Ethernet Halka Koruma Anahtarlaması (ERPS) nedir?

Ethernet Halka Koruma Anahtarlamasıya da ERP'ler, bir çabadır ITU-T için 8032 ms'nin altında koruma ve kurtarma anahtarlaması sağlamak için G.50 Önerisi kapsamında Ethernet bir trafik halka topolojisi hiçbir ilmek oluşmadığından emin olurken Endüstriyel Ağ Anahtarı Yüzük.

G.8032v1 tek halka topolojisini destekler ve G.8032v2 çoklu halka/merdiven topolojisini destekler. Ethernet Halkaları, azaltılmış bağlantı sayıları nedeniyle geniş alanlı çok noktalı bağlantıyı daha ekonomik bir şekilde sağlayabilir.

Her Ethernet Halka Düğümü, iki bağımsız bağlantı kullanılarak aynı Ethernet Halkasına katılan bitişik Ethernet Halka Düğümlerine bağlanır. İki bitişik Ethernet Halka Düğümü bir halka bağlantısını bağlar ve bir halka bağlantısı için bir bağlantı noktasına halka bağlantı noktası denir. Bir Ethernet Halkasındaki minimum Ethernet Halka Düğüm sayısı üçtür.

Halka Ağ Protokolü için Endüstriyel Anahtar

Genel olarak yedek bağlantılar, bağlantı yedeklemesi sağlamak ve ağ güvenilirliğini artırmak için halka ağ gibi bir Ethernet anahtarlama ağında kullanılır. Bununla birlikte, yedek bağlantılar döngülere neden olarak yayın fırtınalarına yol açabilir ve MAC adres tablosunun kararsız hale gelmesine neden olabilir. Bunun sonucunda iletişim kalitesi bozulmakta hatta iletişim hizmetleri kesintiye uğramaktadır. Tablo 1-1, cihazlar tarafından desteklenen halka ağ protokollerini açıklar.

ERP'ler Temel Konsept

ERPS esas olarak ERPS halkası, düğüm, bağlantı noktası rolü ve bağlantı noktası durumunu içerir

ERPS Örneği

ERPS örneği, aynı örnek kimliği, kontrol VLAN'ı ve birbirine bağlı anahtarlardan oluşur.

Kontrol kanalı

Kontrol kanalı, ERPS protokolünün iletim VLAN'ıdır ve protokol paketi, karşılık gelen VLAN etiketi.

TGK

RPL(Halka Koruma Bağlantısı), köprülü halkada bir döngüyü önlemek için boştayken bloke edilen bir mekanizma tarafından belirlenen Bağlantıdır.

ERPS Yüzüğü

ERPS halkası, ERPS temel birimidir. Bir dizi aynı kontrol VLAN'ından ve birbirine bağlı L2 anahtar ekipmanından oluşur.

Düğüm

ERPS halkasına eklenen L2 anahtarına düğüm adı verilir. Her düğüm, aynı ERPS halkasında ikiden fazla bağlantı noktasına eklenemez. Düğümler, RPL Sahibi, Komşu ve Halka Düğüm olarak ayrılmıştır.

Liman Rolü

ERPS'de bağlantı noktası rolleri arasında RPL Sahibi, Komşu ve Ortak bulunur:

1) RPL Sahibir: Bir ERPS halkası, kullanıcı tarafından yapılandırılmış yalnızca bir RPL Sahibi bağlantı noktasına sahiptir ve RPL Sahibi bağlantı noktasını bloke ederek ERPS halkasındaki döngüleri önler. RPL Sahibi bağlantı noktasına sahip olan düğüm, RPL Sahibi düğümü olur.

2) RPL Komşusu： Bir ERPS halkasında, kullanıcı tarafından yapılandırılmış yalnızca bir RPL Komşu bağlantı noktası vardır ve bu bir bağlantı noktası olmalıdır

RPL Sahibi bağlantı noktasına bağlı. Ağ normalse, RPL Sahibi bağlantı noktasıyla birlikte

ERPS halkasındaki döngüleri önler. RPL Komşu bağlantı noktasına sahip düğüm, RPL Komşu düğümü olur.

