以太环网解决专业方案.doc

以太环网处理方案1、介绍 在数据通信二层网络中，通常采取生成树(STP)协议来对网络拓扑进行保护。STP协议族是由IEEE实现了标准化，关键包含STP、RSTP和MSTP等多个协议。STP最初发明是目标是为了避免网络中形成环路，出现广播风暴而造成网络不可用，并没有对网络出现拓扑改变时候业务收敛时间做出很高要求。实践经验表明，采取STP协议作为拓扑保护网络，业务收敛时间在几十秒数量级；以后RSTP对STP机制进行了改善，业务收敛时间在理想情况下能够控制在秒级左右；MSTP关键是RSTP多实例化，网络收敛时间和RSTP基础相同。 近几年，伴随以太网技术在企业LAN网络里面得到广泛应用同时，以太网技术开始在运行商城域网络发展；尤其是在数据，语音，视频等业务向IP融合趋势下，增强以太网本身可靠性，缩短网络故障收敛时间， 对语音业务，视频等业务提供满意用户体验， 不管对运行商用户，还是对于广大企业用户， 全部是一个根本需求。 为了缩短网络故障收敛时间，H3C推出了革新性以太环网技术RRPP（Rapid Ring Protection Protocol，快速环网保护协议）。RRPP技术是一个专门应用于以太网环链路层协议，它在以太网环中能够预防数据环路引发广播风暴，当以太网环上链路或设备故障时，能快速切换到备份链路，确保业务快速恢复。和STP协议相比，RRPP协议含有算法简单、拓扑收敛速度快和收敛时间和环网上节点数无关等显著优势。 H3C基于RRPP以太环网处理方案可对数据，语音，视频等业务做出快速保护倒换，协同高中低端交换机推出整体环网处理方案，为不一样应用场景提供不一样处理方案。2、技术应用背景 目前多数现有网络中采取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很多问题，以下图所表示：图1 城域网现网存在问题环网优化后结果以下图所表示：图2 环网应用到城域网中优势环网拓扑下网络因为节点间光纤分别走不一样管道，不会存在SRG问题，同时提供快速保护倒换。H3C以太环网处理方案，成功地处理现网存在问题，既节省用户建网成本，又提升网络可靠性，满足不一样应用场所需求。 H3C以太环网处理方案关键应用于企业网和运行商两个市场；通常应用场景共同特点：光纤资源紧缺，关键设备端口资源担心，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、简约以太环网处理方案，在不增加任何硬件成本基础上提供网络高可靠性。3、技术特色 以太环网处理方案中RRPP是华为-3com提出针对环网拓扑架构保护协议，收敛速度快，为网络提供高可靠保护；除快速业务保护以外，以太环网处理方案是一个低成本实现方案，并不需要更换硬件，能够在传统Gigabit以太网口上实现快速业务保护。 4、技术实现方案 以太环网处理方案关键技术是RRPP环网技术，下面关键介绍该RRPP环网技术基础实现机制：4.1 RRPP基础概念4.1.1 RRPP域（RRPP Domain） RRPP域由整数表示ID来标识，一组配置了相同域ID和控制VLAN，而且相互连通交换机群体组成一个RRPP域。一个RRPP域含有以下组成要素：RRPP环 一个RRPP环物理上对应一个环形连接以太网拓扑，一个RRPP域由相互相交多个RRPP环组成，其中有一个为主环，其它环为子环。相切环情况下能够全部配置为一个主环；一个RRPP域也能够只包含一个RRPP环。RRPP环角色由用户经过配置决定。RRPP控制VLAN 每个RRPP域能够含有两个控制VLAN，分别叫做主控制VLAN和子控制VLAN。主环协议报文在主控制VLAN中传输，子环协议报文在子控制VLAN中传输。主节点 主节点是RRPP环上关键决议和控制节点。每个RRPP环上必需有一个主节点，而且只能有一个。主节点环上端口分为主端口和从端口，环完整情况下，通常阻断从端口。传输节点 环上除主节点之外其它节点全部能够称为传输节点（边缘节点和辅助边缘节点实际上是特殊传输节点）。一个RRPP环上能够有多个传输节点，以下图所表示： 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两个端口中，一个为主端口，另一个为从端口，端口角色由用户配置决定。 主节点主端口和从端口在功效上是有区分。主节点从其主端口发送环路状态探测报文即Hello报文，假如能够从从端口收到该报文，说明本节点所在RRPP环网完整，所以需要阻塞从端口以预防数据环路；相反假如在要求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确保环上全部节点正常通信。传输节点主端口和从端口在功效上没有区分。端口角色一样由用户配置决定。