Apa itu Ethernet Ring Protection Switching (ERPS)?

Pengalihan Perlindungan Dering Ethernet, atau ERP, adalah upaya ITU-T di bawah Rekomendasi G.8032 untuk memberikan perlindungan sub-50ms dan penggantian pemulihan untuk Ethernet lalu lintas di a topologi ring sambil memastikan bahwa tidak ada loop yang terbentuk di Sakelar Jaringan Industri Cincin.

G.8032v1 mendukung topologi single-ring, dan G.8032v2 mendukung beberapa topologi ring/ladder. Cincin Ethernet dapat menyediakan konektivitas multipoint area luas secara lebih ekonomis karena jumlah tautannya yang berkurang.

Setiap Ethernet Ring Node terhubung ke Ethernet Ring Node yang berdekatan yang berpartisipasi dalam Ethernet Ring yang sama, menggunakan dua tautan independen. Dua Node Cincin Ethernet yang berdekatan mengikat tautan cincin, dan port untuk tautan cincin disebut port cincin. Jumlah minimum Ethernet Ring Node dalam Ethernet Ring adalah tiga.

Deringkan Protokol Jaringan untuk Sakelar Industri

Umumnya, tautan redundan digunakan pada jaringan switching Ethernet seperti jaringan cincin untuk menyediakan cadangan tautan dan meningkatkan keandalan jaringan. Namun, tautan yang berlebihan dapat menyebabkan loop, yang menyebabkan badai siaran dan menyebabkan ketidakstabilan tabel alamat MAC. Akibatnya, kualitas komunikasi memburuk, atau bahkan layanan komunikasi terganggu. Tabel 1-1 menjelaskan protokol jaringan dering yang didukung oleh perangkat.

ERP Konsep dasar

ERPS terutama mencakup ring, node, peran port, dan status port ERPS

Contoh ERPS

Instans ERPS dibentuk oleh ID instans yang sama, kontrol VLAN, dan sakelar yang saling berhubungan.

Saluran Kontrol

Saluran Kontrol adalah VLAN transmisi dari protokol ERPS, dan paket protokol akan membawa yang sesuai Tag VLAN.

RPL

RPL (Ring Protection Link) adalah, Tautan yang ditunjuk oleh mekanisme yang diblokir selama keadaan diam untuk mencegah loop pada ring yang dijembatani.

Cincin ERPS

Cincin ERPS adalah unit dasar ERPS. Ini terdiri dari satu set VLAN kontrol yang sama dan peralatan sakelar L2 yang saling terkait.

Node

Sakelar L2 yang ditambahkan dalam ring ERPS disebut node. Setiap node tidak dapat ditambahkan ke lebih dari dua port di ring ERPS yang sama. Node-node tersebut dibagi menjadi RPL Owner, Neighbor, dan Ring Node.

Peran Pelabuhan

Dalam ERPS, peran port meliputi Pemilik RPL, Tetangga, dan Umum:

1) Milik RPLr: Ring ERPS hanya memiliki satu port Pemilik RPL yang dikonfigurasi oleh pengguna dan mencegah loop pada ring ERPS dengan memblokir port Pemilik RPL. Node yang memiliki port Pemilik RPL menjadi node Pemilik RPL.

2) Tetangga RPL： Cincin ERPS hanya memiliki satu port RPL Neighbor yang dikonfigurasi oleh pengguna, dan harus berupa port

terhubung ke port Pemilik RPL. Jika jaringan normal, itu akan diblokir bersama dengan port Pemilik RPL ke

mencegah loop di ring ERPS. Node dengan port RPL Neighbor menjadi node RPL Neighbor.

3) Node Cincin: Pelabuhan umum. Port kecuali untuk pemilik RPL dan port Neighbor adalah port Ring Node. Jika

node hanya memiliki port umum, yang akan menjadi Ring node.

Status Pelabuhan

Di ring ERPS, status port dari protokol ERPS dibagi menjadi dua jenis.

1) Meneruskan: Dalam Forwarding status, port meneruskan lalu lintas pengguna dan menerima/meneruskan paket R-APS. Selain itu, meneruskan paket R-APS dari node lain.

2) Pemblokiran: In status Pemblokiran, port dalam status pemblokiran tidak berpartisipasi dalam penerusan bingkai dan juga membuang bingkai yang diterima dari segmen jaringan yang terpasang. Namun, pesan ERPS diteruskan.

Mode Operasi ERPS

Mode kata mencakup Revertive dan Non-revertive:

Revertif: Ketika tautan gagal, tautan RPL berada dalam status perlindungan rilis, dan tautan RPL dilindungi kembali setelah tautan yang rusak dipulihkan untuk mencegah pengulangan.