3) Halka Düğüm: Ortak bağlantı noktası. RPL sahibi ve Komşu bağlantı noktası dışındaki bağlantı noktaları Halka Düğüm bağlantı noktalarıdır. Eğer

düğümü, yalnızca Ring düğümü olacak ortak bağlantı noktasına sahiptir.

Bağlantı Noktası Durumu

ERPS halkasında, ERPS protokolünün port durumu iki türe ayrılır.

1) Yönlendirme: Yönlendirme durumunda, bağlantı noktası kullanıcı trafiğini iletir ve R-APS paketlerini alır / iletir. Ayrıca, diğer düğümlerden gelen R-APS paketlerini iletir.

2) engelleme: benn Engelleme durumunda, engelleme durumundaki bir bağlantı noktası çerçeve iletmeye katılmaz ve ekli ağ kesiminden alınan çerçeveleri de atar. Ancak, ERPS mesajları iletilir.

ERPS Çalışma Modu

Word modu, Geri Dönen ve Geri Dönmeyen içerir:

geri dönüş: Bağlantı başarısız olduğunda, RPL bağlantısı serbest bırakma korumaları durumundadır ve döngüleri önlemek için hatalı bağlantı geri yüklendikten sonra RPL bağlantısı yeniden korunur.

Geri dönüşsüz: Hata düzeltildikten sonra, hatalı düğüm hatalı kalır (yönlendirme olmadan) ve RPL bağlantısı serbest bırakma koruma durumunda kalır.

ERPS Halka Bağlantı Noktaları

Bunlar, örnek tarafından kullanılan fiziksel arabirim bağlantı noktaları veya arabirim Bağlantı Toplama Gruplarıdır (LAG'ler). Ana halka durumunda tüm düğümlerin iki ERPS halka bağlantı noktasına sahip olması gerekir. Geleneksel olarak, bunlar Doğu ve Batı halka limanları olarak adlandırılır.

RAPS kanalı VLAN(Kontrol VLAN)

R-APS mesajları bir kanal üzerinden taşınır. G.8032'de bu kanal bir VLAN kullanılarak uygulanır. Her bir ERP örneği, R-APS mesajlarını göndermek ve almak için raps-channel adı verilen etiket tabanlı bir VLAN kullanır. Halkadaki tüm düğümlerin bu raps-channel VLAN'ı kullanması gerekir ve bu VLAN'ın üye olarak ERP halka portlarına sahip olması gerekir. R-APS VLAN'ın işlevi, halkayı izlemek ve operasyonel işlevlerini sürdürmektir. R-APS VLAN, hiçbir kullanıcı verisi taşımaz.

R-APS mesajları, koruma değiştirme davranışını kontrol etmek için halka boyunca akar.

Yoldaki her düğüm, raps-channel VLAN'da R-APS mesajını alacak ve yerel işleme için kopyalayacaktır.

Ayrıca orijinal sürümü L2 anahtarlama hızında diğer halka bağlantı noktasına iletmeye çalışacaktır. Diğer halka bağlantı noktasındaki raps kanalı VLAN'ı engellenirse, R-APS mesajı diğer düğümlere iletilmez.

Raps-channel kontrol VLAN'ının, korunan veri VLAN'larının iletilmesinin engellendiği diğer düğümlere iletilmesi engellenir.

NOT: Sanal kanalı olmayan alt halkalar, aşağıda tartışılan bir istisnadır. Bu durumda, korumalı veri VLAN'ları bloke edilmiş olsa bile, raps-channel VLAN'ın iletilmesi engellenmez.

R-APS mesajlarını oluşturan düğüm, rap kanalı VLAN'ının halka bağlantı noktalarında engellenip engellenmediğine bakılmaksızın her zaman her iki halka bağlantı noktası üzerinden gönderecektir. Benzer şekilde, R-APS mesajları, rap kanalı VLAN'ın halka bağlantı noktalarında engellenip engellenmediğine bakılmaksızın alınacak ve işlenecektir. R-APS Mesaj Formatı aşağıdadır,

Spesifik Bilgiler (32 sekizli) aşağıdadır:

İstek/Durum(4 bit) – '1101' = FS , '1110' = Olay, '1011' = SF, '0111' = MS, '0000' = NR, Diğer = Gelecek

