Was ist ERPS-Ring?
ERPS (Ethernet Ring Protection Switching) ist ein von der ITU entwickeltes Ringschutzprotokoll, auch bekannt als G.8032. Es handelt sich um ein Link-Layer-Protokoll, das speziell auf Ethernet-Ringe angewendet wird. Es kann den durch die Datenschleife verursachten Broadcast-Sturm verhindern, wenn das Ethernet-Ringnetzwerk vollständig ist, und wenn eine Verbindung im Ethernet-Ringnetzwerk getrennt wird, kann es die Kommunikation zwischen verschiedenen Knoten im Ringnetzwerk schnell wiederherstellen.
Wie funktioniert ERP?
Link-Gesundheitsstatus:
Ein ERPS-Ring besteht aus vielen Knoten. Ring Protection Link (RPL) wird zwischen einigen Knoten verwendet, um das Ringnetzwerk zu schützen und das Auftreten von Schleifen zu verhindern. Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, sind die Verbindungen zwischen Gerät A und Gerät B sowie zwischen Gerät E und Gerät F RPLs.
In einem ERP-Netzwerk kann ein Ring mehrere Instanzen unterstützen, und jede Instanz ist ein logischer Ring. Jede Instanz verfügt über einen eigenen Protokollkanal, Datenkanal und Eigentümerknoten. Jede Instanz fungiert als separate Protokolleinheit und verwaltet ihren eigenen Status und ihre eigenen Daten.
Pakete mit unterschiedlichen Ring-IDs werden durch Ziel-MAC-Adressen unterschieden (das letzte Byte der Ziel-MAC-Adresse stellt die Ring-ID dar). Wenn ein Paket dieselbe Ring-ID hat, kann die ERP-Instanz, zu der es gehört, anhand der VLAN-ID, die es trägt, unterschieden werden, d. h. die Ring-ID und die VLAN-ID im Paket identifizieren eine Instanz eindeutig.
Verbindungsfehlerstatus:
Wenn ein Knoten in einer Verbindung feststellt, dass ein zum ERPS-Ring gehörender Port ausgefallen ist, blockiert er den fehlerhaften Port und sendet sofort ein SF-Paket, um zu benachrichtigen, dass die anderen Knoten auf der Verbindung ausgefallen sind.
Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, erkennen Gerät C und Gerät D einen Verbindungsfehler, blockieren den fehlerhaften Port und senden regelmäßig SF-Nachrichten, wenn die Verbindung zwischen Gerät C und Gerät D ausfällt.
Link-Heilungsstatus:
Nachdem die fehlerhafte Verbindung wiederhergestellt wurde, blockieren Sie den Port, der sich im Fehlerzustand befand, starten Sie den Guard-Timer und senden Sie ein NR-Paket, um den Besitzer darüber zu informieren, dass die fehlerhafte Verbindung wiederhergestellt wurde. Wenn der Besitzerknoten vor Ablauf des Timers kein SF-Paket empfängt, blockiert der Besitzerknoten den RPL-Port und sendet nach Ablauf des Timers regelmäßig (NR, RB)-Pakete. Nach dem Empfang des (NR, RB)-Pakets gibt der Wiederherstellungsknoten den vorübergehend blockierten Fehlerwiederherstellungs-Port frei. Nach dem Empfang des (NR, RB)-Pakets blockiert der Nachbarknoten den RPL-Port und die Verbindung wird wiederhergestellt.
Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, blockieren Gerät C und Gerät D, wenn sie erkennen, dass die Verbindung zwischen ihnen wiederhergestellt ist, vorübergehend den Port, der sich zuvor im Fehlerzustand befand, und senden eine NR-Nachricht. Nach dem Empfang der NR-Nachricht startet Gerät A (der Eigentümerknoten) den WTR-Timer, der den RPL-Port blockiert und (NR, RB)-Pakete an die Außenwelt sendet. Nachdem Gerät C und Gerät D die (NR, RB)-Nachricht erhalten haben, geben sie den vorübergehend blockierten Wiederherstellungsport frei; Gerät B (Nachbar) blockiert den RPL-Port, nachdem es (NR, RB)-Pakete empfangen hat. Die Verbindung wird in den Zustand vor dem Ausfall zurückversetzt.
Technische Merkmale und Vorteile von ERPS
ERP-Lastverteilung:
Im selben Ringnetzwerk kann es gleichzeitig Datenverkehr von mehreren VLANs geben, und ERP kann einen Lastausgleich implementieren, d. h. der Verkehr von verschiedenen VLANs wird über unterschiedliche Pfade weitergeleitet. Das ERP-Ringnetzwerk kann in Kontroll-VLAN und Schutz-VLAN unterteilt werden.
