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2022/11/28 14:52
RRPP快速环网保护协议-新华三集团-H3C
www.h3c.com/cn/d_200911/922207_30005_0.htm#
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RRPP快速环网保护协议
全球电信业正面临着严峻的挑战。VoIP的冲击使传统话音业务收入的
比重持续下降;IPTV的兴起导致带宽数十倍增加而视频业务的收费价
格却在降低;数据业务的增长明显趋缓。运营商面临业务转型和大幅
降低成本的考验。
电信级以太网技术成为这一转变中构建城域网的主力。在支持多业务
承载,推动发展Triple-Play业务,中继无线网络和互联企业网络需求
中,电信级以太网技术逐渐成熟;另外,以太网巨大的经济性优势,
被公认是解决运营商成本问题的法宝。
图 1 电信级以太网技术
电信级以太网技术(即运营商级以太网技术)是一种用于构建城域范
围的大网络的组网技术,所以也被称为城域以太网技术。不同组织或
企业面向不同国家、不同地区运营商的网络特点,推出了不同的市场
技术。目前,主要是三种方式:
IETF主导的超级以太网方式。关键技术是MPLS PWE (MPLS Pseudo
Wire Emulate)加VPLS(Virtual Private LAN Service);
IEEE与ITU主导的PBB(Provider Backbone Bridge)和PBT(Provider
Backbone Trunk)方式。主要技术标准是IEEE
802.1ah/MiM(MacInMac)和ITUSG15 G.PBT;
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各大厂商主导的增强以太网方式。目前流行的市场技术主要是RPR
(Resilient Packet Ring,IEEE 802.17),SPB(Shortest Path
Bridging,IEEE802.1ao),RRPP(Rapid Ring Protection
Protocol,H3C),EAPS(Ethernet Automatic Protection
Switching,IETF RFC 3619,Extreme Networks),MRP(Metro
Ring Protocol,Foundry Networks),MMRP(Multi Mater Ring
Protocol,Hitachi Cable),ERP(Ethernet Ring Protection,
Siemens AG),…
其中,RRPP是我司自主知识产权的专门应用于以太网环网的链路层拓
扑控制协议。它在以太网环中能够阻断冗余链路,防止数据环路引起
的广播风暴;当以太网环上链路或设备故障时,能实现50ms的保护倒
换,迅速切换到备份链路,保证业务快速恢复;并且具有收敛时间与
环网上节点数无关的显著优势;同时,环网的组网模式可以避免SRG
(Shared Risk Group)共享风险组问题。
1 RRPP基本原理
1.1 环接网络的基本拓扑
环接网络根据拓扑可以划分为图 1所示的三种基本类型:
单环(Single-Ring):由多个节点组成的闭链;
相切环(Tangent-Ring):只存在一个公共节点的两个环;
相交环(Intersect-Ring):存在两个公共节点的两个环;
图 2 单环、相切环和相交环
其他环接拓扑可以视为由这三种基本拓扑组成。
1.2 RRPP基本概念
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RRPP应用于物理上环接在一起的一组设备上,我们称这组设备的网络
结构为物理拓扑。由于IEEE 802.1Q规定的桥接网络中,数据是属于某
一个VLAN的,RRPP实际管理的是一个或一组VLAN。我们称RRPP管
理的物理环接网络上的一个VLAN或一组VLAN的逻辑结构为逻辑拓
扑。
RRPP域(RRPP Domain):RRPP域由一组配置了相同域ID、控制
VLAN和数据VLAN的环接的节点设备组成。一个RRPP域就是一个
RRPP协议的实例,一个RRPP域存在于一个逻辑的环接网络上。
RRPP环(RRPP Ring):RRPP环对应RRPP域管理的逻辑环接网络
中的一个逻辑环,RRPP环的彼此互连构成整个RRPP域。其中只能由
有一个为主环,其他环为子环。
RRPP域可以只包含一个主环或一个子环(单环),也可以由一个主环
和多个子环环接而成(相交环)。
环通过下面两种稳定状态来表示环上是否存在节点或链路的故障:完
整状态(Complete State)和故障状态(Failed State)。
图 3 RRPP基本概念
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主节点(Master Node):主节点在RRPP环上必须唯一存在,是
RRPP环上的主要决策和控制节点。主节点负责阻塞和放开环上的冗余
链路,发送和监控Hello检测报文,接收其他节点故障通知。
根据环上是否存在链路故障来划分,主节点分为故障状态(Failed
State)和完整状态(Complete State)。由于RRPP通过主节点控制
整个环的状态,所以主节点的状态就对应环的两种状态
传输节点(Transit Node):环上除主节点之外的其它节点都称为传
输节点(边缘节点和辅助边缘节点实际上是特殊的主节点或传输节点)。
一个RRPP环上可以有多个传输节点,也可以没有传输节点。传输节点
主要负责检测环上的链路或者节点故障并通知主节点。同时,传输节
点还会接收来自主节点的各种报文,刷新自己的状态或参数。
根据传输节点环上两个端口的状态划分,传输节点有3种状态:
链路Up状态(Link-Up State):两个环上端口都Up,且都处于转发
状态;
链路Down状态(Link-Down State):至少存在一个环上端口
Down;
临时阻塞状态(Pre-forwarding State):两个环上端口都Up,至少
一个环上端口处于阻塞状态。
主端口(Primary Port):这个概念只对主节点有效。主节点主端口
负责发送Hello检测报文。
副端口(Secondary Port):这个概念只对主节点有效。主节点副端
口负责控制冗余链路阻塞、转发状态。
控制VLAN(Control VLAN):用于转发RRPP协议报文。控制
VLAN只能包含RRPP节点接入以太环网的端口。
每个RRPP域配有两个控制VLAN,分别为主控制VLAN和子控制
VLAN,主环协议报文在主控制VLAN中传播,子环协议报文在子控制
VLAN中传播,主、子控制VLAN的(参见图 4)。
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图 4 子环的RRPP端口只包含子控制VLAN
主环的RRPP端口既要属于主控制VLAN,同时也要属于子控制VLAN
由于主环的报文只在主环内部转发,主控制VLAN只存在于主环的
RRPP端口上。由于主环被看作是子环的一个逻辑节点,子环的报文需
要通过主环透传,子控制VLAN即存在于子环的RRPP端口,还存在于
主环的RRPP端口。
数据VLAN组(Data VLAN Group):与控制VLAN相对,RRPP域
用来传输数据报文的VLAN组称为数据VLAN组。要注意的是,数据
VLAN组内的VLAN不一定已经在设备上创建,也不一定已经有端口加
入,是指由RRPP域控制其转发状态VLAN。可以看出,数据VLAN组
就是映射到RRPP实例的VLAN集合。数据VLAN中可以包含RRPP端
口,也可以包含非RRPP端口。
虚拟节点(Virtual Node):图 5所示的相交环拓扑中,主环作为一
个逻辑节点加入子环中,主环称为子环的虚拟节点。
图 5 虚拟节点
虚拟节点可以作为子环的传输节点,也可以作为子环的主节点;另
外,虚拟节点同样具有主端口和副端口。为了便于设备配置和文档描
述,目前的版本中虚拟节点的副端口所在的物理节点称为边缘节点
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