RPR内嵌RPR技术及产品介绍

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RPR内嵌RPR技术及产品介绍
•目前MSTP的问题
•4、对汇聚比的要求：在汇聚型的网络中，需要单板具有众多系统 方向以完成各个站点到汇聚站点的链接请求；
•5、组建环网时对QOS较难保证：EOS设备虽然可以通过组建以太 环网部分避免以上问题，但802.3的网络天生就不是为环网设计的， 所以组建环网时，以上问题仍很难避免，同时还将带来上下游站点 间业务互相影响的问题，QOS无法保证，至今很少有这样应用。
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•RPR特点（四）
•与SDH网络的无缝连接：
•
内嵌于SDH的RPR系统在组网方面可以与SDH网
络无缝连接：SDH的网络一般以环网为主，RPR需要的
正好也是环的结构，因此可以实现无缝的连接，充分利用
环网的带宽，而不像已有的MSTP一样需要通过STP协议
或手工配置在SDH环网中防止业务成环，有时会因此浪费
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RPR内嵌RPR技术及产品介绍
•RPR MAC对数据帧的处理
➢RPR MAC对数据帧的处理有： 上环：
本点用户口向环上其它站点发送，需要进行上环操作，通过拓扑发现 和路由表项决定其目的站点地址以及环选择，根据对应的优先级送入相 应的队列，最后产生RPR帧头后插入到各环端口； 下环：
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•RPR环网结构
➢RPR为双环结构，与SDH双向复用段环拓扑类似，是由两个相反方向的环组成，顺时针 方向的环称为环0，逆时针方向的环成为环1；
➢环上的各个节点成为站点，通过48bit的站点地址进行标识；
➢站点之间的连接成为SPAN，每个SPAN对应TTL为一跳；
•而这些问题也就是RPR技术需要解决的问题。
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•RPR特点（一）
•较高的带宽效率：
• 传统的SDH网络需要环带宽的50%作为冗余，RPR 则不然，它保持了类似于SDH中APS的保护机制，利用两 个反向的环来保护业务，同时还允许数据业务流在源节点 和目的节点之间的环上全速传输，不需要保留50%的带宽 。使用的是空间重用技术，目的节点从环中剥离到达本点 的数据帧后就不再占用环的带宽，释放给下游段使用。
•P：环控制校验bit，该比特提供对BaseControl字段的奇偶校验。对于公平算 法帧和 IDLE帧，校验值必须使环控制字段所有比特（包括P bit自身）中值为 1的比特数目为奇数个；对于数据帧和控制帧，该比特保留，置0，接收时被忽 略。
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•BaseControl
•FT定 义
•SC定 义
•SC与FE决定服务等级
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•SC与FE决定公平适从
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•ExtendedControl
•EF：扩展帧标识，定义数据帧使用的是基本帧格 式还是扩展帧格式； •FI：洪泛标识，指示帧在环上的洪泛方式，包括 ：不洪泛、单向洪泛和双向洪泛； •PS：过源站点标识，表示在Wrap保护中帧是否 从反环经过源站点； •SO：严格次序标识，表示帧的次序在传输过程中 是否需要严格保证次序。
➢CLASS A1：主要用于实时业务（如语音和视频），具有低抖动 和低时延特性，如果带宽未被使用将在公平算法控制下和其它节点 共享，也可以用于模拟VPN业务；
➢CLASS B：主要用于对时延不敏感但要求带宽保证的业务 ，如一 些要求比较高的数据业务，在网络带宽有空闲时可以占用更多带宽；
➢CLASS C：主要用于要求不高的数据业务，属于尽力而为的业务， 没有保证带宽，受网络实际流量影响大（特别是保护时带宽受影响 很大），时延和抖动都较大。
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•TTLBASE
•与TTL基本一样，表示帧从源站点发出时TTL值 ，该域在传输过程中不被修改，目的站点可以根 据TTL和TTLBASE判断出源站点与本点之间的跳 数。
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•HEC
