EAPS功能介绍

EAPS功能介绍

目录

1. 概述 (3)

2. 基本原理 (3)

3. EAPS相关概念 (4)

3.1 环网上各节点角色 (4)

3.2 节点上的端口角色 (4)

3.3 控制VLAN和数据VLAN (5)

4. EAPS工作机制 (5)

4.1 环正常 (5)

4.2 环故障 (6)

4.3 环检测 (6)

4.4 环恢复 (7)

4.5 FDB表 (8)

4.6 环完整状态 (8)

5. EAPS帧格式 (8)

6.实验 (9)

6.1 实验I (10)

6.2 实验II (14)

6.3 实验III (14)

6.4 实验IV (15)

7.0 小结 (17)

1. 概述

随着以太网在城域网中的广泛应用，二层网络的规模越来越大，常用的生成树技术在扩展和收敛速度上存在不足。RPR、EAPS等技术的出现很好地解决了生成树存在的问题，博达快速以太环网保护协议是一个特殊的链路层协议，专门用于构建环状的以太网拓扑。以太环网保护协议在环网拓扑完整的情况下阻塞一条链路，防止出现数据环路形成广播风暴。在出现链路中断的情况下，协议迅速恢复之前阻断的链路，使环网各节点之间恢复通信。能很好地满足电信级别的收敛速度要求和网络的冗余备份功能。

2. 基本原理

基于EAPS技术的以太环网技术是对传统以太网技术的增强，具备小于50ms的保护倒换能力，能够以相对较低的成本提供电信级的网络可靠性。EAPS技术采用独立的环状组网方式，对环上的节点数量没有限制，但节点数量的多少可能影响故障时的收敛时间。在环上只有一个主节点，其它节点均为附属的传输节点。在主节点连入环上的两个端口中，有一个是主端口，另一个为次端口。

在正常情况下，主节点会阻塞其次端口，阻止同EAPS域中非以太网控制帧通过。数据流量将沿着以太环上的唯一可用环路转发。

主节点通过从主端口发出“health-check”报文能否从次端口收到来判断环网是否正常。如果在一定的时间内（EAPS中称为故障周期计数器时间之内），主节点没有收到“health-check”帧，主节点将进入环路故障状态，这时主节点将打开它的次端口；同时主节点还要刷新它的FDB（交换机中的MAC转发表）表，并向环路上所有节点发送让它们刷新各自FDB表的控制报文，以便于各个节点学习新的拓扑。

当环路上EAPS域中的传输节点在发现它的任意环端口出现故障时，从节点将立刻向主节点发送“linkdown”的控制帧。主节点在收到“linkdown”帧后，将进入环路故障状态，同时打开它的次端口；主节点还要刷新它的FDB表（交换机中的MAC转发表），向环路上其它节点发送通告其刷新FDB表的控制报文，然后各个节点学习新的拓扑。

3. EAPS相关概念

图1

3.1 环网上各节点角色

构成以太网环上的每一台交换机我们称之为一个节点（如图1中的S1、S2、S3、S4），节点的类型分为两种，一种是主节点（如S1）另一种是传输节点（如S2、S3、S4）。在一个EAPS域中有且只有一台交换机来作为主节点，由用户预先指定好。域中其它的所有交换机称为传输节点。

3.2 节点上的端口角色

每一台交换机都有两个端口连到以太网环上，每个端口都扮演着自己的角色，在EAPS 域中，端口的角色有三种：主端口、次端口和传输端口。主端口和次端口必须配置在主节点交换机上，具体两个端口中谁为主可由用户指定。传输节点上链接到环上的两个端口都为传输端口，也需要用户设置好。配置端口角色之前我们需要先配置交换机的节点角色和控制VLAN。

特别的，主节点上的次端口在环网正常的情况下是逻辑地阻塞业务数据的，只接收控制VLAN的数据。如图1中S1与S4之间的链路是不传递业务数据的，S4访问S1的业务数据所

走的路径是：S4→S3→S2→S1。

3.3 控制VLAN和数据VLAN

在环内用于主节点和传输节点之间传输协议报文的专用VLAN叫做控制VLAN，同样也由用户指定，同时需要添加环网端口到控制VLAN以保证协议报文能在整个环内正常的交互。通常环网接口在控制VLAN中都处于转发状态，非环网接口不能转发控制VLAN的报文。

控制VLAN以外的其它VLAN都属于数据VLAN，也叫“Protected VLAN”，用于传输业务数据。环网端口是否可以转发数据VLAN的报文是由环网保护协议来控制的。非环网端口都是数据VLAN的转发口，都可以进行数据VLAN的业务数据转发。

4. EAPS工作机制

为什么EAPS能够取代生成树作为一个目前流行的环网保护协议？为什么其收敛时间能够达到50ms以下，必定有着一套完善的工作机制，下面我们来详细讲述其工作机制。

4.1 环正常

图2

环正常状态时如图2，主节点上的次端口对业务数据在逻辑上对该端口进行了阻塞，确保了业务数据和控制数据都按照正确的路径传输。图2中红色箭头表示的数据是交换机之间

传输的业务数据，绿色箭头也是红色箭头表示的数据中的一部分，额外标出来是用于讲述接下来的问题。

4.2 环故障

图3

当一个传输节点检测到它的任意一个端口down了以后将立即通过控制VLAN向主节点发送linkdownalert的控制报文。（如图1中的S2和S3发送的消息）

当主节点收到这个link down alert的控制报文后将立即进入环路故障状态并打开它的次端口。同时主节点刷新其FDB表，并且主节点向其它节点发送一个控制报文，通知其它节点也刷新各自的FDB表。在刷新各自的FDB表以后，每一个节点开始学习新的拓扑结构。

详细过程：1传输节点发送表示linkdown的控制帧—》2.主节点接收控制帧并更改为故障状态；-》3.打开次端口；-》4.主节点刷新FDB表；-》5.主节点发送控制帧；-》6.传输节点刷新FDB表；-》7.重新学习拓扑。

4.3 环检测

在用户设定的时间间隔，主节点向控制VLAN发送health-check帧，如果环是完整的，则次端口会接收到此帧，并且次端口会重置故障周期计时器（用户自定义时间，一般为health-check的2到3倍，太短可能导致误判，太长则会导致切换时间过长）和保持环为正常状态。