Non-revertif: Setelah kesalahan diperbaiki, node yang rusak tetap rusak (tanpa penerusan) dan tautan RPL tetap dalam status perlindungan pelepasan.

Port Cincin ERPS

Ini adalah port antarmuka fisik atau Antarmuka Link Aggregation Groups (LAG) yang digunakan oleh instance. Semua node harus memiliki dua port ring ERPS di ring case utama. Secara tradisional, ini disebut sebagai pelabuhan lingkar Timur dan Barat.

Saluran RAPS VLAN(Kontrol VLAN)

Pesan R-APS dibawa melalui saluran. Di G.8032, saluran ini diimplementasikan menggunakan VLAN. Setiap instans ERP menggunakan VLAN berbasis tag yang disebut raps-channel untuk mengirim dan menerima pesan R-APS. Semua node di ring diharuskan menggunakan VLAN raps-channel ini, dan VLAN ini harus memiliki port ring ERP sebagai anggota. Fungsi VLAN R-APS adalah untuk memonitor ring dan menjaga fungsi operasionalnya. VLAN R-APS tidak membawa data pengguna.

Pesan R-APS mengalir melalui ring untuk mengontrol perilaku pengalihan perlindungannya.

Setiap node di sepanjang jalur akan menerima pesan R-APS pada VLAN raps-channel dan menyalinnya untuk pemrosesan lokal.

Itu juga akan mencoba untuk meneruskan versi asli dengan kecepatan peralihan L2 ke port dering lainnya. Jika VLAN raps-channel pada port ring lain diblokir, maka pesan R-APS tidak diteruskan ke node lain.

VLAN kontrol raps-channel diblokir agar tidak diteruskan ke node lain di mana VLAN data yang dilindungi diblokir agar tidak diteruskan.

CATATAN: Sub-ring tanpa saluran virtual adalah pengecualian yang dibahas di bawah. Dalam hal ini, VLAN raps-channel tidak diblokir untuk diteruskan meskipun VLAN data yang dilindungi diblokir.

Node yang menghasilkan pesan R-APS akan selalu mengirim melalui kedua ring port-nya terlepas dari apakah VLAN raps-channel diblokir atau tidak pada ring port-nya. Demikian pula, pesan R-APS akan diterima dan diproses terlepas dari apakah VLAN raps-channel diblokir atau tidak pada port cincinnya. Di bawah ini adalah Format Pesan R-APS,

Informasi Spesifik (32 oktet) di bawah ini:

Permintaan/Status(4bit) – '1101' = FS , '1110' = Peristiwa, '1011' = SF, '0111' = MS, '0000' = NR, Lainnya = Masa Depan

Status – RB (1bit) – Tetapkan saat RPL diblokir (digunakan oleh Pemilik RPL di NR)

Status – DNF (1bit) – Atur kapan FDB Flush tidak diperlukan

NodeID (6 oktet) – Alamat MAC node sumber pesan (Informasi)

Dicadangkan1(4 bit), Status Dicadangkan (6 bit), Dicadangkan2 (24 oktet)

CATATAN: Saluran virtual RAPS (Ring Auto Protection Switch): Di ring berpotongan, node yang berpotongan di antara, digunakan untuk mengirimkan paket protokol sub-ring tetapi bukan milik sub-ring disebut saluran virtual RAPS dari sub-ring.

VLAN Data Terlindungi

Setiap instans ERP melindungi satu atau beberapa pembawa data VLAN (disebut lalu lintas data). Semua node dalam ring diharuskan memiliki VLAN yang dilindungi yang sama. VLAN yang dilindungi harus memiliki port ring ERPS sebagai anggota.

Pemilik RPL Sakelar Jaringan Industri ERPS

RPL menyediakan pemblokiran lalu lintas di bawah kondisi operasi normal, sehingga mencegah loop. RPL terdiri dari Pemilik di satu sisi dan Tetangga di sisi lain. Pemiliklah yang menyediakan kontrol utama untuk peralihan proteksi. Dalam kondisi operasi normal kedua ujung RPL melakukan blok. Namun, Pemilik terus-menerus membuat pesan R-APS No Request RPL-Blocked(NR, RB) dan bertanggung jawab atas status pemblokiran dan penerusan RPL.

Dalam operasi normal, RPL-Owner menghasilkan pesan R-APS(NR, RB) ketika tidak ada kegagalan. Ini secara berkala mengirimkan ini, setiap 5 detik, melalui kedua port cincinnya. Pesan-pesan ini menunjukkan port ring Timur atau Barat mana yang diblokir. Setiap node sepanjang jalan menerima R-APS, merekam Node-id dan Block Port Reference (BPR) dalam pesan. Ini digunakan untuk mendeteksi perubahan topologi.

