Общая информация

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.  

Основные понятия и термины:

  • 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

Таймеры и режимы работы

Для точной настройки времени реакции и восстановления в ERPS используются следующие таймеры и режимы.


ТаймерОписаниеЗначение по умолчанию
Hold-Off TimerИспользуется при падении линка. На коммутаторах кольца, зафиксировавших аварию, запускается Hold-Off Timer, по истечении которого отправляется R-APS PDU Signal Fail. 0 мс
Guard TimerЗапускается 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 TimerИнтервал отправки служебных сообщений R-APS PDU.1 секунда

Состояния кольца

  • IDLE (Норма) - Статус при нормальном режиме работы кольца, когда резервный линк между коммутаторами RPL Owner и RPL Neighbor заблокирован механизмом ERPS.
  • PROTECTED (Авария) - Статус кольца в случае разрыва действущего линка/аварии, когда резервный линк между коммутаторами RPL Owner и RPL Neighbor разблокирован, трафик идет по резервному пути.
  • PENDING (Ожидание) - Авария устранена, запущен таймер WTR. Ожидание возврата в режим IDLE.

Режимы переключения

  • Revertive Mode (С возвратом) - После восстановления линка трафик возвращается на исходный путь (RPL снова блокируется).
  • Non-revertive Mode (Без возврата) - После аварии трафик навсегда остается на новом пути. RPL остается разблокированным.

Пример настройки

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:

  • Настроить RPL Owner на SW1-LTP-8X;
  • Настроить RPL Neighboor на SW4-MES3124;
  • Настроить ERPS на SW2-LTP-8X и SW3-LTP-8X.

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   
-------------------   --------------------











  • Нет меток