Published April 25, 2019 | Version v1
Report

Bandwidth-optimal Failure Recovery Scheme for Robust Programmable Networks

Others:
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)
Combinatorics, Optimization and Algorithms for Telecommunications (COATI) ; Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED) ; Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
Orange Labs [Lannion] ; France Télécom
Design, Implementation and Analysis of Networking Architectures (DIANA) ; Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Reformulations based algorithms for Combinatorial Optimization (Realopt) ; Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI) ; Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Mathématiques de Bordeaux (IMB) ; Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
INRIA Sophia Antipolis - I3S

Description

ISP networks are taking a leap forward thanks to emerging technologies such as Software Defined Networking(SDN) and Network Function Virtualization (NFV). Efficient algorithms considered too hard to be put in practice on legacy networks now have a second chance to be considered again. In this context, we rethink the ISP network dimensioning problem with protection against Shared Risk Link Group (SLRG) failures.In this paper, we consider a path-based protection scheme with a global rerouting strategy, in which, for each failure situation, we may have a new routing of all the demands. Our optimization task is to minimize the needed amount of bandwidth. After discussing the hardness of the problem, we develop a scalable mathematical model that we handle using the Column Generation technique. Through extensive simulations on real-world IP network topologies and on random generated instances, we show the effectiveness of our method. Finally, our implementation in OpenDaylight demonstrates the feasibility of the approach and its evaluation with Mininet shows that technical implementation choices may have a dramatic impact on the time needed to reestablish the flows after a failure takes place.

Additional details

Created:
February 23, 2023
Modified:
November 27, 2023