Toward fast calculation of communication paths for resilient routing

Abstract

Utilization of alternate communication paths is a common technique to provide protection of transmission against failures of network nodes/links. However, a noticeable delay is encountered when calculating the relevant sets of disjoint paths using the available algorithms (e.g., using Bhandari's approach). This, in turn, may have a serious impact on the ability of a network to serve dynamic demands (i.e., characterized by a relatively short duration time). To provide a solution to this problem, in this article we introduce an approach to pre‐compute the sets of disjoint paths in advance to be able to start serving the demands shortly after their arrival. Our approach is based on the observation that the issue of establishing a set of node‐disjoint paths is equivalent to the problem of determining the cheapest cycle in the network topology traversing the end nodes of a demand. In particular, we propose a generalization of this scheme assuming that any pair of node‐disjoint paths can be obtained by means of merging a number of basic cycles defined for a network topology. A new method to calculate the cheapest end‐to‐end cycles based on the so called basic cycles is introduced, which, as verified for real network topologies, reduces up to 70% the time needed to establish node‐disjoint paths (compared with the results obtained for the reference Bhandari's scheme). © 2017 Wiley Periodicals, Inc. NETWORKS, Vol. 70(4), 308–326 2017

In search of network resilience: An optimization‐based view

“…Silva et al [199], Canale et al [47], Sen et al [195], Canale et al [48], Martins et al [141], Ghedini et al [92], Barbosa et al [25], Castillo et al [50], Lin and Zhou [135], and Vass et al [212] analyze problems in survivability, reliability, or fault‐tolerance for different required structures and/or operations. Kucharzak et al [129], Fouquet et al [86], Yang et al [225], Cheng et al [54], Myslitski et al [150], Busing et al [45], and Natalino et al [151] examine novel post‐perturbation routing or path selection protocols. Houthooft et al [114], Papadimitriou and Fortz [167], Gomes et al [97], Hmaity et al [107], Girão‐Silva et al [94], and Kalesnikau et al [123] consider problems that integrate network design or operations pre‐perturbation with effective routing post‐perturbation.…”

Research of the Secure Routing Method of Confidential Messages on Disjoint Paths

“… розрахунку маршрутів, що не перетинаються, в телекомунікаційній мережі за допомогою моделі (1)-( 8);  безпечного балансування фрагментів конфіденційного повідомлення ( 9)-( 14) за множиною попередньо розрахованих шляхів (1)- (8).…”

“…Перелік таких засобів невпинно розширюється, а ефективність їх використання постійно зростає, але й методи та стратегії виявлення та використання вразливостей мережного обладнання також безперервно вдосконалюються. Досить дієвим засобом забезпечення мережної безпеки в ТКМ є протоколи маршрутизації [6][7][8][9][10]. Саме вони повинні забезпечити проактивний і реактивний захист телекомунікаційної мережі на основі збору та аналізу інформації про її стан.…”

An overview of theoretical solutions for secure routing in infocommunication networks

“…Як показав проведений аналіз [34- 38,42,43], можливість аналітичного розрахунку ймовірності компрометації повідомлення, що передається в мережі, багато в чому визначається особливостями структурної побудови ІКМ і типами використовуваних маршрутів. Як відомо, множину шляхів у мережі можна умовно розділити на дві підмножини: підмножина шляхів, що не перетинаються, та підмножина шляхів, які допускають вузловий або канальний перетин [46][47][48][49]. Слід відмітити, що в разі використання шляхів, що перетинаються, процедура числової оцінки ймовірності компрометації повідомлення, яке передається, помітно ускладнюється, а в ряді випадків стає неможливою (в аналітичному вигляді) [35].…”