Modern communication networks feature local fast failover mechanisms in the data plane, to swiftly respond to link failures with pre-installed rerouting rules. This paper explores resilient routing meant to tolerate $\leq k$ simultaneous link failures, ensuring packet delivery, provided that the source and destination remain connected. While past theoretical works studied failover routing under static link failures, i.e., links which permanently and simultaneously fail, real-world networks often face link flapping--dynamic down states caused by, e.g., numerous short-lived software-related faults. Thus, in this initial work, we re-investigate the resilience of failover routing against link flapping, by categorizing link failures into static, semi-dynamic (removing the assumption that links fail simultaneously), and dynamic (removing the assumption that links fail permanently) types, shedding light on the capabilities and limitations of failover routing under these scenarios. We show that $k$-edge-connected graphs exhibit $(k-1)$-resilient routing against dynamic failures for $k \leq 5$. We further show that this result extends to arbitrary $k$ if it is possible to rewrite $\log k$ bits in the packet header. Rewriting $3$ bits suffices to cope with $k$ semi-dynamic failures. However, on general graphs, tolerating $2$ dynamic failures becomes impossible without bit-rewriting. Even by rewriting $\log k$ bits, resilient routing cannot resolve $k$ dynamic failures, demonstrating the limitation of local fast rerouting.


翻译:现代通信网络在数据平面采用本地快速故障切换机制,通过预安装的重路由规则对链路故障做出快速响应。本文研究弹性路由设计,旨在容忍≤k条链路同时故障,并确保在源节点与目的节点保持连通的前提下实现数据包交付。以往理论研究主要关注静态链路故障(即链路永久且同时失效)下的故障切换路由,然而实际网络常面临链路抖动——由大量短暂性软件相关故障等引起的动态中断状态。因此,在本项开创性工作中,我们通过将链路故障分类为静态、半动态(移除链路同时故障假设)和动态(移除链路永久故障假设)三种类型,重新审视故障切换路由对链路抖动的弹性,揭示这些场景下故障切换路由的能力与局限。我们证明对于k≤5的情况,k边连通图能实现针对动态故障的(k-1)弹性路由。进一步研究表明,若能在数据包头部重写log k比特,该结论可推广至任意k值。仅需重写3比特即可应对k条半动态故障。然而在一般图上,若不进行比特重写则无法容忍2条动态故障。即使重写log k比特,弹性路由仍无法解决k条动态故障,这揭示了本地快速重路由机制的固有局限性。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员