RRPP技术白皮书 目 录 1 前言 2 2 RRPP 基本介绍 2 2 1 RRPP 基本概念 2 2 1 1 RRPP 域 RRPP Domain 2 2 1 2 RRPP 环 RRPP Ring 4 2 1 3 RRPP 控制 VLAN 4 2 1 4 主节点 4 2 1 5 传输节点 5 2 1 6 边缘节点和辅助边缘节点 6 2 1 7 主端口和副端口 6 2 1 8 公共端口和边缘端口 7 2 2 RRPP 协议报文 7 2 2 1 RRPP 报文类型 7 2 2 2 RRPP 报文格式 8 3 RRPP 协议原理 9 3 1 RRPP 基本原理 9 3 1 1 RRPP 协议基础 9 3 1 2 Polling 机制 9 3 1 3 链路状态变化通知机制 10 3 1 4 主环上子环协议报文通道状态检查机制 10 3 1 5 单环拓扑变化 RRPP 协议作用过程 14 3 1 6 多个相交 RRPP 环原理 17 3 2 RRPP 协议性能 17 4 RRPP 典型应用 20 4 1 RRPP 典型组网应用 20 4 1 1 单环组网 20 4 1 2 相切环组网 21 4 1 3 相交环组网 21 4 2 RRPP 与 STP 混合组网使用 22 5 结束语 23 附录 A 缩略语 23 RRPP 技术白皮书 Copyright 2005 华为技术有限公司 版权所有 侵权必究 2 RRPP 技术白皮书技术白皮书 摘摘 要 要 RRPP是一个专门应用于以太网环的链路层协议 可以防止环路上的广播风暴 链路故 障时具有快速收敛的特点 本文介绍了 是一个专门应用于以太网环的链路层协议 可以防止环路上的广播风暴 链路故 障时具有快速收敛的特点 本文介绍了RRPP协议的基本技术和典型应用 协议的基本技术和典型应用 关键词 关键词 RRPP STP FDB 1 前言前言 在二层网络中 对于网络可靠性一般采用STP协议 STP协议是由IEEE开发的一种标准的环 网保护协议 并得到广泛应用 但实际应用中受到网络大小的限制 收敛时间受网络拓扑影响 STP一般收敛时间为秒级 网络直径较大时收敛时间更长 采用RSTP MSTP虽然可以减少收敛时 间 但是对于3G NGN语音等高服务质量要求的业务仍然不能满足要求 为了缩短收敛时间 消除网络尺寸的影响 RRPP Rapid Ring Protection Protocol 协议应运 而生 RRPP是一个专门应用于以太网环的链路层协议 它在以太网环中能够防止数据环路引起 的广播风暴 当以太网环上一条链路断开时 能迅速启用备份链路以恢复环网上各个节点之间的 通信通路 和STP协议相比 RRPP协议具有拓扑收敛速度快 低于50ms 和收敛时间与环网上 节点数无关的特点 2 RRPP 基本介绍基本介绍 2 1 RRPP 基本概念 2 1 1 RRPP 域 RRPP Domain RRPP域由整数表示的ID来标识 一组配置了相同的域ID和控制VLAN 并且相互联通的交 换机群体构成一个RRPP域 一个RRPP域具有如下的组成要素 RRPP环环 一个RRPP环物理上对应一个环形连接的以太网拓扑 一个RRPP域由彼此相接的多个RRPP 环构成 其中有一个为主环 其他环为子环 当然 一个RRPP域也可以只包含一个RRPP环 在 单环的情况下 既可以把环配制成主环 也可以配置成子环 在应用上具有相同的效果 RRPP RRPP 技术白皮书 Copyright 2005 华为技术有限公司 版权所有 侵权必究 3 环的角色由用户通过配置决定 RRPP控制控制VLAN 每个RRPP域具有两个控制VLAN 分别叫做主控制VLAN和子控制VLAN 主环的协议报文 在主控制VLAN中传播 子环的协议报文在子控制VLAN中传播 主节点主节点 主节点是RRPP环上的主要决策和控制节点 每个RRPP环上必须有一个主节点 而且只能有 一个 传输节点传输节点 