Capítulo 3: Resenha sobre os Métodos de Encaminhamento Dinâmico
3.6 Métodos de encaminhamento dependentes do acontecimento
3.6.1 Autómato com Aprendizagem (“Learning
Automata” – LA)
Este é um método de encaminhamento por aprendizagem, descrito em [Girard90] e [Key90]. Não são feitas medidas directamente do estado da rede, mas em vez disso o autómato ganha informação acerca do estado da rede indirectamente. Sempre que o autómato toma uma acção recebe uma resposta indirecta do estado da rede. O autómato baseia-se no seguinte conhecimento: “esta acção é melhor do que aquela porque é recebida mais frequentemente uma boa resposta na primeira do que na segunda”. As chamadas são oferecidas aos caminhos possíveis de acordo com uma distribuição de probabilidade,
Resenha sobre os Métodos de Encaminhamento Dinâmico
que é actualizada em intervalos de tempo discretos de acordo com a informação de realimentação (chamada aceite ou chamada rejeitada). A vantagem deste método é a simplicidade, mas com o inconveniente correspondente de que a aprendizagem pode ser muito lenta. Este método de encaminhamento não foi implementado em nenhuma rede prática apenas foram feitos estudos simulacionais.
3.6.2 Encaminhamento Dinâmico Alternativo (“Dynamic
Alternate Routing” - DAR)
Encaminhamento alternativo dinâmico (DAR) (descrito em [Mitra91a], [Girard90], [Watanabe90] e [Key90]), foi desenvolvido pela British Telecom, e é uma implementação isolada simplificada do método de encaminhamento Learning Automata. É baseado numa forma simples de um esquema de aprendizagem, dado que jamais é efectuada qualquer medida do estado, e a realimentação ocorre só através do sucesso ou falha da ligação no caminho alternativo corrente. A única informação (informação local) que o método utiliza é o caminho alternativo correntemente seleccionado e o limiar de reserva de circuitos nos caminhos (a cada feixe é atribuído um parâmetro de reserva de circuitos). O diagrama de fluxo seguinte ilustra o modo de funcionamento do método de encaminhamento DAR.
Chegada de nova chamada (i,j). (k é o nó intermédio do caminho aternativo
preferido.)
A chamada pode ser encaminhada directamente no ramo i-j?
Não
Encaminhar a chamada através do ramo i-j. Sim
A chamada pode ser encaminhada através dos ramos i-k e k-j e deixa Ri-k
e Rk-j circuitos livres em cada ramo
respectivamente? Não
Sim Encaminhar a chamada através dos ramos i-k e k-j.
Chamada boqueada. Um novo k é escolhido
aleatóriamente e é guardado.
Fig. 3·11 - Diagrama de fluxo de DAR-1. Adaptada de [Mitra91a].
Nas redes DAR, cada chamada é oferecida primeiro ao caminho directo, e se estiver bloqueado, transborda para o caminho alternativo de dois feixes actualmente seleccionado, isto é, usa um caminho alternativo preferido para o tráfego que não pode ser transportado directamente. Então, para cada par de centrais
( ji,
)
, existe uma central pré seleccionada k para ser utilizada como central intermédia noUm Estudo Simulacional de Redes Inter-centrais com Encaminhamento Dinâmico
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único caminho alternativo permitido. A identidade dessa central intermédia corrente k está armazenada na central origem.
Se a chamada for transportada no caminho directo a central intermédia permanece inalterada. Se a chamada é oferecida ao caminho alternativo e puder ser transportada nele, a chamada é completada e o caminho alternativo preferido permanece inalterado. Caso contrário, se a chamada é bloqueada no caminho alternativo, dado não poder ser transportada num dos feixes i−k ou
k−
j
, a chamada é perdida, e então um novo caminho alternativo (central intermédia) é seleccionado aleatoriamente, de entre todos os caminhos possíveis de dois feixes, para chamadas subsequentes.3.6.2.1 Extensões do DAR
Algumas extensões foram sugeridas ao método DAR [Girard90]: • Usar uma ordem cíclica na selecção das centrais intermédias.
• Usar uma distribuição não uniforme na selecção das centrais intermédias, com o objectivo de dar preferência ou excluir algumas centrais. Duas possíveis aplicações disto são: o caso de uma falha numa central ou feixe, e o caso de se pretender influenciar o reencaminhamento local.
• Introduzir um segundo parâmetro, com valor superior ao parâmetro de reserva de circuitos. Quando uma chamada está a tentar o caminho alternativo, se o número de circuitos livres se encontra entre o parâmetro de reserva de circuitos e o segundo parâmetro, então a chamada é transportada mas é seleccionado aleatoriamente uma nova central intermédia. Noutras palavras, a resselecção de uma central intermédia pode ocorrer antes da chamada ser bloqueada no caminho.
• Usar caminhos com mais de dois feixes, ou usar um caminho falso como primeiro caminho, no caso da rede não ser completamente ligada.
