Cos'è l'anello ERPS?
ERPS (Ethernet Ring Protection Switching) è un protocollo di protezione dell'anello sviluppato dall'ITU, noto anche come G.8032. È un protocollo a livello di collegamento applicato specificamente agli anelli Ethernet. Può prevenire la tempesta di trasmissione causata dal loop di dati quando la rete ad anello Ethernet è completa e quando un collegamento sulla rete ad anello Ethernet viene disconnesso, può ripristinare rapidamente la comunicazione tra i vari nodi sulla rete ad anello.
Come funziona l'ERP?
Stato di integrità del collegamento:
Un anello ERPS è costituito da molti nodi. Ring Protection Link (RPL) viene utilizzato tra alcuni nodi per proteggere la rete ad anello ed evitare che si verifichino loop. Come mostrato nella figura seguente, i collegamenti tra il Dispositivo A e il Dispositivo B e tra il Dispositivo E e il Dispositivo F sono RPL.
In una rete ERP, un anello può supportare più istanze e ogni istanza è un anello logico. Ogni istanza ha il proprio canale di protocollo, canale dati e nodo proprietario. Ogni istanza agisce come un'entità di protocollo separata e mantiene il proprio stato e i propri dati.
I pacchetti con ID di anello diversi si distinguono per indirizzo MAC di destinazione (l'ultimo byte dell'indirizzo MAC di destinazione rappresenta l'ID di anello). Se un pacchetto ha lo stesso ID di anello, l'istanza ERP a cui appartiene può essere distinta dall'ID VLAN che trasporta, ovvero l'ID dell'anello e l'ID VLAN nel pacchetto identificano univocamente un'istanza.
Stato di errore di collegamento:
Quando un nodo in un collegamento rileva che una porta appartenente all'anello ERPS è inattiva, blocca la porta difettosa e invia immediatamente un pacchetto SF per notificare che gli altri nodi sul collegamento hanno fallito.
Come mostrato nella figura seguente, quando il collegamento tra il dispositivo C e il dispositivo D fallisce, il dispositivo C e il dispositivo D rilevano un errore di collegamento, bloccano la porta difettosa e inviano periodicamente messaggi SF.
Stato di riparazione del collegamento:
Una volta ripristinato il collegamento difettoso, bloccare la porta che era in stato di errore, avviare il timer di guardia e inviare un pacchetto NR per notificare al proprietario che il collegamento difettoso è stato ripristinato. Se il nodo proprietario non riceve un pacchetto SF prima che scada il timer, il nodo proprietario blocca la porta RPL e invia periodicamente pacchetti (NR, RB) allo scadere del timer. Dopo aver ricevuto il pacchetto (NR, RB), il nodo di ripristino rilascia la porta di ripristino errori temporaneamente bloccata. Dopo aver ricevuto il pacchetto (NR, RB), il nodo vicino blocca la porta RPL e il collegamento viene ripristinato.
Come mostrato nella figura seguente, quando il Dispositivo C e il Dispositivo D rilevano che il collegamento tra loro è ripristinato, bloccano temporaneamente la porta che precedentemente era nello stato fallito e inviano un messaggio NR. Dopo aver ricevuto il messaggio NR, il dispositivo A (il nodo proprietario) avvia il timer WTR, che blocca la porta RPL e invia i pacchetti (NR, RB) al mondo esterno. Dopo che il dispositivo C e il dispositivo D ricevono il messaggio (NR, RB), rilasciano la porta di ripristino temporaneamente bloccata; Il dispositivo B (Neighbor) blocca la porta RPL dopo aver ricevuto i pacchetti (NR, RB). Il collegamento viene ripristinato allo stato precedente al guasto.
Caratteristiche tecniche e vantaggi dell'ERPS
Bilanciamento del carico ERP:
Nella stessa rete ad anello può esserci traffico dati da più VLAN contemporaneamente e l'ERP può implementare il bilanciamento del carico, ovvero il traffico da diverse VLAN viene inoltrato su percorsi diversi. La rete ad anello ERP può essere suddivisa in VLAN di controllo e VLAN di protezione.