环上除主节点之外的其它节点都可以称为传输节点 边缘节点和辅助边缘节点实际上是特殊 的传输节点 一个RRPP环上可以有多个传输节点 也可以没有传输节点 事实上这样的组网 没有实际意义 边缘节点和辅助边缘节点边缘节点和辅助边缘节点 大家都知道 两个环形相交时一定有两个交点 同理 子环和主环会有两个交点 这两个交 点处的交换机其中一个叫做边缘节点 另外一个叫做辅助边缘节点 把哪台交换机配置成边缘节 点或辅助边缘节点没有特殊要求 只要配置上能区分两个节点就行了 如图1所示Domain 1就是一个RRPP域 所有从S1 S6的交换机属于Domain1 Domain1的主控 制VLAN和子控制VLAN分别为VLAN3和VLAN4 域中包含两个RRPP环 分别为Ring 1和Ring 2 主环的主节点为S1 子环的主节点为S6 S2 S3和S4都是主环的传输节点 S5是子环的传输节 点 子环的边缘节点和辅助边缘节点分别为S3和S2 RRPP 技术白皮书 Copyright 2005 华为技术有限公司 版权所有 侵权必究 4 图1 RRPP组网示意图 2 1 2 RRPP 环 RRPP Ring 每一个RRPP环物理上对应一个环形连接的以太网拓扑 RRPP环同样由整数表示的ID来标 识 每个RRPP环都是其所在的RRPP域的一个局部单元 实际上RRPP协议在RRPP环上起作用 RRPP域中的环分为主环和子环 主环和子环通过配置时指定的级别来区分 主环的级别配置为0 子环的级别配置为1 如图1所示RRPP域Domain 1中包含了两个以太网环Ring 1和Ring 2 Ring 1为主环 级别配置 为0 Ring 2为子环 级别配置为1 2 1 3 RRPP 控制 VLAN 控制VLAN是相对于数据VLAN来说的 在RRPP域中 控制VLAN只用来传递RRPP协议报 文 每个RRPP域配有两个控制VLAN 分别为主控制VLAN和子控制VLAN 配置时只需要指定 主控制VLAN 而把比主控制VLAN的ID值大1的VLAN作为子控制VLAN 主环协议报文在主控 制VLAN中传播 子环协议报文在子控制VLAN中传播 主控制VLAN和子控制VLAN的接口上 都不允许配置IP地址 每个交换机上接入以太网环的端口属于控制VLAN 而且也只有接入以太网环上的端口可以 加入控制VLAN 如图1上每个端口旁边的数字3和4所示 主环的RRPP端口既要属于主控制 VLAN 同时也要属于子控制VLAN 子环的RRPP端口只属于子控制VLAN 主环被看作是子环 的一个逻辑节点 子环的报文通过主环透传 主环的报文只在主环内部传播 不进入子环 与控制VLAN相对 数据VLAN用来传输数据报文 数据VLAN中可以包含RRPP端口 也可 以包含非RRPP端口 2 1 4 主节点 以太网环上每一台交换机都称为一个节点 每个RRPP环上必须有一个主节点 而且只能有 一个 如图1中的S1是主环的主节点 S6是子环的主节点 主节点是Polling机制 环网状态主动 检测机制 的发起者 也是网络拓扑发生改变后执行操作的决策者 主节点周期性的从其主端口发送HELLO 健康检测报文 报文 依次经过各传输节点在环 上传播 如果从主节点副端口能够收到自己发送的HELLO报文 说明环网链路完整 否则如果 RRPP 技术白皮书 Copyright 2005 华为技术有限公司 版权所有 侵权必究 5 在规定时间内收不到HELLO报文 就认为环网发生链路故障 主节点有如下2种状态 Complete State 完整状态 完整状态 当环网上所有的链路都处于UP状态 主节点可以从副端口收到自己发送的HELLO报文 就 说主节点处于Complete状态 主节点的状态即反映了RRPP环的状态 因此RRPP环也处于 Complete状态 此时主节点会阻塞副端口以防止数据报文在环形拓扑上形成广播环路 Failed State 故障状态 故障状态 当环网上有的链路都处于Down状态时 