局域網(wǎng)協(xié)議-RRPP技術(shù)白皮書1-D

1、RRPP技術(shù)白皮書杭州華三通信技術(shù)有限公司第 PAGE 28頁, 共27頁RRPP技術(shù)白皮書關(guān)鍵詞：快速環(huán)網(wǎng)保護協(xié)議，RRPP域，RRPP環(huán)，控制VLAN，保護VLAN，主節(jié)點，傳輸節(jié)點，邊緣節(jié)點，輔助邊緣節(jié)點，環(huán)組摘 要：RRPP是一種專門應(yīng)用于以太網(wǎng)鏈路層的環(huán)網(wǎng)保護協(xié)議。本文主要介紹了杭州華三通信技術(shù)有限公司（以下簡稱“H3C”）RRPP技術(shù)的實現(xiàn)方式、特點以及典型組網(wǎng)應(yīng)用?？s略語：縮略語英文全名中文解釋RRPPRapid Ring Protection Protocol快速環(huán)網(wǎng)保護協(xié)議SRPTSub Ring Packet Tunnel in major ring子環(huán)協(xié)議報文在主環(huán)中的通

2、道STPSpanning Tree Protocol生成樹協(xié)議VLANVirtual Local Area Network虛擬局域網(wǎng)目 錄 HYPERLINK l _bookmark0 概述 HYPERLINK l _bookmark0 3 HYPERLINK l _bookmark0 產(chǎn)生背景 HYPERLINK l _bookmark0 3 HYPERLINK l _bookmark0 技術(shù)優(yōu)點 HYPERLINK l _bookmark0 3 HYPERLINK l _bookmark0 RRPP技術(shù)實現(xiàn)方案 HYPERLINK l _bookmark0 3 HYPERLINK l _b

3、ookmark0 RRPP組成要素 HYPERLINK l _bookmark0 3 HYPERLINK l _bookmark0 RRPP域（RRPP Domain） HYPERLINK l _bookmark0 3 HYPERLINK l _bookmark1 RRPP環(huán)（RRPP Ring） HYPERLINK l _bookmark1 4 HYPERLINK l _bookmark2 RRPP控制VLAN HYPERLINK l _bookmark2 5 HYPERLINK l _bookmark2 RRPP保護VLAN HYPERLINK l _bookmark2 5 HYPERLI

4、NK l _bookmark3 主節(jié)點 HYPERLINK l _bookmark3 6 HYPERLINK l _bookmark3 傳輸節(jié)點 HYPERLINK l _bookmark3 6 HYPERLINK l _bookmark4 邊緣節(jié)點和輔助邊緣節(jié)點 HYPERLINK l _bookmark4 7 HYPERLINK l _bookmark4 主端口和副端口 HYPERLINK l _bookmark4 7 HYPERLINK l _bookmark5 公共端口和邊緣端口 HYPERLINK l _bookmark5 8 HYPERLINK l _bookmark5 RRPP協(xié)

5、議報文 HYPERLINK l _bookmark5 8 HYPERLINK l _bookmark5 RRPP協(xié)議報文類型 HYPERLINK l _bookmark5 8 HYPERLINK l _bookmark6 RRPP協(xié)議報文格式 HYPERLINK l _bookmark6 9 HYPERLINK l _bookmark7 單環(huán)工作原理 HYPERLINK l _bookmark7 10 HYPERLINK l _bookmark7 單域單環(huán)工作原理 HYPERLINK l _bookmark7 10 HYPERLINK l _bookmark11 多域單環(huán)工作原理 HYPERL

6、INK l _bookmark11 14 HYPERLINK l _bookmark12 相交環(huán)工作原理 HYPERLINK l _bookmark12 15 HYPERLINK l _bookmark12 單域相交環(huán)工作原理 HYPERLINK l _bookmark12 15 HYPERLINK l _bookmark13 多域相交環(huán)工作原理 HYPERLINK l _bookmark13 16 HYPERLINK l _bookmark14 SRPT狀態(tài)檢測原理 HYPERLINK l _bookmark14 17 HYPERLINK l _bookmark20 典型組網(wǎng)應(yīng)用 HYPER

7、LINK l _bookmark20 23 HYPERLINK l _bookmark20 單域單環(huán) HYPERLINK l _bookmark20 23 HYPERLINK l _bookmark21 多域單環(huán) HYPERLINK l _bookmark21 24 HYPERLINK l _bookmark21 相切環(huán) HYPERLINK l _bookmark21 24 HYPERLINK l _bookmark22 單域相交環(huán) HYPERLINK l _bookmark22 25 HYPERLINK l _bookmark23 多域相交環(huán) HYPERLINK l _bookmark23

