Apa itu Protokol Redundansi Media (MRP)?

Protokol Redundansi Media memantau jalur jaringan untuk menghindari satu titik kegagalan dan memastikan ketersediaan jaringan Ethernet yang tinggi. Karena sistem otomasi semakin bergantung pada jaringan Ethernet, kebutuhan akan toleransi kesalahan memerlukan struktur jaringan yang berlebihan. Namun, sifat siaran Ethernet mencegah loop fisik, membuat jalur redundan menjadi tidak kompatibel. Protokol redundansi media menyelesaikan konflik ini dengan secara logis memblokir jalur yang berlebihan, menjaga satu jalur tetap aktif dan sisanya dalam keadaan siaga. Jika jalur aktif gagal, protokol mengalihkan lalu lintas ke jalur siaga.

MRP, yang distandarisasi dalam IEC 62439-2, memenuhi persyaratan jaringan industri. Ini menjamin waktu peralihan deterministik – dalam kasus terburuk di bawah 500 ms, biasanya jauh lebih cepat – untuk topologi ring hingga 50 node. Setiap node MRP memiliki dua port ring; satu node bertindak sebagai Manajer Redundansi Media (MRM), memantau ring untuk kegagalan. Ketika MRM mendeteksi adanya kerusakan, MRM memblokir jalur yang gagal dan membuka blokir jalur redundan, sehingga memulihkan konektivitas.

Bagaimana Cara Kerja MRP?

Sebagai protokol redundansi media, MRP memastikan ketersediaan jaringan yang berkelanjutan jika terjadi kegagalan perangkat atau tautan. Hal ini dilakukan dengan mengubah topologi ring fisik menjadi topologi jalur logis untuk lalu lintas jaringan.

Satu perangkat jaringan berfungsi sebagai Media Redundancy Manager (MRM)

MRM memonitor ring dengan mengirimkan frame uji antar port ringnya. Dalam kondisi operasi normal, MRM memblokir salah satu port ringnya ke lalu lintas jaringan, sehingga menciptakan topologi garis. Namun, jika MRM gagal menerima frame pengujiannya, yang menunjukkan kegagalan jaringan, MRM akan membuka blokir port dering yang sebelumnya diblokir. Tindakan ini memulihkan konektivitas jaringan melalui jalur jaringan sekunder.

MRP memberikan waktu peralihan yang deterministik

MRP menjamin waktu peralihan maksimum 500 mdtk, 200 mdtk, atau serendah 10 mdtk, bergantung pada parameter yang ditetapkan. Waktu peralihan yang umum sering kali setengah hingga seperempat dari nilai-nilai ini. Misalnya, cincin MRP yang dikonfigurasi untuk waktu peralihan maksimum 200 ms biasanya akan beralih dalam 50 hingga 60 ms. Determinisme ini memberikan ketersediaan dan kinerja jaringan yang dapat diprediksi yang diperlukan untuk lingkungan industri.

MRP dioptimalkan untuk topologi ring

Meskipun Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) juga dapat digunakan dengan topologi ring, protokol ini tidak dirancang khusus untuk topologi tersebut. MRP dioptimalkan untuk dering hingga 50 perangkat. Ini menghindari masalah seperti kondisi balapan yang tidak dapat diprediksi yang dapat terjadi pada RSTP. Untuk perangkat jaringan yang mendukung kedua protokol, MRP biasanya menyediakan peralihan yang lebih cepat dan deterministik.

Manfaat Utama Menggunakan MRP

Waktu Pemulihan Cepat

MRP memberikan waktu pemulihan 10 ms atau kurang jika terjadi kegagalan tunggal, memungkinkan konektivitas jaringan tanpa gangguan. Protokol mencapai hal ini dengan terus memantau jaringan untuk mencari gangguan menggunakan bingkai uji dan terlebih dahulu memblokir salah satu port ring untuk menghindari loop jaringan. Jika gangguan terdeteksi, MRP segera membuka blokir port yang sebelumnya diblokir untuk membangun kembali koneksi. Waktu pemulihan yang cepat ini penting untuk sistem kontrol dan otomasi industri yang sensitif terhadap waktu.

Toleransi kesalahan

Topologi ring yang diterapkan oleh MRP tidak mengandung satu pun titik kegagalan, karena lalu lintas jaringan dapat dialihkan ke salah satu arah di sekitar ring. Redundansi yang melekat ini berarti bahwa kegagalan perangkat jaringan atau kabel apa pun tidak akan mengganggu operasi jaringan. MRP dapat mendeteksi kegagalan tersebut dan dengan cepat mengkonfigurasi ulang jalur data untuk mengatasinya. Toleransi kesalahan ini memberikan jaringan industri keandalan dan waktu kerja yang dibutuhkan.

Penyeimbang beban

Struktur cincin MRP juga memfasilitasi penyeimbangan beban dengan memungkinkan lalu lintas jaringan mengalir ke kedua arah. Dengan mengarahkan lalu lintas ke arah kemacetan yang lebih rendah, MRP membantu mencegah kemacetan dan memastikan pemanfaatan bandwidth maksimum. Kemampuan ini sangat berguna untuk jaringan industri yang menggunakan aplikasi bandwidth tinggi seperti pengawasan video.

kecocokan

MRP kompatibel dengan STP, memungkinkan kedua protokol beroperasi bersama di jaringan yang sama. Cincin MRP dapat terhubung ke jaringan STP, dengan MRP yang mengelola cincin tersebut dan STP mencegah loop dalam topologi jaringan secara keseluruhan. Kompatibilitas ini memberikan fleksibilitas kepada administrator jaringan dalam merancang infrastruktur jaringan industri.

Membandingkan MRP dan RSTP

Sebagai protokol industri, MRP dan RSTP harus menyediakan pemulihan kesalahan deterministik untuk memastikan ketersediaan yang tinggi. MRP, sebuah protokol topologi ring, menjamin waktu pemulihan kesalahan maksimum 10 ms dengan memblokir satu port pada setiap switch untuk membuat loop fisik. Sebaliknya, RSTP memanfaatkan standar 802.1w untuk meningkatkan ketersediaan jaringan dalam topologi mesh, namun waktu pemulihan bergantung pada kompleksitas jaringan dan hanya dapat diperkirakan secara kasar. Meskipun fleksibilitas RSTP memungkinkan lebih banyak pilihan jaringan, determinisme ketat MRP mungkin lebih disukai untuk aplikasi yang sensitif terhadap waktu.