Що таке ERPS Ring?
ERPS (Ethernet Ring Protection Switching) — це протокол захисту кільця, розроблений ITU, також відомий як G.8032. Це протокол канального рівня, спеціально застосований до кілець Ethernet. Він може запобігти широкомовному шторму, спричиненому петлею даних, коли кільцева мережа Ethernet завершена, а коли зв’язок у кільцевій мережі Ethernet роз’єднано, він може швидко відновити зв’язок між різними вузлами кільцевої мережі.
Як працює ERP?
Стан здоров'я посилання:
Кільце ERPS складається з багатьох вузлів. Канал захисту кільця (RPL) використовується між деякими вузлами для захисту кільцевої мережі та запобігання виникненню петель. Як показано на малюнку нижче, зв’язки між пристроєм A і пристроєм B, а також між пристроєм E і пристроєм F є RPL.
У мережі ERP кільце може підтримувати кілька екземплярів, і кожен екземпляр є логічним кільцем. Кожен екземпляр має власний канал протоколу, канал даних і вузол власника. Кожен екземпляр діє як окрема сутність протоколу та підтримує власний стан і дані.
Пакети з різними ідентифікаторами виклику розрізняються за MAC-адресами призначення (останній байт MAC-адреси призначення представляє ідентифікатор виклику). Якщо пакет має однаковий ідентифікатор кільця, екземпляр ERP, до якого він належить, можна розрізнити за ідентифікатором VLAN, який він несе, тобто ідентифікатор кільця та ідентифікатор VLAN у пакеті однозначно ідентифікують екземпляр.
Статус помилки з’єднання:
Коли вузол у з’єднанні виявляє, що будь-який порт, який належить кільцю ERPS, не працює, він блокує несправний порт і негайно надсилає пакет SF, щоб сповістити, що інші вузли в з’єднанні вийшли з ладу.
Як показано на наступному малюнку, коли зв’язок між пристроєм C і пристроєм D виходить з ладу, пристрій C і пристрій D виявляють збій зв’язку, блокують несправний порт і періодично надсилають повідомлення SF.
Статус відновлення посилання:
Після того, як несправне з’єднання буде відновлено, заблокуйте порт, який був у стані несправності, запустіть захисний таймер і надішліть пакет NR, щоб повідомити власника про те, що несправне з’єднання відновлено. Якщо вузол-власник не отримує пакет SF до закінчення тайм-ауту, вузол-власник блокує порт RPL і періодично надсилає (NR, RB) пакети, коли таймер закінчується. Після отримання пакета (NR, RB) вузол відновлення звільняє тимчасово заблокований порт відновлення після помилки. Після отримання пакету (NR, RB) сусідній вузол блокує порт RPL і зв’язок відновлюється.
Як показано на малюнку нижче, коли пристрої C і D виявляють, що зв’язок між ними відновлено, вони тимчасово блокують порт, який раніше був у стані збою, і надсилають повідомлення NR. Після отримання повідомлення NR пристрій A (вузол-власник) запускає таймер WTR, який блокує порт RPL і надсилає пакети (NR, RB) у зовнішній світ. Після того, як пристрої C і D отримають повідомлення (NR, RB), вони звільняють тимчасово заблокований порт відновлення; Пристрій B (сусід) блокує порт RPL після отримання пакетів (NR, RB). Зв’язок відновлюється до стану перед збоєм.
Технічні особливості та переваги ERPS
Балансування навантаження ERP:
В одній кільцевій мережі може існувати трафік даних з кількох VLAN одночасно, і ERP може реалізувати балансування навантаження, тобто трафік з різних VLAN пересилається різними шляхами. Кільцеву мережу ERP можна розділити на VLAN керування та VLAN захисту.
Керування VLAN: цей параметр використовується для передачі пакетів протоколу ERP. Кожен екземпляр ERP має власну керуючу VLAN.
VLAN захисту: на відміну від контрольної VLAN, захисна VLAN використовується для передачі пакетів даних. Кожен екземпляр ERP має власний захист VLAN, який реалізується шляхом налаштування екземпляра Spanning Tree.
Налаштувавши кілька екземплярів ERP в одній кільцевій мережі, різні екземпляри ERP надсилають трафік з різних VLAN, тому топологія трафіку даних у різних VLAN у кільцевій мережі відрізняється, щоб досягти мети розподілу навантаження.
Як показано на малюнку, екземпляр 1 і екземпляр 2 — це два екземпляри, налаштовані в кільці ERPS, RPL двох екземплярів різний, зв’язок між пристроєм A і пристроєм B — це RPL екземпляра 1, а пристрій A — власник вузол екземпляра 1. Зв’язок між пристроєм C і пристроєм D є RPL екземпляра 2, а Decive C є власником екземпляра 2. RPL різних екземплярів блокують різні VLAN для реалізації балансування навантаження в одному кільці.
Високий рівень безпеки:
У ERP існує два типи VLAN: одна – VLAN R-APS, а інша – VLAN даних. R-APS VLAN використовується лише для передачі пакетів протоколу з ERPS. ERP обробляє лише пакети протоколу з VLAN R-APS і не обробляє пакети атак протоколу з VLAN даних, покращуючи безпеку ERP.
Підтримка багатопетлевої дотичної дотичної:
ERP підтримує додавання кількох кілець в одному вузлі (Node4) у формі дотичної або перетину, що значно підвищує гнучкість мережі.
Усі промислові комутатори кільцевої мережі підтримують мережеву технологію кільцевої мережі ERPS, яка значно покращує гнучкість мережі, а час конвергенції несправностей становить ≤ 20 мс, забезпечуючи високу стабільність передавання відеоданих. Крім того, він підтримує використання одножильного оптичного волокна для формування кільцевої мережі ERPS, щоб гарантувати відсутність вузьких місць у завантаженні відеоданих, і в той же час економить багато ресурсів оптичного волокна для клієнтів.
Що робить ERP?
Технологія ERP підходить для кільцевих топологій Ethernet, які потребують високої надійності та доступності. Тому він широко використовується у фінансах, транспорті, промисловій автоматизації та інших сферах. У фінансовій сфері ключові бізнес-системи повинні забезпечувати високу надійність і передачу даних у реальному часі, тому технологія ERP широко використовується. У транспортній галузі, де надійність мережі та підключення мають вирішальне значення для громадської безпеки, технологія ERP може допомогти підвищити стабільність мережі в системі обміну даними кільцевої топології мережі. У системах промислової автоматизації технологія ERP може допомогти мережі бути більш надійною, таким чином забезпечуючи нормальну роботу виробничої лінії. Технологія ERPS може допомогти корпоративним мережам досягти швидкого перемикання та відновлення збоїв, забезпечити безперервність роботи та досягти відновлення зв’язку на рівні мілісекунд, щоб ефективно забезпечити якість зв’язку користувачів.
Час публікації: 13 липня 2024 р