Mikä on Media Redundancy Protocol (MRP)?

Media Redundancy Protocols -protokollat ​​valvovat verkkoreittejä välttääkseen yksittäisiä vikakohtia ja varmistaakseen Ethernet-verkkojen korkean käytettävyyden. Automaatiojärjestelmien turvautuessa yhä enemmän Ethernet-verkkoihin, vikasietoisuuden tarve edellyttää redundantteja verkkorakenteita. Ethernetin lähetysluonne kuitenkin estää fyysiset silmukat, mikä tekee redundanteista poluista yhteensopimattomia. Median redundanssiprotokollat ​​ratkaisevat tämän ristiriidan estämällä loogisesti redundantit polut, pitämällä yhden aktiivisena ja muut valmiustilassa. Jos aktiivinen polku epäonnistuu, protokolla vaihtaa liikenteen valmiustilaan.

MRP, standardoitu IEC 62439-2:ssa, vastaa teollisuuden verkkovaatimuksia. Se takaa deterministiset vaihtoajat – pahimmassa tapauksessa alle 500 ms, yleensä paljon nopeammat – rengastopologioissa, joissa on jopa 50 solmua. Jokaisessa MRP-solmussa on kaksi rengasporttia; yksi solmu toimii Media Redundancy Manager (MRM), tarkkailee rengasta vikojen varalta. Kun MRM havaitsee katkon, se estää epäonnistuneen polun ja vapauttaa redundantin polun ja palauttaa yhteyden.

Miten MRP toimii?

Mediaredundanssiprotokollana MRP varmistaa verkon jatkuvan käytettävyyden laitteen tai linkin vian sattuessa. Se tekee tämän muuntamalla fyysisen renkaan topologian verkkoliikenteen loogiseksi linjatopologiaksi.

Yksi verkkolaite toimii Media Redundancy Managerina (MRM)

MRM valvoo rengasta lähettämällä testikehyksiä rengasporttiensa välillä. Normaaleissa käyttöolosuhteissa MRM estää yhden soittoporteistaan ​​verkkoliikenteeltä ja luo linjatopologian. Jos MRM ei kuitenkaan vastaanota testikehyksiään, mikä osoittaa verkkovian, se poistaa aiemmin estyneen soittoportin eston. Tämä toiminto palauttaa verkkoyhteyden toissijaisen verkkopolun kautta.

MRP tarjoaa deterministiset vaihtoajat

MRP takaa maksimikytkentäajat 500 ms, 200 ms tai niinkin alhaiset kuin 10 ms parametrisarjasta riippuen. Tyypilliset vaihtoajat ovat usein puolet tai neljäsosa näistä arvoista. Esimerkiksi MRP-rengas, joka on määritetty enintään 200 ms:n vaihtoajalle, vaihtuu yleensä 50–60 ms:ssa. Tämä determinismi tarjoaa ennustettavan verkon käytettävyyden ja suorituskyvyn, jota tarvitaan teollisuusympäristöissä.

MRP on optimoitu rengastopologioita varten

Vaikka Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) -protokollaa voidaan käyttää myös rengastopologioiden kanssa, sitä ei ensisijaisesti suunniteltu niitä varten. MRP on optimoitu jopa 50 laitteen soittoille. Se välttää ongelmia, kuten arvaamattomia kilpailuolosuhteita, joita voi esiintyä RSTP:n kanssa. Molempia protokollia tukeville verkkolaitteille MRP tarjoaa yleensä nopeamman ja deterministisemmän vaihdon.

MRP:n käytön tärkeimmät edut

Nopea toipumisaika

MRP tarjoaa 10 ms:n tai lyhyemmän palautusajan yksittäisen vian sattuessa, mikä mahdollistaa keskeytymättömän verkkoyhteyden. Protokolla saavuttaa tämän valvomalla jatkuvasti verkkoa katkosten varalta käyttämällä testikehyksiä ja estämällä ennalta ehkäisevästi yksi rengasporteista verkkosilmukoiden välttämiseksi. Jos keskeytys havaitaan, MRP avaa välittömästi aiemmin estyneen portin eston muodostaakseen yhteyden uudelleen. Tämä nopea palautumisaika on välttämätön aikaherkille teollisuuden ohjausjärjestelmille ja automaatiolle.

Vikasietoisuus

MRP:n toteuttama rengastopologia ei sisällä yksittäisiä vikakohtia, koska verkkoliikenne voidaan reitittää uudelleen kumpaankin suuntaan renkaan ympäri. Tämä luontainen redundanssi tarkoittaa, että yhden verkkolaitteen tai kaapelin vika ei häiritse verkon toimintaa. MRP voi havaita tällaiset viat ja määrittää nopeasti datareitit uudelleen niiden kiertämiseksi. Tämä vikasietoisuus antaa teollisuusverkoille niiden tarvitseman luotettavuuden ja käyttöajan.

Kuormituksen tasapainoittaminen

MRP:n rengasrakenne helpottaa myös kuormituksen tasapainottamista sallimalla verkkoliikenteen virrata kumpaankin suuntaan. MRP auttaa estämään pullonkauloja ja takaa maksimaalisen kaistanleveyden käytön reitittämällä liikenteen vähemmän ruuhkautumisen suuntaan. Tämä ominaisuus on erityisen hyödyllinen teollisuusverkoissa, joissa käytetään laajakaistasovelluksia, kuten videovalvontaa.

Yhteensopivuus

MRP on yhteensopiva STP:n kanssa, joten kaksi protokollaa voivat toimia yhdessä samassa verkossa. MRP-renkaat voivat muodostaa yhteyden STP-verkkoihin, jolloin MRP hallitsee rengasta ja STP estää silmukat yleisessä verkon topologiassa. Tämä yhteensopivuus antaa verkon ylläpitäjille joustavuutta teollisuuden verkkoinfrastruktuurien suunnittelussa.

MRP:n ja RSTP:n vertailu

Teollisina protokollina MRP:n ja RSTP:n on tarjottava deterministinen vianpalautus korkean käytettävyyden varmistamiseksi. MRP, rengastopologiaprotokolla, takaa vikojen maksimipalautusajan 10 ms estämällä yhden portin jokaisessa kytkimessä fyysisen silmukan luomiseksi. Sitä vastoin RSTP hyödyntää 802.1w-standardia parantaakseen verkon saatavuutta mesh-topologioissa, mutta palautusajat riippuvat verkon monimutkaisuudesta ja voidaan vain arvioida karkeasti. Vaikka RSTP:n joustavuus mahdollistaa enemmän verkkovaihtoehtoja, MRP:n tiukka determinismi voi olla parempi aikaherkissä sovelluksissa.