云计算方案：借助本地快速故障转移实现完美恢复的可行性论文

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本文来源于:klaus-tycho foerster)2020年6月11日(星期四)发表了关于故障转移的论文的第一版，并在论文末尾附上了论文的地址，供深入学习的用户使用。

故障转移是自动操作和维护的重要组成部分。有效的自动故障转移可以确保服务的连续性和无故障运行。

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论文摘要:

为了提供高灵活性和对链路故障的快速响应，现代计算机网络支持完全分散的流重新路由，也称为本地快速故障转移。简而言之，本地快速故障转移算法的任务是仅使用本地可用的信息为每个节点预定义快速故障转移规则。对于数据包可能到达的每个传入链路和本地链路故障集(即，故障链路发生在节点上)，这些规则决定了数据包应该在哪个出站链路上转发。理想情况下，这种本地快速故障转移算法绝对可以提供完美的灵活性:只要基本网络保持连接，从任何源发送的数据包都可以到达任何目的地。它表明它不能总是提供完美的灵活性，以及如何容忍任何网络中的单一故障。有趣的是，人们对完美灵活性的可行性知之甚少。

在本文中，我们重新检查了在有或没有源的快速转发决策模型中本地快速故障转移的完美灵活性。首先，我们得到了几个相当普遍的不可能的结果:通过建立二次图与弹性之间的联系，我们证明了在任何非平面图上不可能达到完全弹性；此外，尽管平坦是必要的，但它不足以实现完美的弹性。

从积极的一面来看，我们表明一个简单有效的故障转移算法可以用于在链接细分下闭合的图形族，它只跳过失败的链接。我们通过获得外部计划和相关方案以及失败后源和目标在拓扑上接近的方案的完美弹性来演示这种技术。

介绍

分布式系统的可靠性通常取决于由一组路由器实现的底层网络。为了提供高可用性，现代路由器支持流量的本地快速重路由:路由器可以预先配置有条件故障转移规则，这些规则是为每个传入端口和所需目的地定义的。到达输入端口的数据包应该转发到哪个端口仅取决于事件链路的状态:因为路由器需要快速响应，所以它们没有时间了解远程故障。

本文的出发点是由本地快速重路由机制引入的以下基本问题:您能否预先定义确定性的本地故障转移规则，以确保只要底层网络连接，数据包就能到达目的地？这种理想的性质被称为完美弹性。因此，提供完美恢复能力的挑战在于问题的分散性，以及路由器只拥有关于故障链路的本地信息的事实；使用全局知识实现完美的弹性很简单，因为最短路径可以简单计算。

不幸的是，总的来说，不能实现完全的弹性:feigenbaum等人[19，20]给出了一个有12个节点的例子。在一些故障之后，原始网络上没有转发模式来允许目标连接组件中的每个幸存节点到达目标。从积极的一面来看，作者表明至少可以容忍一个链接失败，即1-弹性。有趣的是，很少有人知道什么时候可以实现完美的灵活性，什么时候不能。

在本文中，我们研究了在节点只有本地信息的网络中提供完美弹性的问题，考虑了节点能够和不能匹配包源的模型。在负面方面，我们描述了一个不允许完全灵活的解决方案的网络示例。从这一特性可以看出，在简单而小的平面图上，即使故障后源仍然通过(n)条不相交的路径与目标高度相连，也不可能实现完全恢复；但是，它不能被路由到目的地。我们还得到了一个相当普遍的否定结果，即完全弹性在任何非平面图上都是不可能的，完全图k5和完全二部图k 3，3不允许有完全弹性解。为此，我们证明了子图和完全弹性之间的一个有趣的联系，并证明了图的每个子图都保持完全弹性的性质。

从积极的方面来说，我们描述了所有外平面图和相关场景(例如，故障后源和目标位于同一平面上的场景)以及目标位于源的两跳内的非外平面场景的完全弹性算法。对于我们的积极结果，我们建立了一个通用的观点，即在细分链接下闭合的图族允许简单的故障转移算法，其中节点可以跳过本地故障端口，并且需要非常小的转发表。

论文地址:arxiv/ABS/200020.20000000006

来源：零点娱乐时刊