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1、(:皂 n tecCENTEC以太网交换机 ERPS技术白皮书盛科网络（苏州）有限公司http:/www.Ce ntec Centec以太网交换机ERPS技术白皮书声明Copyright ?2006-2007盛科网络（苏州）有限公司及其许可者版权所 有，保留一切权利。未经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘 抄、复制本书内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。技术支持用户支持邮箱： supportCe ntec 网址：http:/ www.Ccentec目录第1章ERPS的原理41.1前言41.2 ERPS基本介绍41.2.1 ERPS基本概念 41.3 ERPS协议原理81.3.1 ER
2、PS基本原理81) ERPS协议基础82) Polli ng 机制83) 链路状态变化通知机制8第2章协议作用解析132.1 健康状态(COMPLETE STATE) 132.2链路故障142.3故障恢复15第3章典型运用和配置183.1单环组网183.1.1组网图183.1.2 配置183.2相切环组网203.2.1组网图203.2.2 配置203.3相交环组网233.3.1组网图233.3.2 配置23centec第1章ERPS的原理1.1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
3、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， ERPS 协议应运而生。ERPS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。和STP协议相比，ERPS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。1.2 ERPS基本介绍1.2.1 ERPS基本概念ERPS域：ERPS
4、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ERPS域。一个ERPS域具有如下的组成要素：zERPS一个ERP环物理上对应一个环形连接的以太网拓扑，一个ERP域由彼此相接的多个ERPS环构成，其中有一个为主环，其他环为子环。当然，一个 ERP域也可以只包含一个ERP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。ERP环的角色由用户通过配置决定。zERPS VLAN每个ERPS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
5、VLAN中传播。z 主节点主节点是ERP环上的主要决策和控制节点。每个 ERP环上必须有一个主节点，而且只能 有一个。z 传输节点（边缘节点和辅助边缘节点实际上是环上除主节点之外的其它节点都可以称为传输节点 特殊的传输节点）。一个ERP环上有多个传输节点。z边缘节点和辅助边缘节点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C c n t e c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。S4Domain 1MasterS3Ring 1AssistntMasterP - Primary Port S -
6、Secondary Port B Port BlockedRing 2Major Ctrl Vian : 3 Sub Ctrl Vian图1 ERPS组网示意图ERPS环：每一个ERPS环物理上对应一个环形连接的以太网拓扑， ERPS环同样由整数表 示的ID来标识。每个 ERPS环都是其所在的 ERPS域的一个局部单元，实际上 ERPS协议在 ERPS环上起作用。ERPS域中的环分为主环和子环。ERPS控制VLAN控制 VLAN是相对于数据 VLAN来说的，在 ERPS域中，控制 VLAN只用 来传递ERPS协议报文。每个ERPS域配有两个控制 VLAN分别为主控制VLAN和子控制VLAN 主
7、环协议报文在主控制 VLA N中传播，子环协议报文在子控制 VLA N中传播。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ERPS端口既要属于主 控制VLAN同时也要属于子控制VLAN子环的ERPS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ERPS端口， 也可以包含非ERPS端 口。主节点：以太网环上每一台交换机都称为一个节点，每个ERPS环上必
8、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Oi centec播。如果从主节点副端口能够收到自己发送的HELLOS文，说明环网链路完整；否则如果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：z 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 HELLOS文, 就说主节点处
9、于 Complete状态。主节点的状态即反映了 ERPS环的状态，因此 ERPS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。z Failed State（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 Failed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。传输节点：ERPS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ERPS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:zLink-
10、Up State（ UF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。zLink-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。Preforwardi ng 状态。Down时，就从 Link-Up传输节点不从 Li nk-Dow nzPreforwardi ng 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 迁移到Link-Down状态，并通过发送Link-Down报文通知主节点。状
11、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Preforwardi ng 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Lin k-Down先迁移到 Preforwardi ng状态。当处于Preforwardi ng 状态的传输节点收到主节点发送的COMPLETE-FLUSH-FDB文时，将迁移到Link-Up状态。如果COMPLET
12、E-FLUSH-F报文在传输过程中不幸丢失，ERPS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文，自行迁移到 Link-Up状态，并放开临时阻塞端口。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。 女口图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centec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
13、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:z Lin k-Up State（UP犬态）Page#Centec以太网交换机ERPS技术白皮书Page#Centec以太网交换机ERPS技术白皮书Link-Up 状态。Link-Down 状态。Preforwardi ng 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zLink-Down State（ Down状态）边缘端口处于 Dow n状态时，就说边缘节点（辅助边缘节点）处于zPreforwardi ng State（临时阻塞状态）边缘端口处
14、于阻塞状态时，就说边缘节点（辅助边缘节点）处于边缘节点（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通道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。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
15、副端口在功能上是有区别的。主节点从其主端口发送环路状态探测报文，如果能够从副端口收到该报文，说明本节点所在ERPS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探测报文，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。特别的，当主环主节点副端口被阻塞时，不仅要禁止数据报文通过，同时要禁止子环的 协议报文通过；放开时则同时放开数据报文和子环协议报文。也就是说，子环协议报文在主环中视为数据报文处理。与主环主节点副端口相同，主环传输节点上的ERPS端 口（包括主端口和副端口）被阻塞时，要同时阻塞数据报文和子
