ERPS (Ethernet Ring Protection Switching) - протокол канального уровня, предназначенный для повышения устойчивости и надежности сети передачи данных путём создания кольцевой топологии с логической блокировкой интерфейсов. Работает путем реализации основного и резервного путей в кольцевой топологии сети Ethernet. Основной путь — это обычный маршрут для передачи данных, в то время как резервный путь остается свободным, готовым взять на себя передачу данных в случае сбоя.
RPL (Ring Protection Link) - резервный линк между коммутаторами, который будет заблокирован механизмом ERPS при нормальном режиме работы кольца (IDLE);
RPL Owner - коммутатор, подключенный к RPL, который блокирует RPL Link при нормальном режиме работы кольца и разблокирует его при разрыве кольца;
RPL Neighbor - коммутатор, напрямую связанный с RPL Owner через RPL Link. Также блокирует RPL Link при нормальном режиме работы кольца и разблокирует его при разрыве кольца;
R-APS (Ring - Automatic Protection Switching) - протокол обмена служебными сообщениями, определенный в Y.1731 и в G.8032. Используется для координации действий по защите кольца;
R-APS PDU - Служебные сообщения, основные типы сообщений:
Signal Fail (SF): Сигнал об аварии. Отправляется узлом, обнаружившим повреждение линка.
No Request (NR): Сигнал об отсутствии аварии или ее устранении.
RPL Blocked (RB): Информация о том, что порт RPL заблокирован. Это сообщение всегда передается вместе с NR.
RAPS VLAN (A-RPS Channel) - выделенный виртуальный канал (VLAN), который используется только для передачи служебных сообщений R-APS внутри кольца;
Protected VLAN - VLANы, в которых передается пользовательский трафик данных. Именно их передачу блокирует или разрешает RPL при переключениях
Для точной настройки времени реакции и восстановления в ERPS используются следующие таймеры и режимы.
| Таймер | Описание | Значение по умолчанию |
|---|---|---|
| Hold-Off Timer | Используется при падении линка. На коммутаторах кольца, зафиксировавших аварию, запускается Hold-Off Timer, по истечении которого отправляется R-APS PDU Signal Fail. | 0 мс |
| Guard Timer | Запускается на коммутаторах, фиксирующих изменение топологии (падение/поднятие линка). При этом отправляется R-APS PDU и запускается Guard Timer, до тех пор пока таймер не истек, все входящие R-APS pdu игнорируются. | 500 мс |
| WTR Timer (Wait to Restore) | Используется только RPL Owner'ом для отложенной блокировки RPL порта. Таймер истечёт только в случае отсутствия изменений в топологии за время своего действия. | 5 минут |
| Periodic Timer | Интервал отправки служебных сообщений R-APS PDU. | 1 секунда |
Для начала нам необходимо создать кольцевую сеть Ethernet, в которой каждый сетевой узел будет соединен по кругу. Данные передаются в однонаправленном режиме, проходя через каждый узел, пока не достигнут пункта назначения. Передача служебного трафика, необходимого для работы ERPS осуществляется через R‑APS VLAN, который назначается в каждом кольце. VLAN'ы для передачи трафика, которые нужно защищать от петель и разрывов, объединяются в специальные инстансы, называемые protected VLAN. Также для каждого порта в кольце необходимо выбрать одну из трех возможных ролей: RPL owner, RPL neighbour или common.
RPL Owner должен быть один на кольцо и именно он при нормальных условиях должен выполнять блокировку петли и разблокировку канала в случае разрыва. На рисунке выше это свитч SW1-LTP-8X.
RPL Neighbour должен находиться с другой стороны линка от RPL Owner и он также может участвовать в блокировке/разблокировке канала. Common‑порт, это обычный порт, входящий в состав кольца, через который ходит служебный трафик в R‑APS VLAN. В соответствии со стандартом G.8032/Y.1344.
В качестве примера рассмотрим настройку топологии ERPS на 3 OLT LTP-8Х и одном MES3124. Схема топологии продемонстрирована на диаграмме:
В соответствии с данной схемой необходимо:
Конфигурация SW1-LTP8X:
LTP-8X# switch LTP-8X(switch)# configure terminal LTP-8X(switch)(config)# erps enable LTP-8X(switch)(config)# erps vlan 700 LTP-8X(switch)(config-erps)# port east 10G-front-port 1 LTP-8X(switch)(config-erps)# port west 10G-front-port 0 LTP-8X(switch)(config-erps)# protected vlan add 100-103 LTP-8X(switch)(config-erps)# rpl west owner LTP-8X(switch)(config-erps)# timer guard 10 LTP-8X(switch)(config-erps)# timer holdoff 100 LTP-8X(switch)(config-erps)# timer wtr 1 LTP-8X(switch)(config-erps)# ring enable LTP-8X(switch)(config-erps)# exit LTP-8X(switch)(config)# commit |
По аналогии проводим настройку протокола ERPS на SW2-LTP-8X и SW3-LTP-8X без указания параметра RPL. Без этого параметры интерфейсы задействованные в конфигурации ERPS на OLT работают в режиме common.
Конфигурация SW4-MES3124:
console# configure terminal console(config)# erps console(config)# erps vlan 700 console(config-erps)# port west tengigabitethernet1/0/3 console(config-erps)# port east tengigabitethernet1/0/1 console(config-erps)# rpl east neighbor console(config-erps)# timer guard 50 console(config-erps)# timer wtr 1 console(config-erps)# ring enable console(config-erps)# protected vlan add 100-103 console(config-erps)# exit console(config)# do write memory |
Просмотрим состояние созданного ERPS-кольца на SW1-LTP-8X:
LTP-8X(switch)# show erps vlan 700 R-APS VLAN : 700 Admin Status : Enabled West Port : 10G-front-port 1 (Blocking) East Port : 10G-front-port 0 (Forwarding) RPL Port : West RPL Owner : Enabled (Active) Protected VLANs : 100-103 Ring MEL : 1 Holdoff Time : 0 msec Guard Time : 500 msec WTR Time : 5 min Current Ring State : Protection Revertive : Yes Compatibility with version : 2 Sub-Ring R-APS VLAN TC Propagation State ------------------- -------------------- |