2.6.3. Взаимодействие элементов архитектуры сетей sdh при наличии защиты

Описанные выше схемы защиты маршрутов потоков данных (ТР) и соединений подсетей (SNCP) играют большую роль не только в выборе стратегии защиты потоков данных, но и оказывают су-

щественное влияние на выбор элементов архитектуры сетей SDH и организацию их взаимодейст­вия. Такое взаимодействие может осуществляться, например, между двумя кольцами SDH, свя­занными между собой одним или двумя узлами.

2.6.3.1. Основные термины и определения при взаимодействии колец

Основные термины и определения, используемые при таком взаимодействии, описаны в стандарте ITU-T G.842 [381]. Ниже приведены некоторые из них, используемые нами в тексте.

• взаимодействие колец (ring internetworking) - термин, описывающий сетевую топологию двух колец, связанных двумя узлами: первичным и вторичным (на каждом кольце) так, что отказ одного из узлов не приводит к потери трафика между двумя взаимодействующим кольцами;

• первичный узел - узел в рамках архитектуры MS SPRing, обеспечивающий выбор сервиса и функцию "вывода с продолжением" для трибов, используемых в схеме взаимодействия;

• вторичный узел - узел в рамках архитектуры MS SPRing, обеспечивающий альтернативную маршрутизацию для трибов, используемых в схеме взаимодействия;

• вывод с продолжением (drop and continue) - функция сетевого узла, обеспечивающая как вы­ вод копии рабочего канала из кольцевого трафика, так и передачу его по кольцу последующим узлам;

• двойное терминирование трафика (dual hubbed) - функция сетевого узла и тип трафика, ад­ ресом назначения которого являются два узла (или центральных офиса - хаба); маршрутизация осуществляется на оба узла или на тот из них, который продолжает функционировать в случае отказа другого;

• селектор маршрута - функция сетевого узла (в рамках архитектуры защиты SNCP), осущест­ вляющая выбор триба (извлекаемого из рабочих каналов, приходящих на одну или другую сто­ рону узла) в соответствии с критерием, формируемом на (модельном) уровне маршрута;

• селектор сервиса - функция сетевого узла (в рамках архитектуры защиты MS SPRing), осуще­ ствляющая выбор потока данных либо из каналов, приходящих на одну из сторон узла, либо (на основании некоторого критерия) из трафика, приходящего на кольцо.

2.6.3.2. Основы взаимодействия колец при использовании схем защиты

Применение схем защиты, как мы видели, увеличивает надежность функционирования систем SDH в целом. Различные схемы защиты, используемые при этом, лишь призваны придать гиб­кость в реализации механизмов защиты. При анализе взаимодействии различных топологий сетей SDH с теми или иными механизмами защиты возникает вопрос о том, как оптимизировать такое взаимодействие.

Рассмотрим схемы взаимодействия на частном примере взаимодействия двух колец, ис­пользующих схему защиты типа MS SPRing. Известно, что два кольца можно соединить либо па­рой мультиплексоров (по одному в каждом кольце), либо двумя парами мультиплексоров, как по­казано на рис. 2-68.

Второе решение, как уже отмечалось, широко используется на практике, так как позволяет еще больше повысить надежность соединения колец путем организации функциональной связи между парами мультиплексоров (узлов), связывающих кольца (число взаимодействующих колец может быть и больше двух).

Какие же общие цели преследуются при организации такой связи? В основном следую­щие:

• увеличение доступности связи на всем пути следования трафика (доступность от начала до кон­ ца);

• робастность* связи по отношению к различным отказам (термин, заимствованный из Теории систем, см. ниже Толковый словарь неосновных терминов);

Эти цели преломляются в ряд конкретных требований, основные из них следующие:

1 - взаимодействие колец должно быть адаптировано так, чтобы при соединении колец в двух и

более узлах отказ одного из них не приводил бы к потери какого-то сервиса;

2 - взаимодействующее кольцо должно иметь возможность выводить трафик на несколько узлов,

причем так, чтобы это не влияло на восстановление любого трафика, в том числе с возможно­стью двойного терминирования.

Наконец, применительно к взаимодействующим кольцам, использующим схему защиты MS SPRing, эти требования трансформируются в следующие:

а) кольцо с защитой MS SPRing должно поддерживать возможность соединения с архитектурой другого типа, например, второго кольца, используя два узла (независимо от типа защиты, ис­ пользуемой в этом втором кольце);

б) для триба, защищенного от отказа в случае потери связи между кольцами, такая защита должна гарантировать защиту как от отказа одного, так и двух (принадлежащих разным кольцам) уз­ лов, а также от отказа в соединении между такими узлами;

в) два узла взаимодействующих колец не обязательно должны быть смежными;

г) архитектура взаимодействующих колец должна обходиться без особой межкольцевой сигнали­ зации, а защита от отказа в соединении между такими узлами должна основываться на обнару­ жении маршрутных дефектов.

