autre