• Permitir eleger um segundo caminho alternativo, veja-se o diagrama de fluxo apresentado na figura seguinte. Nesta variação de DAR designada por DAR-2 [Mitra91a], tal como no DAR uma chamada que não pode ser encaminhada directamente tenta o caminho alternativo preferido. A diferença é que a chamada não é bloqueada se não puder ser encaminhada neste caminho. Em vez disso, é usado crankback, e um novo caminho alternativo preferido é escolhido (como no DAR), e a chamada tenta imediatamente este novo caminho
i−k
' ek
'−
j
. Se houve sucesso, o caminho é mantido como caminho alternativo preferido. Caso contrário, a chamada é bloqueada e é seleccionado aleatoriamente outro caminho alternativo.Resenha sobre os Métodos de Encaminhamento Dinâmico
Chegada de nova chamada (i,j). (k é o nó intermédio do caminho aternativo
preferido.)
A chamada pode ser encaminhada directamente no ramo i-j?
Não
Encaminhar a chamada através do ramo i-j. Sim
A chamada pode ser encaminhada através dos ramos i-k e k-j e deixa Ri-k
e Rk-j circuitos livres em cada ramo
respectivamente?
Não
Sim Encaminhar a chamada através dos ramos i-k e k-j.
Chamada boqueada. Um novo k é escolhido
aleatóriamente.
A chamada pode ser encaminhada no novo caminho alternativo preferido
(como em cima)?
Não
Um novo k é escolhido aleatóriamente e é guardado.
Encaminhar a chamada no novo caminho. Guardar o k como nó
intermédio do caminho alternativo preferido. Sim
Fig. 3·12 - Diagrama de fluxo de DAR-2. Adaptada de [Mitra91a].
3.6.3 Encaminhamento Aleatório com Aprendizagem
(“Learning with Random Routing” - LRR)
Este método de encaminhamento é análogo ao método de encaminhamento DAR.
No método de encaminhamento LRR (descrito em [Vargas96]) é seleccionado um novo caminho alternativo apenas quando uma chamada é bloqueada. O LRR é um método de encaminhamento isolado, com actualizações chamada após chamada baseadas, no encaminhamento aleatório. Usa um método de aprendizagem isolado para atingir um encaminhamento flexível.
O ramo directo é usado se disponível, e um caminho alternativo fixo é usado até que ocorra bloqueio. Nesse caso um novo caminho alternativo é seleccionado aleatoriamente para caminho alternativo para as próximas chamadas que transbordarem o ramo directo. Não é usado crankback, logo se uma chamada for bloqueada numa central intermédia será perdida. A reserva de circuitos é activada dinamicamente na condição de bloqueio de chamadas.
Um Estudo Simulacional de Redes Inter-centrais com Encaminhamento Dinâmico
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3.6.3.1 Caminho de sucesso para o topo (“Success To the Top” -
STT)
É uma extensão do LRR, sendo aqui permitido fazer crankback quando se verifica que o caminho alternativo está bloqueado e a chamada se encontra na central intermédia, sendo a chamada oferecida a um novo caminho escolhido aleatoriamente. A capacidade de crankback evita a perda de uma chamada num caminho alternativo se existir outro com capacidade livre. Esta característica é que faz com que o seu desempenho seja significativamente superior ao método anterior. No caso limite do STT podem ser tentados todos os caminhos de escolha possíveis por uma chamada antes de ela ser bloqueada, no caso de ir encontrando sempre alternativos sem capacidade disponível. Na selecção do caminho em tempo real, é usado encaminhamento cíclico, e se uma chamada é estabelecida num caminho, a próxima chamada começará por tentar o mesmo caminho (o caminho com sucesso mantém-se no topo da lista de caminhos, dando o nome ao método). Note que este método não é o mesmo que o método STT descrito no capítulo 2, onde era usado encaminhamento sequencial e não cíclico.
3.6.4 Sequências Aleatórias Persistentes (“Sticky Random
Sequences” – SRS)
O método de encaminhamento SRS (descrito em [Mitra91a]) também usa um algoritmo de escolha aleatória. É similar ao método de encaminhamento DAR, excepto que no SRS é gerado um par ordenado
(k,k
')
como um par de caminhos alternativos preferidos. Veja-se o diagrama de fluxo seguinte.Resenha sobre os Métodos de Encaminhamento Dinâmico
Chegada de nova chamada (i,j). (k,k') é o par de nós intermédios dos caminhos aternativos preferidos.
A chamada pode ser encaminhada directamente no ramo i-j?
Não
Encaminhar a chamada através do ramo i-j. Sim
A chamada pode ser encaminhada através dos ramos i-k e k-j e deixa Ri-k
e Rk-j circuitos livres em cada ramo
respectivamente? Não
Sim Encaminhar a chamada através dos ramos i-k e k-j.
A chamada pode ser encaminhada através dos ramos i-k' e k'-j e deixa Ri-k' e Rk'-j circuitos livres em cada
ramo respectivamente?
Não
Encaminhar a chamada através dos ramos i-k' e k'-j. Sim
Chamada boqueada. Um novo par (k,k') é escolhido
aleatóriamente e é guardado.
Fig. 3·13 - Diagrama de fluxo de SRS. Adaptada de [Mitra91a].
Neste método o tráfego pode ser encaminhado alternativamente através da central k ou