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1、RRPP技术白皮书RRPP技术白皮书关键词：快速环网保护协议，RRPP域，RRPP环，控制VLAN，保护VLAN，主节点，传输节点，边缘节点，辅助边缘节点，环组摘 要：RRPP是一种专门应用于以太网链路层的环网保护协议。本文主要介绍了杭州华三通信技术有限公司（以下简称“H3C”）RRPP技术的实现方式、特点以及典型组网应用。缩略语：缩略语英文全名中文解释RRPPRapid Ring Protection Protocol快速环网保护协议SRPTSub Ring Packet Tunnel in major ring子环协议报文在主环中的通道STPSpanning Tree Protocol生成
2、树协议VLANVirtual Local Area Network虚拟局域网杭州华三通信技术有限公司第28页, 共27页目 录1 概述31.1 产生背景31.2 技术优点32 RRPP技术实现方案32.1 RRPP组成要素32.1.1 RRPP域（RRPP Domain）32.1.2 RRPP环（RRPP Ring）42.1.3 RRPP控制VLAN52.1.4 RRPP保护VLAN52.1.5 主节点62.1.6 传输节点62.1.7 边缘节点和辅助边缘节点72.1.8 主端口和副端口72.1.9 公共端口和边缘端口82.2 RRPP协议报文82.2.1 RRPP协议报文类型82.2.2 R
3、RPP协议报文格式92.3 单环工作原理102.3.1 单域单环工作原理102.3.2 多域单环工作原理142.4 相交环工作原理152.4.1 单域相交环工作原理152.4.2 多域相交环工作原理162.4.3 SRPT状态检测原理173 典型组网应用233.1 单域单环233.2 多域单环243.3 相切环243.4 单域相交环253.5 多域相交环263.6 RRPP与STP混合组网261 概述1.1 产生背景在网络规划和实际组网应用中，大多采用环网来提供高可靠性。环网技术简单来说，就是将一些网络设备通过环的形状连接到一起，实现相互通信的一种技术。为了避免环网中产生广播风暴，最初采用了已
4、被普遍应用的STP协议环路保护机制。但实际应用中STP协议的收敛时间受网络拓扑的影响，在网络直径较大时收敛时间较长，因而往往不能满足传输质量较高的数据的要求。为了缩短环网的收敛时间并消除网络大小的影响，H3C开发了专门应用于环网保护的RRPP协议。1.2 技术优点RRPP是一个专门应用于以太网环的链路层协议。它在以太网环完整时能够防止数据环路引起的广播风暴，而当以太网环上一条链路断开时能迅速启用备份链路以保证环网的最大连通性。与STP协议相比，RRPP协议有如下优点： 拓扑收敛速度快（低于 50ms） 收敛时间与环网上节点数无关H3C所实现的RRPP协议还有如下特点： 在相交环拓扑中，一个环拓
5、扑的变化不会引起其他环的拓扑振荡，数据传输更为稳定。 支持 RRPP 环网的负载分担，充分利用了物理链路的带宽。2 RRPP技术实现方案2.1 RRPP组成要素2.1.1 RRPP域（RRPP Domain）RRPP域用于标识RRPP协议所计算和控制的拓扑范围。RRPP域由整数表示的ID 来标识，一组配置了相同的域ID，控制VLAN和保护VLAN，并且相互连通的设备群体构成一个RRPP域。一台设备上可以创建多个RRPP域。一个RRPP域具有如下的组成要素： RRPP 环 RRPP 控制 VLAN RRPP 保护 VLAN 主节点 传输节点 边缘节点 辅助边缘节点如图1所示Domain 1就是一
6、个RRPP域，S1S6的设备都属于Domain 1。Domain 1的主控制VLAN和子控制VLAN分别为VLAN 3和VLAN 4，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。S3和S2分别为边缘节点和辅助边缘节点。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 协议是按RRPP环进行拓扑计算。环形物理拓
7、扑常见的三种组网形式为：单环、相交环、相切环。每种组网形式划分RRPP域的方案不同： 单环上的所有设备要配置在相同的 RRPP 域中； 相交环上的所有设备也要配置在相同的 RRPP 域中； 相切的两个环，每个环上的设备要配置在相同的 RRPP 域中，即相切环相当于两个单环，需要配置两个 RRPP 域，每个 RRPP 域中只有一个环。在有相交环组网的RRPP域中为了各环的拓扑计算不相互干扰，并且所有环都不出现环路，需要区分出一个为主环，其他环为子环。主环可以作为一个整体抽象看成是子环的一个逻辑节点，子环的协议报文通过主环透传，可以对两个相交环形成的大环的拓扑进行计算；主环的协议报文只在主环内部传
8、播，不进入子环。主环和子环通过配置时指定的级别来标识，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中包含了两个相交的以太网环Ring 1和Ring 2。把Ring 1配置为该域的主环，Ring 2配置为该域的子环。这样Ring 1和Ring 2就会分别计算出一个无环路的拓扑，从而消除了此相交环组网中的环路并保证了各节点的全连通性。2.1.3 RRPP控制VLAN控制VLAN是用来传递RRPP协议报文的VLAN。为了支持主子环的相交环组网，每个RRPP域配有主控制VLAN和子控制VLAN两个控制VLAN，分别用于传输主环和子环的拓扑协议报文。配置时只需要指定主控制