Учитывая эти требования, рассмотрим схему связи двух колец, приведенную на рис. 2-68.

На этой схеме показан триб, входящий в и выходящий из узла А левого кольца, а также входящий в и выходящий из узла Z правого кольца. На схеме использованы следующие обозначе­ния:

R_A и Т_А - сигналы приема и передачи в узле А; Rn иТ_и - сигналы приема и передачи в одном из узлов, связывающих два кольца (например,

первичном узле);

Rn и Т_]2 - сигналы приема и передачи в другом из узлов, связывающих два кольца (например, вторичном узле);

Как отмечалось выше, термин взаимодействие колец определяет не столько процесс, сколько топологию взаимодействия, которая подразумевает наличие интерфейса между взаимо­действующими кольцами. Условия стыковки сигналов на этом интерфейсе задаются системой следующих равенств:

Rn = Rn = T_A ; Тп = Т_<2;

R_A = T_U, wihR_a = Ti₂.

Указанная система уравнений говорит о том, что сигнал, передаваемый от узла А к узлу Z, присутствует в обеих интерфейсных точках, как и сигнал, передаваемый от узла Z к узлу А. Фак­тически же из этих двух сигналов (копий) выбирается (в терминальных точках) только один.

2.6.3.3. Взаимодействие колец, использующих схему защиты MS SPRing

На рис. 2-69 более подробно приведена левая часть схемы на рис. 2-68 - схемы двух взаимодейст­вующих 4-волоконных колец SDH, использующих защиту типа MS SPRing. Здесь для простоты представлены только три узла в кольце: терминальный узел А и два смежных взаимодействующих

узла: первичный и вторичный. Рис. 2-69,а характеризует нормальное состояние взаимодействую­щего кольца, тогда как рис. 2-69,6 - состояние, вызванное реакцией системы на обрыв кабеля

Сигналы на интерфейсах узлов должны удовлетворять следующим соотношениям:

R_P = R_s = T_A ;

R_A = Т_Р = (T_s),

где R_A и Т_А - аналогичны предыдущему, a R_P, T_P, R_s и T_s - сигналы приема и передачи в первич­ном и вторичном узлах соответственно.

Узлы этого кольца с защитой MS SPRing могут сопрягаться через взаимодействующие уз­лы с элементами любой архитектуры, если на указанных интерфейсах выполняются приведенные выше условия.

Данная схема позволяет защитить кольцо от следующих типов отказов:

1 - от любых отказов узлов в рамках защиты MS SPRing (отказ электроники, обрыв кабеля (что и

показано на рис. 2-69,6) или отказ узла в целом);

2 - от отказа первичного узла в рамках защиты MS SPRing (происходит передача функций замы-

кания трафика на вторичный узел и отмена нежелательного подавления этого действия за счет активизации функции squelching, см. разд. 2.6.2.1), схема реакции такая же, как показано на рис. 2-69, с той лишь разницей, что замыкание кольцевых потоков происходит на вторичном узле (условия на интерфейсах принимают вид: R_A = T_s, Rs = Т_А, R_P = Т_Р = 0);

3 - от отказа вторичного узла, условия на интерфейсах принимают вид: R_A = Т_Р, R_P = Т_А, R_s = T_s = 0;

последнее условие может привести к защитному переключению второго (правого) кольца на рис. 2-68 в зависимости от типа используемой в нем защиты;

4 - от сбоя при приеме сигналов с других колец (т.е. Тп или Т|₂), первичный узел в рамках MS

SPRing выбирает лучший из этих двух, тогда условия на интерфейсах принимают вид: R_A = Т_Р,

Rp = R_s = Тд, Ts = 0 (сбой на приеме сигнала на вторичном узле), либо К_А = T_s, R_P = Rs = Т_А, Тр = 0 (сбой на приеме сигнала на первичном узле);

5 - от одиночного отказа или сбоя в каждом из указанных двух колец (т.е. кольца с MS SPRing и другого кольца) при условии, что это не отказ терминирующего узла или не отказ, влияющий на оба соединения между этими кольцами.

На этом примере использования двух узлов для связи колец мы видим результат работы функции "вывод с продолжением", когда первичный узел направляет сигнал и на свой интерфейс, и на мультиплексную секцию вторичного узла. Благодаря этому и на сам тип связи, и на кольца, связанные с его помощью, часто ссылаются как на связку колец или кольца типа "вывод с про­должением". Более того это название стало базой для нового типа архитектуры на основе функции "вывод с продолжением", который логично назвать не "архитектурой вывода с продолжением" (drop & continue architecture) [388], а архитектурой взаимодействующих колец со сдвоенными узлами связи (DCA). Эта архитектура получила широкое признание в последнее время, учитывая тот факт, что переключение APS в современных системах, чаще инициируется не фактом отказа, а фактом деградации сигнала, параметры которого постоянно мониторятся.