以太环网解决方案

以太环网解决方案

1、介绍

在数据通信的二层网络中，一般采用生成树(STP)协议来对网络的拓扑进行保护。STP 协议族是由IEEE实现了标准化，主要包括STP、RSTP和MSTP等几种协议。STP最初发明的是目的是为了避免网络中形成环路，出现广播风暴而导致网络不可用，并没有对网络出现拓扑变化时候的业务收敛时间做出很高的要求。实践经验表明，采用STP协议作为拓扑保护的网络，业务收敛时间在几十秒的数量级；后来的RSTP对STP机制进行了改进，业务收敛时间在理想情况下可以控制在秒级左右；MSTP主要是RSTP的多实例化，网络收敛时间与RSTP基本相同。

近几年，随着以太网技术在企业LAN网络里面得到广泛应用的同时，以太网技术开始在运营商城域网络发展；特别是在数据，语音，视频等业务向IP融合的趋势下，增强以太网本身的可靠性，缩短网络的故障收敛时间，对语音业务，视频等业务提供满意的用户体验，无论对运营商客户，还是对于广大的企业用户，都是一个根本的需求。

为了缩短网络故障收敛时间，H3C推出了革新性的以太环网技术——RRPP（Rapid Ring Protection Protocol，快速环网保护协议）。RRPP技术是一种专门应用于以太网环的链路层协议，它在以太网环中能够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，能迅速切换到备份链路，保证业务快速恢复。与STP协议相比，RRPP协议具有算法简单、拓扑收敛速度快和收敛时间与环网上节点数无关等显著优势。

H3C基于RRPP的以太环网解决方案可对数据，语音，视频等业务做出快速的保护倒换，协同高中低端交换机推出整体的环网解决方案，为不同的应用场景提供不同的解决方案。

2、技术应用背景

当前多数现有网络中采用星形或双归属组网模型，多会存在缺乏有效保护和浪费网络资源等诸多问题，如下图所示：

图1 城域网现网存在的问题

环网优化后的结果如下图所示：

图2 环网应用到城域网中的优势

环网拓扑下的网络由于节点间的光纤分别走不同的管道，不会存在SRG的问题，同时提供快速的保护倒换。H3C以太环网解决方案，成功地解决现网存在的问题，既节省用户建网成本，又提高网络的可靠性，满足不同应用场合的需求。

H3C以太环网解决方案主要应用于企业网和运营商两个市场；通常的应用场景共同特点：光纤资源紧缺，核心设备端口资源紧张，要求成本控制，要求高可靠性。华为-3com针对这部分市场，提出高性价比的、简约的以太环网解决方案，在不增加任何硬件成本的基础上提供网络的高可靠性。

3、技术特色

以太环网解决方案中的RRPP是华为-3com提出针对环网拓扑架构的保护协议，收敛速度快，为网络提供高可靠保护；除快速的业务保护以外，以太环网解决方案是一个低成本的实现方案，并不需要更换硬件，可以在传统的Gigabit以太网口上实现快速业务保护。

4、技术实现方案

以太环网解决方案的核心技术是RRPP环网技术，下面的重点介绍该RRPP环网技术的基本实现机制：

4.1 RRPP基本概念

4.1.1 RRPP域（RRPP Domain）

RRPP域由整数表示的ID来标识，一组配置了相同的域ID和控制VLAN，并且相互连通的交换机群体构成一个RRPP域。一个RRPP域具有如下的组成要素：

RRPP环

一个RRPP环物理上对应一个环形连接的以太网拓扑，一个RRPP域由彼此相交的多个RRPP环构成，其中有一个为主环，其他环为子环。相切环情况下可以都配置为一个主环；一个RRPP域也可以只包含一个RRPP环。RRPP环的角色由用户通过配置决定。RRPP控制VLAN

每个RRPP域可以具有两个控制VLAN，分别叫做主控制VLAN和子控制VLAN。主环的协议报文在主控制VLAN中传播，子环的协议报文在子控制VLAN中传播。

主节点

主节点是RRPP环上的主要决策和控制节点。每个RRPP环上必须有一个主节点，而且只能有一个。主节点的环上端口分为主端口和从端口，环完整的情况下，通常阻断从端口。

传输节点

环上除主节点之外的其它节点都可以称为传输节点（边缘节点和辅助边缘节点实际上是特殊的传输节点）。一个RRPP环上可以有多个传输节点，如下图所示：

图3 RRPP环网示意图

主端口和从端口

主节点和传输节点接入以太网环的两个端口中，一个为主端口，另一个为从端口，端口的角色由用户的配置决定。

主节点的主端口和从端口在功能上是有区别的。主节点从其主端口发送环路状态探测报文即Hello报文，如果能够从从端口收到该报文，说明本节点所在RRPP环网完整，因此需要阻塞从端口以防止数据环路；相反如果在规定时间内收不到探测报文，说明环网故障，此时需要放开从端口以保证环上所有节点的正常通信。传输节点的主端口和从端口在功能上没有区别。端口的角色同样由用户的配置决定。

4.2 RRPP环（RRPP Ring）

4.2.1 RRPP基本原理

1、RRPP协议基础

每个域上所有节点配置相同的RRPP域ID和控制VLAN

协议报文在控制VLAN中传播

2、正常工作原理

RRPP环主要由一个主节点、多个传输节点和控制VLAN构成，主节点配置主端口和从端口，正常工作时主节点周期性地从主端口发送Hello报文，从端口一旦接收到自己发送