•在数据帧和控制帧中有一个16bit的HEC域，用 于对16字节的帧头（TTL、BaseControl、DA 、SA、TTLBASE、ExtendedControl）进行 CRC-16的校验。 •HEC错误的数据帧和控制帧将被从环上剥离。
➢RPR同样也属于广播型网络，一个数据包可以到达环上所有的节 点。这意味着多种施用于广播型网的技术能够继续施用于RPR上， 如地址解析协议（ARP）、生成树协议（802.1D） 和三层协议等。 RPR的基本数据单元是数据帧，RPR帧的最大长度是9216字节，数 据帧的格式类似于以太网帧。
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•ATM虽然在QOS等方面有一定优势，但其技术的复杂度导致了昂贵的价格和较 高的信元开销，并且与网络的IP化发展不相一致；
•以太网技术作为一种廉价、相对简单的技术，广泛应用于局域网中，但其缺乏 有效的QOS、网络恢复与保护以及网管机制，不能满足电信营运的需要；
•RPR则参照了SDH与以太网技术的优势，通过使用环的拓扑结构，实现带宽的 共享与保护。
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•BaseControl
•RI：环标识，该比特记录的是该帧生成时，被发送的环路方向； •FE：公平适从，该比特用于标记一个帧是否参与公平算法； •FT：帧类型，这两个比特标志帧的4种类型； •SC：服务类型：这两个比特标志一个帧所属的服务类型； •WE：Wrap适从，该比特标记帧在发生Wrap保护时，能否被环回，1表示帧可 被环回；
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•RPR特点（二）
•较公平的带宽分配协议（QOS的保证）：
• 通过简单有效的公平算法，实现数据业务的带宽共 享。因为在网络中，用户接入端的通信业务量从本质上来 说是突发性的，而网络核心部分的业务量较为平稳，所以 具有一定的可预测性。RPR通过业务的分级可以允许营运 商只在带宽有空余时，才提供优先级较低的网络接入服务 （如一些数据业务），充分的利用了这些业务量所固有的 特性。也可以避免了上下游站点间的带宽不公平。
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•目前MSTP的问题
• 目前MSTP设备可以提供的数据接入手段主要还是EOS方式， 通过SDH的虚容器传输以太网帧，为了提高带宽利用率一般通过 802.3的交换进行汇聚，这种方式带来的问题主要有：
•1、配置复杂：站点与站点间的业务配置需要一一配置，中间经过 的站点需要配置直通，网络复杂时配置以及维护工作量很大；
•2、缺少共享的特性：业务之间的通过VC连接，这些链接作为一条 业务的承载体无法与其它链接共享自身带宽；
•3、带宽利用率较低：为了防止广播风暴，需要运行STP协议，部 分带宽无法充分利用；另外因其自身无快速保护机制（STP秒级保 护太慢），需要利用SDH的保护，而SDH的保护速度虽快却要浪费 50％的带宽；
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•RPR技术原理
➢RPR参考模型 ➢RPR系统结构 ➢RPR帧结构 ➢RPR MAC对数据帧的处理 ➢RPR公平算法原理简介 ➢RPR拓扑发现原理简介 ➢RPR保护原理简介
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•SDH内嵌RPR的参考模型
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掉一部分带宽。
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•RPR特点（五）
•简单的业务配置：
• RPR的目标之一是分布式接入。分布式接入、快速 保护和业务的自动重建为节点的快速插入和删除提供了即 插即用机制。RPR也是一项在环内使用共享带宽的分组交 换技术，每一个节点都知道环的可用容量。在传统的电路 交换模式下，全网的每个连接都需要点到点的一一配置， 而RPR只需要配置一下接入端与环的连接关系，不需要配 置环内各点之间如何相连，业务如何流向，这样就大大简 化了工作。另外这样的业务配置也避免了传统的EOS设备 中存在的汇聚比的问题，在忽略带宽限制的前提下，RPR 几乎可以做到无限的汇聚比。
•站点 4
•环 0
•环 1
•站点 1
•SPA N
•站点 2
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•站点 3
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•RPR环网结构