Durum – RB (1bit) – RPL'nin ne zaman bloke edildiğini ayarlayın (NR'de RPL Sahibi tarafından kullanılır)

Durum – DNF (1bit) – FDB Flush gerekli olmadığında ayarlayın

NodeID (6 sekizli) – Mesaj kaynak düğümünün MAC adresi (Bilgi amaçlı)

Ayrılmış1(4 bit), Durum Ayrılmış(6 bit), Ayrılmış2(24 sekizli)

NOT: RAPS (Ring Auto Protection Switch) sanal kanalı: Kesişen halkada, alt halka protokol paketlerini iletmek için kullanılan ancak alt halkaya ait olmayan, aradaki kesişen düğüm, alt halkanın RAPS sanal kanalı olarak adlandırılır.

Korumalı Veri VLAN'ı

Her bir ERP örneği, bir veya daha fazla veri taşıyan veriyi korur VLAN (veri trafiği denir). Halkadaki tüm düğümlerin aynı korumalı VLAN'lara sahip olması gerekir. Korumalı VLAN'ların üye olarak ERPS halka bağlantı noktalarına sahip olması gerekir.

ERPS Endüstriyel Ağ Anahtarı RPL Sahibi

RPL, normal çalışma koşullarında trafiğin bloke edilmesini sağlayarak döngüleri önler. RPL, bir uçta Sahip ve diğer uçta Komşudan oluşur. Koruma anahtarlaması için ana kontrolü sağlayan Mal Sahibidir. Normal çalışma koşullarında, RPL'nin her iki ucu da bir blok gerçekleştirir. Ancak, Sahip sürekli olarak R-APS İstek Yok RPL-Engellenmiş(NR, RB) mesajları üretir ve RPL'nin engelleme ve iletme durumlarından sorumludur.

Normal çalışma altında, RPL Sahibi, herhangi bir arıza olmadığında R-APS(NR, RB) mesajları üretir. Bunları her 5 saniyede bir, her iki ring portu üzerinden periyodik olarak gönderir. Bu mesajlar, Doğu veya Batı halka bağlantı noktalarından hangisinin engellendiğini gösterir. Yol boyunca her düğüm, mesajdaki Düğüm Kimliği ve Blok Bağlantı Noktası Referansını (BPR) kaydeden R-APS'yi alır. Bu, bir topoloji değişikliğini algılamak için kullanılır.

NOT: Bir G.8032 halkasının RPL-Sahibi olmadan yapılandırılması asla önerilmez. G.8032 protokolü bir RPL-Sahibi olmadan çalışabilirken, halkadaki diğer düğümler hem normal hem de başarısız koşullar altında R-APS mesajları gönderip trafiği engelleyebildiğinden, RPL-Sahibi, halka bloğunun nerede oluşacağına ilişkin öngörülebilirlik sağlar Normal koşullar altında. Geri alma işlemleri için RPL-Sahibi de gereklidir.

Geri Dönüşlü ve Geri Dönüşsüz İşlemler

G.8032 ayrıca geri alma işlemleri de sağlar. Arıza ortadan kalktıktan ve tipik olarak 5 dakikalık bir bekleme süresinden sonra, halka normal çalışma moduna geri döner. G.8032 ayrıca, arıza ortadan kalktıktan sonra normal duruma bir koruma anahtarının oluşmadığı geri dönüşü olmayan bir işlem sağlar. Bu durumda, hatanın meydana geldiği bağlantılar engellenmiş olarak kalır ve RPL engellenmemiş olarak kalır. Geri dönüşlü veya geri dönüşsüz bir işleme izin verilip verilmediğini kontrol etmeniz için aşağıda açıklanan net bir komut verilmiştir.

1. GERİ DÖNÜŞ İdeal durumda, Kök Düğüm ile Kök Komşu arasındaki bağlantı engellenir. Sinyal Arızası veya Zorunlu Anahtar veya Manuel Anahtar gibi operatör komutları oluştuğunda, trafiği yönlendirmek için yukarıda belirtilen bağlantının engellemesi kaldırılır. Kurtarma üzerine, bir döngü oluşumunu önlemek için aynı bağlantı bloke edilmelidir. Geri Alma modunda, başarısız olan bağlantı kurtarıldığında Halka Koruma Bağlantısı otomatik olarak engellenir.

