RTL8380MI/RTL8382MI管理型交换机系统软件操作指南七：ERPS以太环网保护切换协议

ISW9010G-2GS和IKS9228G-4GC都支持ERPS(Ethernet Ring Protection Switching，以太环网保护切换协议)，首先对ERPS进行详细的描述，主要包括以下五大内容：ERPS概述、ERPS技术介绍、ERPS工作原理、全局配置、环网信息
1.1  ERPS概述
ERPS(Ethernet Ring Protection Switching，以太环网保护切换协议)是ITU开发的一种环网保护协议，也称G.8032。它是一个专门应用于以太环网的链路层协议。它在以太环网完整时能够防止数据环路引起的广播风暴，而当以太环网上一条链路断开时能迅速恢复环网上各个节点之间的通信。ERPS协议提供了一种快速以太环网保护机制，能够在环网发生故障时，快速地恢复网络传输，从而保障交换机在环网拓扑的情况下高可用性、高可靠性。
1.2  ERPS技术介绍
1.2.1  ERPS环
ERPS环以最小化环为原则，每个环必须为最小的环，分为主环和子环：主环是封闭的环；子环是非封闭的环或封闭的环；都需要通过命令进行配置。
每个ERPS环(不论是主环还是子环)都有五种状态：
(1)Idle状态：环网每条物理链路都是连通时的状态；
(2)Protection状态：环网中某条或多条物理链路断开时的状态；
(3)Manual switch状态：手工改变环的状态；
(4)Forced switch状态：强制改变环的状态；
(5)Pending状态：悬而未决的中间状态。
1.2.2  ERPS节点
加入ERPS环的二层交换设备称之为节点。每个节点不能多于两个端口加入同一个ERPS环，一个端口为RPL端口，另一个端口为普通环端口。
对于全局而言，节点的角色分为下列两种：(1)相交节点：在相交ERPS环中，同时属于多个环的节点被称为相交节点；(2)非相交节点：在相交ERPS环中，只属于某个ERPS环的节点被称为非相交节点。
ERPS协议中规定的节点模式主要有RPL owner节点、RPL neighbour节点和普通环节点三种类型：
(1)RPL owner节点：一个ERPS环只有一个RPL owner节点，由用户配置决定，通过阻塞RPL端口来防止ERPS环中产生环路，当RPL owner节点收到故障报文得知ERPS环上其他节点或链路故障时，会自动放开RPL端口，此端口恢复流量的接收和发送，保证流量不会中断；
(2) RPL neighbour节点：与RPL owner节点的RPL端口直接相连的节点，正常情况下，RPL owner节点的RPL端口和RPL neighbour节点的RPL端口都会被阻塞，以防止环路产生。当ERPS环出现故障时，RPL owner节点的RPL端口和RPL neighbour节点的RPL端口都会被放开；
(3) 普通环节点：在ERPS环中，除RPL owner节点和RPL neighbour节点以外的节点都是普通环节点，普通环节点的RPL端口和普通环端口没有区别，普通环节点的环端口负责监测自己直连的ERPS协议的链路状态，并把链路状态的变化消息及时通知其他节点；
1.2.3  链路与通道
(1)RPL（Ring Protection Link，环保护链路）：每个ERPS环都有且仅有一条RPL，即RPL owner节点的RPL端口所在链路。当以太环处于Idle状态时，RPL链路处于阻塞状态，不转发数据报文，以避免形成环路；
(2)子环链路：在相交环当中，归属于子环，由子环控制的链路；
(3)RAPS（Ring Auto Protection Switch）virtual channel：在相交环中，相交节点间，用于传输子环协议报文，但不属于子环的通路被称为子环的 RAPS虚拟通道。
1.2.4  ERPS VLAN
ERPS中有两种类型的VLAN：(1)RAPS VLAN：用来传递ERPS协议报文,设备上接入ERPS环的端口都属于RAPS VLAN，且只有接入ERP环的端口可加入此VLAN。不同环的RAPS VLAN必须不同。RAPS VLAN的接口上不允许配置IP地址；(2)数据VLAN：与RAPS VLAN相对，数据VLAN用来传输数据报文，数据VLAN中既可包含ERP环端口，也可包含非ERP环端口。
1.3  ERPS工作原理
1.3.1  正常状态

 

(1)所有的节点在物理拓扑上以环的方式连接；
(2)环路保护协议通过阻塞RPL链路，确保不会成环。如图上图所示，Node1和Node4间的链路为RPL链路；
(3)对相邻节点间的每条链路进行故障检测。
1.3.2  链路故障

 

(1)与故障链路相临的节点对故障链路进行阻塞，并使用RAPS(SF)消息向环上的其他节点报告故障，如图上图所示，假设Node2，Node3间链路故障，则Node2和Node3等待holdoff计时器超时后，会阻塞故障链路，分别向环网上各个节点发送RAPS(SF)消息； 
(2)RAPS(SF)消息触发RPL拥有节点打开RPL端口。RAPS(SF)消息还触发所有的节点更新各自MAC表项，然后节点进入保护状态。
1.3.3 链路恢复

 

(1)当故障恢复时，故障相邻的节点继续保持阻塞状态，并发送RAPS(NR)消息，表示没有本地故障；
(2)guard计时器耗尽后，RPL Owner节点收到第一个RAPS(NR)消息后，开始启动WTR定时器；
(3)当WTR定时器耗尽后，RPL Owner节点阻塞RPL，并发送RAPS(NR,RB)消息；
(4)其他节点收到这个消息后，更新各自MAC表项，发送RAPS(NR)消息的那个节点停止周期性发送消息，并打开原先阻塞的端口。环网又恢复到了最初的正常状态。
1.4  环设置
配置步骤
1．在导航栏中选择[高级配置/ERPS/全局设置]，进入ERPS[全局设置]界面（如图1.4）。

 

2. ERPS[全局配置]界面显示了当前创建的所有环信息。
3. 单击[添加]按钮，进入环创建界面(如图1.5)后，输入有效的配置参数，单击[应用]提交修改。单击[取消]放弃修改。

 

4. 单击[修改]按钮，进入环信息修改界面，如图1.6。

 

5. 单击[倒换]按钮，进入环流量倒换配置界面，如图1.7。

 

6. 单击[删除]按钮，删除对应的环。
配置项说明
表1.1ERPS[全局配置]相关界面的配置项说明

 

表1.2 ERPS[全局配置]环修改界面的配置项说明

 

表1.3 ERPS[全局配置]流量倒换界面的配置项说明

 

1.5  环网信息
配置步骤
1．在导航栏中选择[高级配置/ERPS/环网信息]，进入ERPS[环网信息]显示界面。
2．在[环网信息]界面中可以查看ERPS的当前运行信息，如图1.8。
3．单击[刷新]，可显示最新的运行信息。

 

接下来会分享RTL8380M/RTL8382M管理型交换机系统软件操作指南八：LLDP(Link Layer Discover Protocol链路层发现协议)