Medya Artıklık Protokolü (MRP) Nedir?

Medya Yedekleme Protokolleri, tek arıza noktalarını önlemek ve Ethernet ağlarının yüksek düzeyde kullanılabilirliğini sağlamak için ağ yollarını izler. Otomasyon sistemleri giderek Ethernet ağlarına bağımlı hale geldikçe, hata toleransı ihtiyacı yedekli ağ yapılarını zorunlu kılmaktadır. Ancak Ethernet'in yayın yapısı, fiziksel döngüleri önleyerek yedekli yolları uyumsuz hale getirir. Medya yedekliliği protokolleri, yedekli yolları mantıksal olarak engelleyerek, birini aktif ve geri kalanını beklemede tutarak bu çatışmayı çözer. Etkin yol başarısız olursa, bir protokol trafiği bekleme yoluna geçirir.

IEC 62439-2'de standartlaştırılmış MRP, endüstriyel ağ gereksinimlerini karşılar. 500 düğüme kadar halka topolojileri için deterministik geçiş sürelerini (en kötü durumda 50 ms'nin altında, genellikle çok daha hızlı) garanti eder. Her MRP düğümünün iki halka bağlantı noktası vardır; bir düğüm görevi görür Medya Yedekleme Yöneticisi (MRM), arızalara karşı halkayı izliyor. MRM bir kesinti tespit ettiğinde, arızalı yolu bloke eder ve yedekli yolun blokajını kaldırarak bağlantıyı geri yükler.

MRP Nasıl Çalışır?

Bir medya yedekleme protokolü olarak MRP, bir cihaz veya bağlantı arızası durumunda ağ kullanılabilirliğinin devam etmesini sağlar. Bunu, fiziksel halka topolojisini ağ trafiği için mantıksal hat topolojisine dönüştürerek yapar.

Bir ağ cihazı Medya Yedekleme Yöneticisi (MRM) olarak işlev görür

MRM, halka bağlantı noktaları arasında test çerçeveleri göndererek halkayı izler. Normal çalışma koşullarında MRM, halka bağlantı noktalarından birini ağ trafiğine bloke ederek bir hat topolojisi oluşturur. Ancak MRM, bir ağ arızasına işaret ederek test çerçevelerini alamazsa, daha önce engellenen halka bağlantı noktasının engellemesini kaldıracaktır. Bu eylem, ikincil ağ yolu aracılığıyla ağ bağlantısını geri yükler.

MRP deterministik geçiş süreleri sağlar

MRP, parametre setine bağlı olarak 500 ms, 200 ms veya 10 ms kadar düşük maksimum geçiş sürelerini garanti eder. Tipik geçiş süreleri genellikle bu değerlerin yarısı ila dörtte biri kadardır. Örneğin, maksimum 200 ms geçiş süresi için yapılandırılan bir MRP halkası genellikle 50 ila 60 ms arasında geçiş yapar. Bu determinizm, endüstriyel ortamlar için gerekli olan öngörülebilir ağ kullanılabilirliğini ve performansını sağlar.

MRP halka topolojileri için optimize edilmiştir

Hızlı Yayılan Ağaç Protokolü (RSTP) halka topolojileriyle de kullanılabilse de öncelikle onlar için tasarlanmamıştır. MRP, 50 cihaza kadar olan halkalar için optimize edilmiştir. RSTP ile oluşabilecek öngörülemeyen yarış koşulları gibi sorunları önler. Her iki protokolü de destekleyen ağ cihazları için MRP genellikle daha hızlı ve daha belirleyici geçiş sağlar.

MRP Kullanmanın Temel Faydaları

Hızlı İyileşme Süresi

MRP, tek bir arıza durumunda 10 ms veya daha kısa bir kurtarma süresi sağlayarak kesintisiz ağ bağlantısına olanak tanır. Protokol bunu, test çerçevelerini kullanarak ağı sürekli olarak kesintilere karşı izleyerek ve ağ döngülerinden kaçınmak için halka bağlantı noktalarından birini önleyici olarak bloke ederek başarır. Bir kesinti tespit edilirse MRP, bağlantıyı yeniden kurmak için önceden engellenen bağlantı noktasının engelini derhal kaldırır. Bu hızlı toparlanma süresi, zamana duyarlı endüstriyel kontrol sistemleri ve otomasyon için çok önemlidir.

Hata Toleransı

MRP tarafından uygulanan halka topolojisi, ağ trafiği halka etrafında her iki yönde de yeniden yönlendirilebildiği için tek bir hata noktası içermez. Bu doğal yedeklilik, herhangi bir ağ cihazının veya kablosunun arızalanmasının ağ çalışmasını kesintiye uğratmayacağı anlamına gelir. MRP bu tür arızaları tespit edebilir ve veri yollarını bunların etrafından yönlendirilecek şekilde hızlı bir şekilde yeniden yapılandırabilir. Bu hata toleransı, endüstriyel ağlara ihtiyaç duydukları güvenilirliği ve çalışma süresini sağlar.

Yük dengeleme

MRP'nin halka yapısı aynı zamanda ağ trafiğinin her iki yönde de akmasına izin vererek yük dengelemeyi kolaylaştırır. MRP, trafiği daha az tıkanıklığın olduğu yöne yönlendirerek darboğazların önlenmesine yardımcı olur ve maksimum bant genişliği kullanımını sağlar. Bu yetenek, özellikle video gözetimi gibi yüksek bant genişliğine sahip uygulamaları kullanan endüstriyel ağlar için kullanışlıdır.

uygunluk

MRP, STP ile uyumludur ve iki protokolün aynı ağ üzerinde birlikte çalışmasına olanak tanır. MRP halkaları, MRP'nin halkayı yönetmesi ve STP'nin genel ağ topolojisindeki döngüleri önlemesiyle STP ağlarına bağlanabilir. Bu uyumluluk, ağ yöneticilerine endüstriyel ağ altyapılarını tasarlama konusunda esneklik sağlar.

MRP ve RSTP'nin karşılaştırılması

Endüstriyel protokoller olarak MRP ve RSTP, yüksek kullanılabilirliği sağlamak için deterministik hata kurtarma sağlamalıdır. Bir halka topolojisi protokolü olan MRP, fiziksel bir döngü oluşturmak için her anahtardaki bir bağlantı noktasını bloke ederek maksimum 10 ms'lik hata kurtarma süresini garanti eder. Buna karşılık RSTP, ağ topolojilerinde ağ kullanılabilirliğini artırmak için 802.1w standardından yararlanır, ancak kurtarma süreleri ağın karmaşıklığına bağlıdır ve yalnızca kabaca tahmin edilebilir. RSTP'nin esnekliği daha fazla ağ seçeneği sağlarken, MRP'nin katı determinizmi zamana duyarlı uygulamalar için tercih edilebilir.