2. GERİ DÖNÜŞSÜZ Geri Döndürülemez modda, Halka Koruma Bağlantısı, başarısız olan bağlantı veya operatör komutları kurtarıldıktan sonra otomatik olarak bloke edilmez. Arızalı bağlantı veya operatör komutunun verildiği bağlantı bloke durumda kalır ve böylece bir döngü oluşumunu engeller. Bunun arkasındaki avantaj, durumlar arasında gereksiz yere geçiş yapmaktan kaçınmaktır. Bu geçiş, öğrenilen MAC adresinin bağlantı noktalarında temizlenmesini gerektirebilir.

NOT: Geri alma işlemleri kullanıldığında, halka hemen geri dönmeyecektir. Varsayılan olarak 5 dakika olan geri yükleme için uyarı süresi sona erene kadar geri alma işlemi başlamaz.

Zorlamalı Anahtar(FS) ve Manuel Anahtar(MS)

Zorunlu Anahtar (FS), bir halkayı geçiş yapmaya zorlayabilen bir komuttur. Komut, belirli bir düğümde ve halkadaki belirli bir arayüzde verilir. Bu, o arabirimde uygulanan bir blokla, karşı arabirimde bir engellemenin kaldırılmasıyla ve halka etrafında akan bir R-APS Zorunlu Anahtar (FS) mesajıyla sonuçlanır. Bu,

RPL blokajı kaldırılıyor. Daha önce engellemesi olan diğer tüm düğümler de bu mesajı aldıklarında engellemeyi kaldıracaktır. Yol boyunca FDB yıkamaları da meydana gelir.

Notlar: Zorunlu Anahtar(FS) komutları, halka boyunca birden çok konumda verilebilir. Ancak bunu yapmak, halkanın segmentlere ayrılmasına neden olabilir. Manuel Anahtar(MS) komutu, halkada yalnızca bir Manuel Anahtar(MS) komutunun verilebilmesi dışında zorunlu bir Anahtar(FS) komutuyla hemen hemen aynıdır. Ayrıca, bir düğümün aynı anda işlemesi gereken çok sayıda isteği olduğunda Zorunlu Anahtar(FS) komutundan daha düşük bir önceliğe sahiptir.

Bu işlemi geri almak için aynı düğümde clear komutunu kullanın. Bu, temizleme düğümünün daha önce uygulanan herhangi bir bloğun engellemesini kaldırmasına neden olacaktır. Ayrıca, RPL'nin tekrar bloke olmasına neden olacak bir R-APS İstek Yok(NR) mesajı gönderecektir.

ERPS Durumu

ERPS protokolünde beş durum vardır

• BOŞTA Durum

Bu durum, sinyal hatası olmadığını veya halka üzerinde herhangi bir yönetici komutunun (Zorunlu/Manuel Anahtar) geçerli olduğunu gösterir. RPL(Halka Koruma Bağlantısı) engellendi(Veri trafiği taşımaz, ancak APS PDU'ları Tx/Rx)

• Koruma Durumu

Bu durum, Ring'deki Signal Fail durumunu temsil eder. Normalde, ringdeki trafiği yönlendirmek için RPL'nin blokajı kaldırılır. Ring'de birden fazla Signal Fail oluştuğunda, ringi bölümlere ayırır. Trafik akışı bozulur.

• Bekleyen Eyalet

Bu durum, yayıncı Sinyal Hatası koşulunu iptal ettiğinde ve RPL hala bloke edilmediğinde ortaya çıkar. Genel olarak, İstek Yok Mesajını (Sinyal Yok Arıza durumunun göstergesi) aldıktan sonra Kök düğüm, RPL'yi bloke etmek için Geri Yüklemeyi Bekle zamanına kadar bekler. Bu, Ring'in Bekleme Durumuna girdiği durumdur. Ayrıca, zorunlu/manuel anahtarı iptal ettikten sonra bloke etmek için beklemede bekleme süresi sırasında da oluşur.