CATATAN: Mengonfigurasi ring G.8032 tanpa Pemilik RPL tidak pernah disarankan. Sementara protokol G.8032 dapat beroperasi tanpa RPL-Owner, karena node lain di ring dapat mengirim pesan R-APS dan memblokir lalu lintas baik dalam kondisi normal maupun gagal, RPL-Owner memberikan prediktabilitas ke mana blok ring akan terjadi dalam kondisi normal. Pemilik RPL juga diperlukan untuk operasi revertif.

Operasi Revertive dan Non-Revertive

G.8032 juga menyediakan operasi revertive. Setelah kegagalan teratasi dan setelah waktu tunggu biasanya 5 menit, cincin beralih kembali ke mode operasi normalnya. G.8032 juga menyediakan operasi non-revertive, di mana setelah kegagalan mereda, saklar proteksi kembali ke keadaan normal tidak terjadi. Dalam hal ini, tautan tempat terjadinya kegagalan tetap diblokir, dan RPL tetap tidak diblokir. Perintah yang jelas, dijelaskan di bawah ini, disediakan bagi Anda untuk mengontrol apakah operasi revertive atau non-revertive diperbolehkan.

1. REVERTIF Idealnya, hubungan antara Root Node dan Root Neighbor diblokir. Jika terjadi Kegagalan Sinyal atau perintah operator seperti Sakelar Paksa atau Sakelar Manual, tautan seperti yang disebutkan di atas akan dibuka blokirnya untuk mengarahkan lalu lintas. Setelah pemulihan, tautan yang sama harus diblokir untuk mencegah pembentukan lingkaran. Dalam mode operasi Revertive, Ring Protection Link diblokir secara otomatis setelah memulihkan tautan yang gagal.

2. NON-REVERTIF Dalam mode Non-Revertive, Tautan Perlindungan Dering tidak diblokir secara otomatis setelah memulihkan tautan yang gagal atau perintah operator. Tautan yang gagal atau tautan di mana perintah operator dikeluarkan tetap dalam keadaan diblokir, sehingga mencegah pembentukan loop. Keuntungan di balik ini di sini adalah untuk menghindari toggling yang tidak perlu antar negara bagian. Toggling ini mungkin memerlukan pembilasan alamat MAC yang dipelajari pada port.

CATATAN: Saat operasi revertive digunakan, ring tidak akan segera kembali. Pengembalian tidak akan dimulai sampai wail-to restore telah kedaluwarsa, yaitu 5 menit secara default.

Sakelar Paksa (FS) dan Sakelar Manual (MS)

Forced Switch (FS) adalah perintah yang dapat memaksa ring untuk beralih. Perintah dikeluarkan pada node yang diberikan dan antarmuka yang diberikan pada ring. Ini menghasilkan blok yang diterapkan pada antarmuka itu, pemblokiran pada antarmuka yang berlawanan, dan pesan R-APS Forced Switch (FS) mengalir di sekitar ring. Ini akan mengakibatkan

RPL menjadi tidak terblokir. Node lain mana pun yang sebelumnya diblokir juga akan dibuka blokirnya saat mereka menerima pesan ini. Flush FDB juga terjadi di sepanjang jalan.

Catatan: Perintah Forced Switch(FS) dapat dikeluarkan di beberapa lokasi di sepanjang ring. Namun, hal itu dapat menyebabkan cincin menjadi tersegmentasi. Perintah Manual Switch(MS) hampir identik dengan perintah Forced Switch(FS) kecuali bahwa hanya satu perintah Manual Switch(MS) yang dapat dikeluarkan pada ring. Ini juga memiliki prioritas yang lebih rendah daripada perintah Forced Switch(FS) ketika sebuah node memiliki banyak permintaan yang perlu diproses secara bersamaan.

Untuk membatalkan operasi ini, gunakan perintah clear pada node yang sama. Ini akan menyebabkan node kliring membuka blokir blok yang diterapkan sebelumnya. Itu juga akan mengirim pesan R-APS No Request(NR), yang akan menyebabkan RPL diblokir lagi.

Negara ERPS

Ada lima negara bagian dalam protokol ERPS

• Negara SIGALA

Status ini menyatakan tidak ada sinyal yang gagal atau perintah administratif apa pun (Sakelar Paksa/Manual) yang berlaku di ring. RPL (Ring Protection Link) diblokir (Tidak membawa lalu lintas data, tetapi Tx/Rx APS PDU)

• Negara Perlindungan

Status ini mewakili kondisi Signal Fail di Ring. Biasanya RPL tidak diblokir untuk mengarahkan lalu lintas di atas ring. Ketika lebih dari satu Signal Fail terjadi di Ring, itu akan membagi ring. Arus lalu lintas terganggu.