9、VLAN，而协议自动把比主控制VLAN的ID值大1的VLAN作为子控制VLAN。主环协议报文和子环EDGE-HELLO报文在主控制VLAN中传播，其它的子环协议报文在子控制VLAN中传播。每个设备上接入RRPP环的端口属于控制VLAN，而且也只有接入RRPP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。2.1.4 RRPP保护VLAN保护 VLAN 是用来传递数据报文的 VLAN。保护 VLAN 中可以包含 RRPP 端口， 也可以包含非 RRPP 端口。保护
10、VLAN 的转发状态由其所对应的 RRPP 域控制。同一环网上不同的 RRPP 域配置不同的保护 VLAN，各 RRPP 域分别独立计算自己环上端口的转发状态。2.1.5 主节点以太网环上每一台设备都称为一个RRPP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。主节点是环网状态主动检测机制的发起者，也是检测到RRPP环故障后执行操作的决策者。主节点有如下两种状态： Complete State（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，此时主节点会
11、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）当环网上有链路处于故障状态时，主节点处于Failed状态，此时主节点的副端口放开对数据报文的阻塞，以保证环网上的通信不中断。 说明：主节点的状态代表了整个 RRPP 环的状态。即，主节点处于 Complete（Failed） 状态时，RRPP 环也处于 Complete（Failed）状态。2.1.6 传输节点RRPP环上除主节点外的所有其它节点是传输节点，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。传输节点负责透传主节点的HELLO报文，并监测自己的直连RRPP链路的状态，把链路DO
12、WN事件通知主节点。传输节点有如下3种状态： Link-Up State（UP 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）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。 Pre-forwarding State（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Pre-forwarding状态。2.1.7 边缘节点和辅助边缘节点子环和主环相交时有两个交点，这两个交点处的设备其中一个叫做边缘节点，另外一个叫做辅助边缘节点。边缘节点与辅助边缘节点必须
13、成对配置。如图1所示，S3 为边缘节点，S2为辅助边缘节点。把哪台设备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设备在子环上的角色，其在主环上的角色为主节点或传输节点。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，但定义稍有不同，具体如下： Link-Up State（UP 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）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。 Pre-forwar
14、ding State（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Pre-forwarding状态。2.1.8 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，另一个为副端口， 端口的角色由用户的配置决定。主节点的主端口和副端口在功能上是有区别的。主节点从其主端口发送HELLO报文，如果能够从副端口收到该报文，说明本节点所在RRPP环网完整，因此需要阻塞副端口以防止数据环路；相反如果在规定时间内收不到该报文，说明环网故障， 此时需要放开副端口以保证环上所有节点的正常通信。传输节点的主端口和副端口在功能上没有区别。端口的角色同样由用户的配置决定。R
15、RPP协议理论上把主环看作是子环的一个逻辑节点，子环的协议报文通过主环透传，主环将子环的协议报文（除了EDGE-HELLO报文）视为数据报文。因此，当主环上的端口被阻塞时，数据报文和子环协议报文（除了EDGE-HELLO报文）都不能通过。2.1.9 公共端口和边缘端口边缘节点（辅助边缘节点）接入子环的端口为边缘端口，接入主环的两个端口为公共端口，边缘节点上公共端口与辅助边缘节点上公共端口之间的链路被称为公共链路。公共端口和边缘端口的角色由用户的配置决定。协议在设计上将整个主环看作是子环上的一个逻辑节点，从而公共链路被看成是主环这个大节点的内部链路，链路的状态变化只通知主环主节点进行处理。如图1所示，在边缘节点S3上，与S6相连的端口为边缘端口、与S4和S2分别相连的两个端口为公共端口。边缘节点S3与辅助