• Zorla Anahtar

Bu, yönetimin tetiklediği durumdur. Bir yöneticinin ringe katılan bir port kapatması gerektiğinde, bu yönetim varlığı devreye girecektir. Bağlantı noktasında bir Zorunlu Anahtar nesnesi yayınlandığında, bağlantı noktası kapanır ve APS PDU durumu gösteren halkanın etrafında yayılır. Bağlantı noktasında net yönetim nesnesi ayarlandığında, bu Zorunlu Anahtar iptal edilir.

Notlar: Bunun, Sinyal Hatası durumuna göre daha yüksek önceliği vardır. Dolayısıyla, bazı düğümler bir Başarısızlık sinyaliyle karşılaşsa bile, bu onun yerini alacaktır.

• Manuel Anahtar

Zorunlu Anahtara benzer şekilde, Manuel Anahtar da yönetim tarafından tetiklenir. Aradaki fark, Forced Switch'e kıyasla daha düşük bir önceliğe sahip olmasıdır. Halka üzerinde Zorunlu Anahtar veya Sinyal Arızası olduğunda, bu durum ERPS süreci tarafından reddedilir. Temiz yönetim nesnesi, Manuel Geçiş durumunu iptal edecektir.

Zamanlayıcılar

ERPS protokolünde yer alan dört zamanlayıcı vardır. Son iki zamanlayıcı, gecikme zamanlayıcılarıdır ve yalnızca Kök Düğümde kullanılır.

• Bekletme Zamanlayıcısı

Hold-off timer süresi dolduktan sonra fiziksel katmandaki problem ERPS Kontrol Sürecine iletilir. Örneğin, yapılandırılmış Bekletme süresi boyunca halka bağlantı noktalarından birinde Sinyal Arızası göstergesini erteler.

• Koruma Zamanlayıcısı

Bu zamanlayıcı, güncel olmayan mesajların o halkanın ERPS Durum makinesine müdahale etmesini önlemek için kullanılır. Düğüm, Sinyal Hatası durumunu temizlediğinde, koruma zamanlayıcısı başlatılır. Koruma zamanlayıcısı çalıştığında, 'olay' mesajı dışındaki tüm APS PDU'ları reddeder. Bu zamanlayıcı, herhangi bir gizli bilginin yüzüğün uzak ucundan ulaşmasını engeller.

• Bloke Etmeyi Bekle Zamanlayıcı

Daha önce bahsedildiği gibi, Engellemeyi Bekle zamanlayıcısı o Kök Düğümde kullanılır. Bu zamanlayıcı, halka operatör komutundan (Zorunlu Anahtar veya Manuel Anahtar) kurtarıldığında kullanılır. Bloke Etmeyi Bekle Zamanlayıcısının süresi dolduğunda Halka Koruma Bağlantısı bloke edilir.

• Geri Yüklemeyi Bekle Zamanlayıcı

Halka, Sinyal Arızasını düzelttiğinde, Kök Düğüm Geri Yüklemeyi Bekle Zamanlayıcılarını başlatır. Süresi dolduğunda Halka Koruma Bağlantısı bloke edilir. Geri dönüşlü bir çalışma modu ise hemen bloke edilir. Geri dönüşsüz olması durumunda “clear” operatör komutu verildiğinde bloke edilir.

ERPS Mesajları

Farklı ERPS Mesajları türleri şunlardır:

1. SİNYAL HATASI (SF) – Bu mesaj, Ring Link'in başarısız olduğunu gösterir.

2. TALEP YOK (NR) – Bu, Ring Link'teki arızanın giderildiğini gösterir.

3. TALEP YOK KÖK ENGELLENDİ (NR, RB) – Bu, Halka Koruma Bağlantısının engellendiğini belirten Kök düğüm tarafından iletilir.

4. ZORLAMALI ANAHTAR (FS) – Bu mesaj, bir Zorunlu Anahtarın meydana geldiğini gösterir.

5. MANUEL ANAHTAR (MS) – Bu mesaj bir Manüel Geçişin meydana geldiğini gösterir.

ERPSv1 ve ERPSv2

ERPSv1 ve ERPSv2 şu anda kullanılabilir. ITU-T, ERPSv1'i Haziran 2008'de ve ERPSv2'yi Ağustos 2010'da yayınladı. ERPSv2 ile tamamen uyumlu olan EPRSv1, gelişmiş işlevler sağlar. Tablo 1-2, ERPSv1 ve ERPSv2'yi karşılaştırır.