Redes con topología en malla

Una red con topología en malla es cualquier red donde hay interconexión arbitraria entre nodos de la red. La protección lineal es un mecanismo de protección que proporciona una rápida y simple conmutación de la protección. En una red en malla, la protección lineal proporciona un mecanismo de protección muy adecuado debido a que puede funcionar entre cualquier par de puntos dentro de la red. Se puede proteger contra un defecto en un nodo, un intervalo, un segmento de ruta de transporte, o una trayectoria de transporte de extremo a extremo. La protección lineal como se ha expuesto opera en el contexto de dominios protegidos [19].

Un dominio protegido se compone de los siguientes elementos arquitectónicos [19]:

 Un conjunto de puntos extremos que residen en el límite del dominio de protección. En el simple caso de protección P2P 1:n o 1+1, dos puntos finales residen en el límite del dominio protegido. En cada dirección de transmisión, uno de los puntos finales se conoce como la fuente (source), y el otro como sumidero (sink). Para la protección de P2MP unidireccional, tres o más puntos finales residen en el límite del dominio de protección. Uno de los puntos finales se conoce como fuente/raíz, mientras que los otros se denominan como sumideros/hojas.

 Un grupo de protección consta de una o más rutas de trabajo (primarias) y de una o más rutas de protección (de respaldo) que discurren entre los puntos extremos pertenecientes al dominio de protección. Para garantizar la protección en todos los escenarios, una vía de protección especializada debe ser previamente provisionada para proteger contra un defecto de una ruta de trabajo (es decir, esquemas de protección 1:1 o 1+1). Además, las rutas de protección y las de funcionamiento deben estar desacopladas, es decir, las rutas de trabajo y de protección deben ser físicamente diversas en todos los aspectos.

Si los recursos de la vía de protección son menores que los de la vía de trabajo, la vía de protección puede no tener los recursos suficientes para proteger el tráfico de la vía de trabajo. Los recursos de la vía de protección pueden ser compartidos como 1: n. En este escenario, la vía de protección no tiene recursos suficientes para proteger a todas las rutas de trabajo en un momento determinado.

Para rutas P2P, tanto unidireccionales como bidireccionales son compatibles con la protección conmutada. Si el defecto se produce cuando está definida la conmutación de la protección bidireccional, las acciones de protección se realizan en ambas direcciones (incluso si el defecto es unidireccional). El estado de protección requiere un nivel de coordinación entre los puntos extremos del dominio de protección. En la conmutación de protección unidireccional, las acciones de protección sólo se realizan en la dirección afectada [19].

Las operaciones reversibles y las no reversibles se proporcionan como opciones para el operador de red.

La protección lineal es compatible con los sistemas de protección que se describen en las siguientes subsecciones.

1.8.3.1 Protección Lineal 1:n

En el esquema 1:1, una ruta de protección es dedicada a proteger una vía de trabajo de un defecto, una falla o una degradación y el tráfico es transmitido solamente sobre una de las dos vías: la operativa o la de protección. Para garantizar la protección, la entidad de protección debe soportar la capacidad de ancho de banda completo, aunque puede ser configurado (por ejemplo, debido a la disponibilidad limitada de los recursos de red) para ofrecer un servicio degradado cuando se compara con la entidad de trabajo [19, 21].

La figura 1.9 presenta la arquitectura de protección 1:1. En condiciones normales, el tráfico de datos se transmite a través de la entidad de trabajo, mientras que las funciones de la entidad de protección están en estado de reposo (OAM se puede ejecutar en la entidad de protección para verificar su estado). Un selector en el sumidero del dominio de protección es el que selecciona la ruta que transporta el tráfico normal; por lo tanto, la fuente y el sumidero necesitan estar coordinados para asegurarse de que se seleccione la misma ruta, papel que es llevado a cabo por el protocolo PSC [21].

Figura 1.9. Arquitectura de protección 1:1 [19].

Si hay un defecto en la entidad de trabajo o una solicitud administrativa específica, el tráfico se conmuta a la entidad de protección.

Cuando se opera con un comportamiento no reversible, después de que las condiciones que causan la transición se despejen, el tráfico sigue fluyendo en la vía de protección, pero los

roles de funcionamiento y protección no son intercambiados. En el caso general de protección lineal 1: n, una entidad de protección se destina a proteger n entidades de trabajo. La entidad de protección podría no tener los recursos suficientes para proteger a todas las entidades de trabajo que puedan verse afectados por las condiciones de falla en un momento determinado. En este caso, con el fin de protección garantizada, la entidad de protección debe apoyar la suficiente capacidad y ancho de banda para proteger cualquiera de las n entidades de trabajo.

