关于局部快速故障转移实现完美弹性的可行性
网络与互联网体系结构
2020-11-04 v2 分布式、并行与集群计算
摘要
为提供高弹性并快速应对链路故障，现代计算机网络支持完全去中心化的流重路由，亦称局部快速故障转移。简而言之，局部快速故障转移算法的任务是仅使用本地可用信息为每个节点预定义快速故障转移规则。这些规则针对每个可能到达数据包的入链路以及本地链路故障集（即与节点相连的故障链路），决定数据包应从哪条出链路转发。理想情况下，此类局部快速故障转移算法可确定性地提供完美弹性：只要底层网络保持连通，从任意源发出的数据包就能到达任意目标。Feigenbaum等人（ACM PODC 2012）以及Chiesa等人（IEEE/ACM Trans. Netw. 2017）已表明并非总能实现完美弹性。有趣的是，目前关于完美弹性可行性的认知仅止于此。本文重新审视了采用局部快速故障转移的完美弹性，分别考虑了源可用于和不可用于转发决策的模型。我们首先推导出若干相当普遍的不可行性结果：通过建立图子式与弹性之间的联系，我们证明在任何非平面图上都不可实现完美弹性；此外，平面性虽是必要条件，但对完美弹性并不充分。在积极的一面，我们展示了在链路细分下封闭的图族允许简单高效的故障转移算法，其仅需跳过故障链路。我们通过推导外平面图及相关场景的完美弹性，以及源与目标在故障后拓扑邻近的场景，来演示该技术。
引用
@article{arxiv.2006.06513,
title = {On the Feasibility of Perfect Resilience with Local Fast Failover},
author = {Klaus-Tycho Foerster and Juho Hirvonen and Yvonne-Anne Pignolet and Stefan Schmid and Gilles Tredan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.06513},
year = {2020}
}
备注
To appear in the proceedings of the 2nd Symposium on Algorithmic Principles of Computer Systems (APOCS) 2021