Kontroll-VLAN: Dieser Parameter wird zur Übertragung von ERP-Protokollpaketen verwendet. Jede ERP-Instanz verfügt über ein eigenes Kontroll-VLAN.
Protection VLAN: Im Gegensatz zum Control VLAN dient das Protection VLAN der Übertragung von Datenpaketen. Jede ERP-Instanz verfügt über ein eigenes Schutz-VLAN, das durch die Konfiguration einer Spanning Tree-Instanz implementiert wird.
Durch die Konfiguration mehrerer ERP-Instanzen im selben Ringnetzwerk senden verschiedene ERP-Instanzen Datenverkehr von unterschiedlichen VLANs, sodass die Topologie des Datenverkehrs in verschiedenen VLANs im Ringnetzwerk unterschiedlich ist, um den Zweck der Lastverteilung zu erreichen.
Wie in der Abbildung gezeigt, sind Instanz 1 und Instanz 2 zwei in einem ERPS-Ring konfigurierte Instanzen, die RPL der beiden Instanzen ist unterschiedlich, die Verbindung zwischen Gerät A und Gerät B ist die RPL von Instanz 1 und Gerät A ist der Eigentümer Knoten von Instanz 1. Die Verbindung zwischen Gerät C und Gerät D ist die RPL von Instanz 2, und Decive C ist der Besitzer von Instanz 2. RPLs verschiedener Instanzen blockieren verschiedene VLANs, um den Lastausgleich in einem einzelnen Ring zu implementieren.
Hohes Maß an Sicherheit:
Es gibt zwei Arten von VLANs in ERP: das R-APS-VLAN und das Daten-VLAN. R-APS VLAN wird nur zur Übertragung von Protokollpaketen von ERPS verwendet. ERP verarbeitet nur Protokollpakete von R-APS-VLANs und keine Protokollangriffspakete von Daten-VLANs, wodurch die ERP-Sicherheit verbessert wird.
Unterstützt Multi-Schleifen-Schnitttangenten:
ERP unterstützt das Hinzufügen mehrerer Ringe im selben Knoten (Node4) in Form von Tangenten oder Schnittpunkten, was die Flexibilität der Vernetzung erheblich erhöht.
Alle industriellen Ringnetzwerk-Switches unterstützen die ERPS-Ringnetzwerk-Netzwerktechnologie, die die Flexibilität der Vernetzung erheblich verbessert. Die Fehlerkonvergenzzeit beträgt ≤ 20 ms, wodurch eine hohe Stabilität der Front-End-Videodatenübertragung gewährleistet wird. Darüber hinaus unterstützt es die Verwendung von Single-Core-Glasfaser zur Bildung eines ERPS-Ringnetzwerks, um sicherzustellen, dass es beim Hochladen von Videodaten keinen Engpass gibt, und spart gleichzeitig den Kunden viele Glasfaserressourcen.
Was macht ERP?
Die ERP-Technologie eignet sich für Ethernet-Ringtopologien, die eine hohe Zuverlässigkeit und hohe Verfügbarkeit erfordern. Daher wird es häufig in den Bereichen Finanzen, Transport, industrielle Automatisierung und anderen Bereichen eingesetzt. Im Finanzbereich müssen wichtige Geschäftssysteme eine hohe Zuverlässigkeit und Echtzeit-Datenübertragung gewährleisten, weshalb ERP-Technologie weit verbreitet ist. In der Transportbranche, wo Netzwerkzuverlässigkeit und Konnektivität für die öffentliche Sicherheit von entscheidender Bedeutung sind, kann ERP-Technologie dazu beitragen, die Netzwerkstabilität im Datenaustauschsystem der Ringnetzwerktopologie zu verbessern. In industriellen Automatisierungssystemen kann die ERP-Technologie dazu beitragen, das Netzwerk zuverlässiger zu machen und so den normalen Betrieb der Produktionslinie sicherzustellen. Die ERPS-Technologie kann Unternehmensnetzwerken dabei helfen, eine schnelle Umschaltung und Fehlerbehebung zu erreichen, die Geschäftskontinuität sicherzustellen und eine Verbindungswiederherstellung auf Millisekundenebene zu erreichen, um so die Qualität der Benutzerkommunikation effektiv sicherzustellen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 13. Juli 2024