• RPR的数据传输支持单播、组播和广播机制。在组 播和广播时，源节点发出数据后，每个节点都能够检测到 数据，节点分析帧头部地址信息，如果满足地址条件，则 拷贝下数据，同时继续转发，回环一周后在源节点被剥离 。在单播情况下，数据分组仅在源节点和目标接点之间的 最短弧线上传输，源节点发出数据，目标节点接收数据， 同时把该数据分组从环上剥离。这比城域FDDI环状网络 和令牌网络提高了利用率。
• 生存时间，这一个字节记录的是报文到达目 的节点前能经过的最大节点数，每经过一个节点 ，该字段数字减一，减到为0时从环上剥离，通过 这种机制可以防止帧在RPR环上无限次的循环转 发。帧中该字段的初始值应不小于已知目的节点 和本节点相隔的跳数。该字节也决定了RPR环最 多只能255个站点。
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•RPR特点（三）
•快速的保护机制：
• RPR可以提供50ms的业务保护，这与SDH的APS相 类似。目前可以通过业务环回(Wrapping)或者绕开 (Steering)两种方法来避免发生的故障。采用“环回”时， 和故障邻近的节点会把一个环上的业务环回到另一个环上 （比如把内环上的业务环回到外环上，类似于SDH的 APS），这种方法使数据流在经过很长一段路径到达目的 节点时，都会保持连续（顺序）性。“绕开”这种方法实 际上是让数据流掉转方向，通过另一段路径到达目的节点。
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•参考模型说明
➢根据IEEE的标准框架结构，802.17 和 802.3是平级的协议，都是 链路层的协议。RPR可以兼容多种数据速率。它可以在一系列的物 理层上工作，如：SONET/SDH、千兆以太网（IEEE 802.3ab）、 10Gbit/s以太网（IEEE 802.3ae）等。
RPR-内嵌RPR技术及产 品介绍
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2020/10/31
RPR内嵌RPR技术及产品介绍
•背景介绍
•RPR技术于2000年提出，主要是为了解决城域网中已较大规模应用的SDH、 ATM以及以太网技术的一些局限。
•SDH作为TDM通道，对分组业务的支持较差，资源利用率不高，用其组建城域 网结构较复杂，很难做到带宽共享，一般仅用于在原有的TDM网络中补充数据 业务；
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•SDH内嵌RPR的系统结构
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•SDH内嵌RPR的系统结构PP Nhomakorabea文档演模板
RPR内嵌RPR技术及产品介绍
•RPR标准帧结构
•数据帧结构
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•公平帧结构
•控制帧结构
•空闲帧结构
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•TTL（TimeToLive）
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•站点地址（DA、SA）
•DA、SA都是一个48bit的地址域，分别用于确 定帧的目的站点和源站点地址，定义方式与 802.3网络一致，广播目的地址也为 0xFFFFFFFFFFFF，源站点地址由上层网管确 定，目的站点地址则由路由算法根据拓扑发现决 定。
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•空间重用协议
• RPR技术中采用了空间重用协议（Spatial Reuse Protocol 简称SRP），空间重用指在空间上没有重复的业 务流可以互不影响地利用各自的线路带宽，简单的说是正 常情况下数据在源节点和目标节点之间的最短弧上传输， 同一时间可以有多个节点相互通信。这样，许多节点可以 同时收发分组，提高了环带宽的利用率，特别在环上节点 数较多的情况下，带宽的利用率改善尤为明显。
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•不同服务类别的比较
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•各等级业务面向的服务
➢CLASS A0：RPR的MAC协议提供一种预留环上带宽的机制。这 些带宽对RPR的公平算法是不可见的，必须由RPR的MAC客户实 体完全控制。其它三个等级的业务不能使用这些预留的带宽，即使 这些带宽空闲；该等级业务主要用于模拟TDM业务；