VLAN di controllo: questo parametro viene utilizzato per trasmettere pacchetti di protocollo ERP. Ogni istanza ERP ha la propria VLAN di controllo.
VLAN di protezione: a differenza della VLAN di controllo, la VLAN di protezione viene utilizzata per la trasmissione di pacchetti di dati. Ogni istanza ERP ha la propria VLAN di protezione, che viene implementata configurando un'istanza di spanning tree.
Configurando più istanze ERP sulla stessa rete ad anello, diverse istanze ERP inviano traffico da diverse VLAN, in modo che la topologia del traffico dati in diverse VLAN nella rete ad anello sia diversa, in modo da raggiungere lo scopo della condivisione del carico.
Come mostrato nella figura, Istanza 1 e Istanza 2 sono due istanze configurate in un anello ERPS, l'RPL delle due istanze è diverso, il collegamento tra il Dispositivo A e il Dispositivo B è l'RPL dell'Istanza 1 e il Dispositivo A è il proprietario nodo dell'istanza 1. Il collegamento tra il dispositivo C e il dispositivo D è l'RPL dell'istanza 2 e Decive C è il proprietario dell'istanza 2. Gli RPL di istanze diverse bloccano VLAN diverse per implementare il bilanciamento del carico in un singolo anello.
Elevato livello di sicurezza:
Esistono due tipi di VLAN in ERP, una è la VLAN R-APS e l'altra è la VLAN dei dati. La VLAN R-APS viene utilizzata solo per trasmettere pacchetti di protocollo da ERPS. L'ERP elabora solo i pacchetti di protocollo dalle VLAN R-APS e non elabora alcun pacchetto di attacchi di protocollo dalle VLAN di dati, migliorando la sicurezza ERP.
Supporta la tangente di intersezione multi-loop:
L'ERP supporta l'aggiunta di più anelli nello stesso nodo (Nodo4) sotto forma di tangente o intersezione, il che aumenta notevolmente la flessibilità del networking.
Tutti gli switch industriali della rete ad anello supportano la tecnologia di rete della rete ad anello ERPS, che migliora notevolmente la flessibilità della rete e il tempo di convergenza degli errori è ≤ 20 ms, garantendo l'elevata stabilità della trasmissione dei dati video front-end. Inoltre, supporta l'uso della fibra ottica single-core per formare una rete ad anello ERPS per garantire che non vi siano colli di bottiglia nel caricamento dei dati video e allo stesso tempo risparmiare molte risorse di fibra ottica per i clienti.
Cosa fa l’ERP?
La tecnologia ERP è adatta per topologie ad anello Ethernet che richiedono elevata affidabilità ed elevata disponibilità. Pertanto, è stato ampiamente utilizzato nella finanza, nei trasporti, nell'automazione industriale e in altri campi. Nel settore finanziario, i principali sistemi aziendali devono garantire elevata affidabilità e trasmissione dei dati in tempo reale, per questo la tecnologia ERP è ampiamente utilizzata. Nel settore dei trasporti, dove l'affidabilità e la connettività della rete sono fondamentali per la sicurezza pubblica, la tecnologia ERP può contribuire a migliorare la stabilità della rete nel sistema di scambio dati della topologia di rete ad anello. Nei sistemi di automazione industriale, la tecnologia ERP può aiutare la rete a essere più affidabile, garantendo così il normale funzionamento della linea di produzione. La tecnologia ERPS può aiutare le reti aziendali a ottenere una commutazione rapida e un ripristino degli errori, a garantire la continuità aziendale e a ottenere un ripristino del collegamento a livello di millisecondi, in modo da garantire efficacemente la qualità della comunicazione dell'utente.
Orario di pubblicazione: 13 luglio 2024