稳健路由轻松实现：增强网络以抵御非良性故障
分布式、并行与集群计算
2023-07-13 v1
摘要
随着通信网络规模的不断扩大，故障发生的可能性也随之增加。由于这些网络构成了我们数字社会的关键骨干，它们依赖于稳健的路由算法以在故障发生时仍能保证连通性，这一点十分重要。尽管大多数现代通信网络具备稳健路由机制，但这些机制的设计与验证往往相当复杂，因为它们需要考虑故障与重路由对通信的影响。本文对稳健路由机制的设计进行了概念化梳理，旨在避免此类复杂性。具体而言，我们展示了一些\emph{简单}且通用的黑盒变换，可提升路由对独立分布故障的韧性，从而即使在存在非良性节点故障(以下称为 faults)时，也能在原始网络上模拟该路由方案。这具有吸引力，因为系统规范与路由策略可被简单保留。我们给出了一种在给定现有(同步)网络与路由方案下构建此类增强网络的方案。我们证明该算法具有较小的常数开销，且仅需极少量的额外节点与边资源；事实上，若故障概率小于 ，该算法可完全无开销。同时，它渐近几乎必然地可容忍大量独立的随机(节点)故障。我们以不同真实拓扑上的仿真补充了分析结果。
引用
@article{arxiv.2307.05547,
title = {Robust Routing Made Easy: Reinforcing Networks Against Non-Benign Faults},
author = {Christoph Lenzen and Moti Medina and Mehrdad Saberi and Stefan Schmid},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.05547},
year = {2023}
}
备注
published in IEEE/ACM Transactions on Networking, reposted here to meet archival requirements of grant agencies 15 pages, 7 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1705.04042