Published November 4, 2019 | Version v1
Conference paper

Bandwidth-optimal Failure Recovery Scheme for Robust Programmable Networks

Others:
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
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)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)
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-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-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)
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)
Institut de Mathématiques de Bordeaux (IMB) ; Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
EfDyNet
ANR-17-EURE-0004,UCA DS4H,UCA Systèmes Numériques pour l'Homme(2017)
ANR-15-IDEX-0001,UCA JEDI,Idex UCA JEDI(2015)

Description

With the emergence of Network Function Virtual-ization (NFV) and Software Defined Networking (SDN) efficient network algorithms considered too hard to be put in practice in the past now have a second chance to be considered again. In this context, we rethink the 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, there may be 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.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
December 4, 2022
Modified:
November 28, 2023