• Negara Tertunda

Keadaan ini terjadi ketika penerbit mencabut kondisi Signal Fail, dan RPL masih tidak diblokir. Umumnya, Root node setelah menerima No Request Message (indikasi kondisi No Signal Fail) menunggu hingga waktu Wait-To-Restore untuk memblokir RPL. Ini adalah kondisi dimana Ring masuk ke Pending State. Ini juga terjadi selama masa tunggu di wait-to-block setelah mencabut sakelar paksa/manual.

• Saklar Paksa

Ini adalah keadaan yang dipicu manajemen. Ketika seorang administrator perlu membuat port down untuk berpartisipasi dalam ring, entitas manajemen ini akan bertindak. Saat objek Sakelar Paksa dikeluarkan di port, port turun, dan APS PDU menyebar di sekitar ring yang menunjukkan status. Ketika objek manajemen yang jelas diatur pada port, Sakelar Paksa ini dicabut.

Catatan: Ini memiliki prioritas lebih tinggi untuk status Signal Fail. Jadi bahkan ketika beberapa node menghadapi sinyal Fail, ini akan menggantikannya.

• Switch manual

Mirip dengan Forced Switch, Manual Switch juga dipicu oleh manajemen. Perbedaannya adalah ia memiliki prioritas yang lebih rendah dibandingkan dengan Forced Switch. Ketika terjadi Forced Switch atau Signal Fail Prevailing over ring, kondisi ini ditolak oleh proses ERPS. Objek manajemen yang jelas akan mencabut status Manual Switch.

Timer

Ada empat pengatur waktu yang terlibat dalam protokol ERPS. Dua pengatur waktu terakhir adalah pengatur waktu tunda dan hanya digunakan di Root Node.

• Timer Penundaan

Setelah berakhirnya waktu Hold-off, masalah di lapisan fisik dikomunikasikan ke Proses Kontrol ERPS. Sebagai contoh, ini menangguhkan indikasi Signal Fail pada salah satu ring port untuk periode waktu Hold-off yang telah dikonfigurasi.

• Timer Penjaga

Pengatur waktu ini digunakan untuk mencegah pesan usang mengganggu mesin Status ERPS cincin itu. Saat node menyelesaikan kondisi Signal Fail, timer penjaga dimulai. Saat pengatur waktu penjaga berjalan, ia menolak semua PDU APS kecuali pesan 'acara'. Timer ini mencegah informasi laten apa pun datang dari ujung ring.

• Timer Tunggu-Untuk-Blokir

Seperti yang disebutkan sebelumnya, pengatur waktu Tunggu-untuk-Blokir digunakan di Root Node tersebut. Pengatur waktu ini digunakan saat dering pulih dari perintah operator (Sakelar Paksa atau Sakelar Manual). Saat Timer Tunggu-untuk-Blokir kedaluwarsa, Tautan Perlindungan Dering diblokir.

• Timer Tunggu Untuk Memulihkan

Saat ring memulihkan Kegagalan Sinyal, Root Node memulai Timer Tunggu untuk Memulihkan. Setelah kedaluwarsa, Tautan Perlindungan Dering diblokir. Itu diblokir sekaligus jika itu adalah mode operasi revertif. Dalam kasus non-revertive, itu diblokir ketika perintah operator "clear" diberikan.

Pesan ERPS

Berbagai jenis Pesan ERPS adalah

1. GAGAL SINYAL (SF) – Pesan ini menunjukkan kegagalan Ring Link.

2. TIDAK ADA PERMINTAAN (NR) – Ini menunjukkan kliring dari kegagalan di Ring Link

3. TANPA PERMINTAAN ROOT DIBLOKIR (NR, RB) – Ini ditransmisikan oleh simpul Root, yang menunjukkan bahwa Tautan Perlindungan Dering diblokir.

4. SAKLAR PAKSA (FS) – Pesan ini menunjukkan bahwa Forced Switch telah terjadi.

5. SAKELAR MANUAL (MS) – Pesan ini menunjukkan bahwa Pengalihan Manual telah terjadi.

ERPSv1 dan ERPSv2

ERPSv1 dan ERPSv2 saat ini tersedia. ITU-T merilis ERPSv1 pada Juni 2008, dan ERPSv2 pada Agustus 2010. EPRSv2, sepenuhnya kompatibel dengan ERPSv1, menyediakan fungsi yang disempurnakan. Tabel 1-2 membandingkan ERPSv1 dan ERPSv2.