4.2 RRPP环（RRPP Ring）4.2.1 RRPP基础原理1、RRPP协议基础 每个域上全部节点配置相同RRPP域ID和控制VLAN协议报文在控制VLAN中传输2、正常工作原理 RRPP环关键由一个主节点、多个传输节点和控制VLAN组成，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Hello报文，立即阻塞从端口。控制VLAN关键传输RRPP控制报文，有效保护控制报文。 图4 RRPP正常工作示意图3. Polling机制 Polling机制是RRPP环主节点主动检测环网健康状态机制，主节点周期性地从其主端口发送Hello报文，依次经过各传输节点在环上传输。假如主节点从端口能收到自己发送Hello报文，说明环网链路完整；不然假如在要求时间内收不到Hello报文，就认为环网发生链路故障。 处于故障状态主节点从端口收到自己发送Hello报文，立即迁移到环恢复状态，阻塞从端口并刷新转发表，而且主端口发送刷新转发表报文通知全部传输节点放开临时阻塞端口和刷新转发表。4. 链路状态改变通知机制 链路状态改变通知机制是一个比Polling机制愈加快处理环网拓扑改变机制，这一机制提议者是传输节点。传输节点总是在监测自己端口链路状态，一旦状态发生改变，它就会经过发送通知报文把这种改变通知主节点，然后由主节点来决定怎样处理。假如检测到端口Down，将会发送故障通知报文。主节点接收到该报文会立即放开从端口，刷新当地转发表同时发送报文通知其它节点刷新转发表。 图5 RRPP故障处理过程示意图5、故障恢复机制 环故障状态主节点通常从端口接收不到自己发送Hello报文；故障节点链路恢复也会进入临时阻塞状态，但环Hello报文能够经过该阻塞端口，这么主节点会接收到自己发送Hello 报文，主节点认为环已经恢复正常，立即阻塞从端口且刷新转发表，并同时从主端口发送报文通知全部传输节点放开临时阻塞端口和刷新转发表，传输节点接收到该报文后会立即放开临时阻赛端口且刷新转发表。4.3 以太环网处理方案优势1、高可靠 以太环网上任一链路或节点发生故障时，以太环网处理方案能确保链路倒换时间为50ms以内，业务倒换时间在50-200ms之间，而且提供对多种业务快速保护倒换，提升网络可用性；2、低成本 H3C企业RRPP技术并没有改变传统以太网硬件，全部正在网络中运行中高端交换机全部能够经过软件升级支持GE端口RRPP特征，而且华为-3Com企业会不停丰富支持RRPP技术端口类型，扩展这种低成本保护技术使用范围；3、算法简单 以太环网主节点负责整个环收敛计算，其它节点只是传输和响应更新报文，简化了软件处理过程，保障软件健壮性；4、广适用 H3C以太环网处理方案业务保护时间和环网节点数目、设备负荷、网络所承载业务、网络流量等原因无关；环网节点数目无关：在组建大规模环网时，RRPP技术仍然能够确保50200ms倒换时间；设备负载无关：即设备运行复杂协议时，如配置多个ACL规则、作MPLS PE等情况下，也不影响网络收敛时间；网络承载业务无关：不管上层运行什么样业务，如语音、视频等，RRPP技术全部能够确保极短切换时间；网络流量无关：在大流量情况下也能够确保毫秒级自愈保护时间，在业务不停增加、数据量不停加大情况下，以太环网技术仍然能够确保业务快速倒换。5、提供全系列交换机整体环网处理方案，适适用于不一样应用场所；5.1 城域网应用场景： 图6 以太环网在城域网中应用 图所表示为现在常见城域网组网模式：城域以太网中关键采取两级环网架构：一级汇聚层，关键是PE-AGG（PE汇聚设备）之间经过RRPP环来构建，实现快速切换；另一级接入层，关键是PE-AGG和UPE之间；两级环网关键采取相切方法。接入PE挂接在汇聚SPE上。 城域以太网构建通常有两种思绪一个是大二层，PE-AGG到UPE全部处于二层转发模式；另一个就是MPLS到边缘，全部设备全部是L3 MPLS；不管何种模式或建设思绪，RRPP全部能够提供低成本快速保护倒换高可靠性。5.2 企业或园区网应用场景 图7 以太环网在企业网应用 大型企业园区通常分为四个部分，生产区、总部、办公区、研发区，四个部分之间需要互通，同时在网络中运行着研发交互数据、生产ERP调度数据、多种办公OA数据，生产区视频监控数据、总部行政审批电子流等多种数据。研发交互数据假如出了问题可能很长一段时间工作就完全浪费了，生产资源调度中止带来是企业直接损失，所以需要更高可靠网络技术，而RRPP技术恰好处理这么问题，将企业各机构接入到了一个愈加可靠网络中，确保了企业多种业务不中止运行。 总结：H3C以太环网处理方案融合了以太网优势，提供高性价比环网快速保护能力，在城域、局域范围内提供了愈加高品质网络确保，而且不仅能够应用在网络关键，还能够利用分层架构来实现全覆盖和全网保护能力，同时结合MPLS VPN技术对网络、业务提供更佳处理方案，为以后提供更多更关键业务承载提供坚实基础。