Что такое кольцо ERPS?
ERPS (Ethernet Ring Protection Switching) — это протокол защиты кольца, разработанный ITU и также известный как G.8032. Это протокол канального уровня, специально применяемый к кольцам Ethernet. Это может предотвратить широковещательный шторм, вызванный петлей данных, когда кольцевая сеть Ethernet завершена, а когда канал в кольцевой сети Ethernet отключен, он может быстро восстановить связь между различными узлами в кольцевой сети.
Как работает ERP?
Статус работоспособности ссылки:
Кольцо ERPS состоит из множества узлов. Между некоторыми узлами используется канал защиты кольца (RPL) для защиты кольцевой сети и предотвращения образования петель. Как показано на следующем рисунке, связи между устройством A и устройством B, а также между устройством E и устройством F являются RPL.
В сети ERP кольцо может поддерживать несколько экземпляров, и каждый экземпляр является логическим кольцом. Каждый экземпляр имеет свой собственный канал протокола, канал данных и узел-владелец. Каждый экземпляр действует как отдельный объект протокола и поддерживает свое собственное состояние и данные.
Пакеты с разными идентификаторами кольца различаются по MAC-адресам назначения (последний байт MAC-адреса назначения представляет идентификатор кольца). Если пакет имеет одинаковый идентификатор кольца, экземпляр ERP, которому он принадлежит, можно отличить по идентификатору VLAN, который он несет, то есть идентификатор кольца и идентификатор VLAN в пакете однозначно идентифицируют экземпляр.
Статус сбоя соединения:
Когда узел в канале обнаруживает, что какой-либо порт, принадлежащий кольцу ERPS, не работает, он блокирует неисправный порт и немедленно отправляет пакет SF, чтобы уведомить о сбое других узлов в канале.
Как показано на следующем рисунке, когда связь между устройством C и устройством D выходит из строя, устройства C и D обнаруживают неисправность канала, блокируют неисправный порт и периодически отправляют сообщения SF.
Статус исцеления ссылки:
После восстановления неисправного канала заблокируйте порт, находившийся в состоянии сбоя, запустите защитный таймер и отправьте пакет NR, чтобы уведомить владельца о том, что неисправный канал восстановлен. Если узел-владелец не получает пакет SF до истечения времени таймера, узел-владелец блокирует порт RPL и периодически отправляет пакеты (NR, RB) по истечении времени таймера. После получения пакета (NR, RB) узел восстановления освобождает временно заблокированный порт восстановления после сбоя. После получения пакета (NR, RB) соседний узел блокирует порт RPL и канал восстанавливается.
Как показано на следующем рисунке, когда устройство C и устройство D обнаруживают, что соединение между ними восстановлено, они временно блокируют порт, который ранее находился в состоянии сбоя, и отправляют сообщение NR. После получения сообщения NR Устройство A (узел-владелец) запускает таймер WTR, который блокирует порт RPL и отправляет пакеты (NR, RB) во внешний мир. После того, как устройство C и устройство D получат сообщение (NR, RB), они освобождают временно заблокированный порт восстановления; Устройство B (сосед) блокирует порт RPL после получения пакетов (NR, RB). Связь восстанавливается до состояния, существовавшего до сбоя.
Технические особенности и преимущества ERPS
Балансировка нагрузки ERP:
В одной кольцевой сети может одновременно проходить трафик данных из нескольких VLAN, а ERP может реализовать балансировку нагрузки, то есть трафик из разных VLAN перенаправляется по разным путям. Кольцевую сеть ERP можно разделить на управляющую VLAN и защитную VLAN.
Control VLAN: этот параметр используется для передачи пакетов протокола ERP. Каждый экземпляр ERP имеет собственную управляющую VLAN.
Защитная VLAN: В отличие от управляющей VLAN, защитная VLAN используется для передачи пакетов данных. Каждый экземпляр ERP имеет собственную защитную VLAN, которая реализуется путем настройки экземпляра связующего дерева.
При настройке нескольких экземпляров ERP в одной кольцевой сети разные экземпляры ERP отправляют трафик из разных VLAN, поэтому топология трафика данных в разных VLAN в кольцевой сети различается, что позволяет достичь цели распределения нагрузки.
Как показано на рисунке, экземпляр 1 и экземпляр 2 — это два экземпляра, настроенные в кольце ERPS, RPL двух экземпляров различен, связь между устройством A и устройством B — это RPL экземпляра 1, а устройство A — владельцем. узел Экземпляра 1. Связующим звеном между Устройством C и Устройством D является RPL Экземпляра 2, а Decive C является владельцем Экземпляра 2. RPL разных экземпляров блокируют разные VLAN для реализации балансировки нагрузки в одном кольце.
Высокий уровень безопасности:
В ERP существует два типа VLAN: один — R-APS VLAN, а другой — VLAN для данных. R-APS VLAN используется только для передачи пакетов протоколов из ERPS. ERP обрабатывает только пакеты протоколов из VLAN R-APS и не обрабатывает пакеты атак на протоколы из VLAN данных, что повышает безопасность ERP.
Поддержка касательной многоконтурного пересечения:
ERP поддерживает добавление нескольких колец в один и тот же узел (Node4) в форме касательной или пересечения, что значительно повышает гибкость сети.
Все промышленные коммутаторы кольцевых сетей поддерживают технологию кольцевых сетей ERPS, что значительно повышает гибкость сети, а время сходимости ошибок составляет ≤ 20 мс, что обеспечивает высокую стабильность передачи видеоданных. Кроме того, он поддерживает использование одноядерного оптического волокна для формирования кольцевой сети ERPS, чтобы гарантировать отсутствие узких мест при загрузке видеоданных, и в то же время экономит много ресурсов оптического волокна для клиентов.
Что делает ERP?
Технология ERP подходит для кольцевых топологий Ethernet, требующих высокой надежности и высокой доступности. Поэтому он широко используется в финансах, транспорте, промышленной автоматизации и других областях. В финансовой сфере ключевые бизнес-системы должны обеспечивать высокую надежность и передачу данных в режиме реального времени, поэтому технология ERP широко используется. В транспортной отрасли, где надежность сети и возможность подключения имеют решающее значение для общественной безопасности, технология ERP может помочь улучшить стабильность сети в системе обмена данными кольцевой топологии сети. В системах промышленной автоматизации технология ERP может помочь сделать сеть более надежной, обеспечивая тем самым нормальную работу производственной линии. Технология ERPS может помочь корпоративным сетям обеспечить быстрое переключение и восстановление после сбоев, обеспечить непрерывность бизнеса и добиться восстановления канала на уровне миллисекунд, чтобы эффективно гарантировать качество общения пользователей.
Время публикации: 13 июля 2024 г.