就说主节点处于Complete状态 此时主节点放开副 端口以保证环网上各节点通信不被中断 2 1 5 传输节点 RRPP环上除主节点外的所有其它节点都是传输节点 如图1中的S2 S3和S4是主环的传输 节点 S5是子环的传输节点 传输节点负责监测自己的直连RRPP链路的状态 并把链路变化通 知主节点 然后由主节点来决策如何处理 传输节点有如下3种状态 Link Up State UP状态 状态 传输节点的主端口和副端口都处于UP状态时 就说传输节点处于Link Up状态 Link Down State Down状态 状态 传输节点的主端口或副端口处于Down状态时 就说传输节点处于Link Down状态 Preforwarding State 临时阻塞状态 临时阻塞状态 传输节点的主端口或副端口处于阻塞状态时 就说传输节点处于Preforwarding状态 处于Link Up状态的传输节点检测到主端口或者副端口发生链路Down时 就从Link Up迁移 到Link Down状态 并通过发送Link Down报文通知主节点 传输节点不从Link Down状态直接迁移回Link Up状态 当处于Link Down状态的传输节点某 端口发生链路Up 并且由此主端口和副端口都恢复成Up状态 传输节点迁移到Preforwarding状 态 并阻塞恢复的端口 传输节点主 副端口都恢复的瞬间 主节点还不能马上知道这一信息 因此其副端口还处于放开状态 如果传输节点立即迁移回Link Up状态 势必造成数据报文在环 网上形成广播环路 因此传输节点从Link Down先迁移到Preforwarding状态 RRPP 技术白皮书 Copyright 2005 华为技术有限公司 版权所有 侵权必究 6 当处于Preforwarding状态的传输节点收到主节点发送的COMPLETE FLUSH FDB报文时 将 迁移到Link Up状态 如果COMPLETE FLUSH FDB报文在传输过程中不幸丢失 RRPP协议还提 供了一种备份机制来恢复临时阻塞的端口并触发状态切换 就是传输节点在规定的时间内收不到 COMPLETE FLUSH FDB报文 自行迁移到Link Up状态 并放开临时阻塞端口 2 1 6 边缘节点和辅助边缘节点 两个环形相交时一定有两个交点 同理 子环和主环会有两个交点 这两个交点处的交换机 其中一个叫做边缘节点 另外一个叫做辅助边缘节点 如图1所示 S3为子环的边缘节点 S2为 辅助边缘节点 把哪台交换机配置成边缘节点或辅助边缘节点没有特殊要求 只要配置上能区分 两个节点就行了 边缘节点或辅助边缘节点是交换机在子环上的角色 其在主环上的角色为传输 节点 边缘节点和辅助边缘节点都是特殊的传输节点 因此具有与传输节点相同的3种状态 但意 义上稍有不同 具体如下 Link Up State UP状态 状态 边缘端口处于UP状态时 就说边缘节点 辅助边缘节点 处于Link Up状态 Link Down State Down状态 状态 边缘端口处于Down状态时 就说边缘节点 辅助边缘节点 处于Link Down状态 Preforwarding State 临时阻塞状态 临时阻塞状态 边缘端口处于阻塞状态时 就说边缘节点 辅助边缘节点 处于Preforwarding状态 边缘节点 辅助边缘节点 状态迁移与传输节点基本相同 不同之处在于边缘节点 辅助边 缘节点 在端口链路状态变化导致状态迁移时 只管边缘端口的状态 参考上面的边缘节点状态 定义 边缘节点与辅助边缘节点是检测主环中子环协议报文通道状态机制的两个主体 边缘节点是 机制的发起者 由辅助边缘节点判断痛悼状态并报给边缘节点 最后由边缘节点根据通道状态进 行决策 应用不同的操作 这一机制在后面的子环协议报文通道状态检测机制中详细介绍 2 1 7 主端口和副端口 主节点和传输节点接入以太网环的两个端口中 一个为主端口 另一个为副端。