Cuando los defectos o fallos se producen a lo largo de varias entidades de trabajo, la entidad a ser protegida debe estar priorizada. Los estados de protección entre los bordes del dominio de protección deben ser totalmente coordinados para garantizar un comportamiento coherente, de forma similar a la arquitectura 1:1, donde es usado un selector en la fuente. El comportamiento reversible se recomienda cuando existe protección del tipo 1:n [19].

1.8.3.2 Protección Lineal 1+1

En el esquema de protección 1+1, es asignada una entidad de protección totalmente a una ruta operativa como se presenta en la RFC 6372[19].

Tal como se muestra en la figura 1.l0, el tráfico de datos se copia y se alimenta en la fuente del dominio de protección tanto para las entidades de funcionamiento como para las entidades de protección. En el sumidero del dominio de protección, se realiza la selección de tráfico entre la entidad activa y la de protección, para lo que se utiliza el protocolo PSC. [19, 21].

Tenga en cuenta que el control del tráfico entre los bordes del dominio de protección (tales como OAM o un protocolo de control para coordinar el estado de protección, etc) pueden ser transmitidos en una entidad que es diferente de la utilizada para el tráfico protegido. Estos paquetes no deben ser desechados por el sumidero. En la conmutación de protección 1+1 unidireccional, no hay necesidad de coordinar el estado de protección entre los controladores de protección en ambos extremos del dominio de protección. En la conmutación de protección 1+1 bidireccional, un protocolo es necesario para coordinar el estado de protección entre los bordes del dominio de protección. En ambos esquemas de protección, después de que las condiciones que causan la transición han sido despejadas, la selección de datos puede retornar a seleccionar el tráfico desde la entidad operativa inicial si la reversión está habilitada, lo que requerirá de la coordinación del estado de protección entre los bordes del dominio de protección. Para evitar cambios frecuentes causados por defectos y fallas intermitentes cuando la red no es estable, el tráfico no se selecciona de la entidad de trabajo antes que el temporizador de espera para la restauración (WTR)8 haya expirado [19].

1.8.3.3 Protección Lineal P2MP

La protección lineal puede ser aplicada para proteger entidades P2MP unidireccionales utilizando arquitectura de protección 1+1. El nodo fuente/raíz MPLS-TP une el tráfico de los usuarios tanto para las entidades de funcionamiento como para las de protección. Cada nodo sumidero/hoja MPLS-TP selecciona el tráfico de una entidad de acuerdo con algunos criterios predeterminados. Tenga en cuenta que cuando existe una condición de fallo en una de las ramas de la ruta P2MP, algunas nodos hojas MPLS-TP pueden seleccionar la entidad de trabajo, mientras que otros nodos hojas MPLS-TP pueden seleccionar el tráfico de la entidad de protección. En un esquema de protección P2MP 1:1, el nodo fuente/raíz MPLS- TP necesita identificar la existencia de una condición de fallo en cualquiera de las ramas de la red. Esto significa que los nodos sumidero/hoja MPLS-TP necesitan notificar al nodo

8 _{Temporizador de espera para la restauración (Wait-to.Restore, WTR): es utilizado para retardar la reversión}

al estado normal cuando hay recuperación de una condición de falla en la ruta de trabajo y es configurado en el dominio de protección el comportamiento reversible.

fuente/raíz MPLS-TP de cualquier condición de fallo. Esto también requiere una vía de retorno de los nodos sumidero/hojas hacia el nodo fuente/raíz MPLS-TP. Cuando se activa la conmutación de protección, el nodo fuente/raíz MPLS-TP selecciona la trayectoria de transporte de protección para la transferencia de tráfico [19].

1.8.3.4 Malla de protección compartida

Para la protección de malla compartida, los recursos de protección se utilizan para proteger múltiples trayectorias LSP que no comparten los mismos puntos extremos, por ejemplo, en la figura 1.11 hay dos caminos, ABCDE y VWXYZ. Estas rutas no comparten los puntos finales y no pueden, por lo tanto, hacer uso de protección lineal 1:n, a pesar de que no tienen puntos comunes de fallo. ABCDE puede estar protegida por la ruta APQRE, mientras que VWXYZ puede ser protegido por la ruta VPQRZ. En ambos casos puede ser usada protección 1:1 o 1+1. Sin embargo, se puede ver que si la protección 1:1 se utiliza para ambos caminos, el segmento de red PQR no lleva tráfico cuando no hay fallos afectando a cualquiera de los dos caminos de trabajo. Además, en el caso de sólo una falla, el segmento PQR lleva tráfico de sólo uno de los caminos de trabajo. Por lo tanto, es posible que los recursos de red en el segmento PQR sean compartidos por las dos rutas de recuperación. De este modo, la protección de malla puede reducir sustancialmente el número de recursos de red que tienen que ser reservados para proporcionar protección 1:n [19].