8、26 HYPERLINK l _bookmark23 RRPP與STP混合組網(wǎng) HYPERLINK l _bookmark23 26概述產(chǎn)生背景在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和實際組網(wǎng)應(yīng)用中，大多采用環(huán)網(wǎng)來提供高可靠性。環(huán)網(wǎng)技術(shù)簡單來說，就是將一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過環(huán)的形狀連接到一起，實現(xiàn)相互通信的一種技術(shù)。為了避免環(huán)網(wǎng)中產(chǎn)生廣播風暴，最初采用了已被普遍應(yīng)用的STP協(xié)議環(huán)路保護機制。但實際應(yīng)用中STP協(xié)議的收斂時間受網(wǎng)絡(luò)拓撲的影響，在網(wǎng)絡(luò)直徑較大時收斂時間較長，因而往往不能滿足傳輸質(zhì)量較高的數(shù)據(jù)的要求。為了縮短環(huán)網(wǎng)的收斂時間并消除網(wǎng)絡(luò)大小的影響，H3C開發(fā)了專門應(yīng)用于環(huán)網(wǎng)保護的RRPP協(xié)議。技術(shù)優(yōu)點RRPP是一個專門應(yīng)

9、用于以太網(wǎng)環(huán)的鏈路層協(xié)議。它在以太網(wǎng)環(huán)完整時能夠防止數(shù)據(jù)環(huán)路引起的廣播風暴，而當以太網(wǎng)環(huán)上一條鏈路斷開時能迅速啟用備份鏈路以保證環(huán)網(wǎng)的最大連通性。與STP協(xié)議相比，RRPP協(xié)議有如下優(yōu)點：拓撲收斂速度快（低于 50ms）收斂時間與環(huán)網(wǎng)上節(jié)點數(shù)無關(guān)H3C所實現(xiàn)的RRPP協(xié)議還有如下特點：在相交環(huán)拓撲中，一個環(huán)拓撲的變化不會引起其他環(huán)的拓撲振蕩，數(shù)據(jù)傳輸更為穩(wěn)定。支持 RRPP 環(huán)網(wǎng)的負載分擔，充分利用了物理鏈路的帶寬。RRPP技術(shù)實現(xiàn)方案RRPP組成要素RRPP域（RRPP Domain）RRPP域用于標識RRPP協(xié)議所計算和控制的拓撲范圍。RRPP域由整數(shù)表示的ID 來標識，一組配置了相同的域

10、ID，控制VLAN和保護VLAN，并且相互連通的設(shè)備群體構(gòu)成一個RRPP域。一臺設(shè)備上可以創(chuàng)建多個RRPP域。一個RRPP域具有如下的組成要素：RRPP 環(huán)RRPP 控制 VLANRRPP 保護 VLAN主節(jié)點傳輸節(jié)點邊緣節(jié)點輔助邊緣節(jié)點如圖 HYPERLINK l _bookmark1 1所示Domain 1就是一個RRPP域，S1S6的設(shè)備都屬于Domain 1。Domain 1的主控制VLAN和子控制VLAN分別為VLAN 3和VLAN 4，域中包含兩個RRPP 環(huán)，分別為Ring 1和Ring 2。主環(huán)的主節(jié)點為S1，子環(huán)的主節(jié)點為S6。S2、S3和S4都是主環(huán)的傳輸節(jié)點，S5是子環(huán)的

11、傳輸節(jié)點。S3和S2分別為邊緣節(jié)點和輔助邊緣節(jié)點。圖1 RRPP組網(wǎng)示意圖RRPP環(huán)（RRPP Ring）每一個RRPP環(huán)物理上對應(yīng)一個環(huán)形連接的以太網(wǎng)拓撲，RRPP環(huán)同樣由整數(shù)表示的ID來標識。每個RRPP環(huán)都是其所在的RRPP域的一個局部單元。實際上RRPP 協(xié)議是按RRPP環(huán)進行拓撲計算。環(huán)形物理拓撲常見的三種組網(wǎng)形式為：單環(huán)、相交環(huán)、相切環(huán)。每種組網(wǎng)形式劃分RRPP域的方案不同：單環(huán)上的所有設(shè)備要配置在相同的 RRPP 域中；相交環(huán)上的所有設(shè)備也要配置在相同的 RRPP 域中；相切的兩個環(huán)，每個環(huán)上的設(shè)備要配置在相同的 RRPP 域中，即相切環(huán)相當于兩個單環(huán)，需要配置兩個 RRPP 域

12、，每個 RRPP 域中只有一個環(huán)。在有相交環(huán)組網(wǎng)的RRPP域中為了各環(huán)的拓撲計算不相互干擾，并且所有環(huán)都不出現(xiàn)環(huán)路，需要區(qū)分出一個為主環(huán)，其他環(huán)為子環(huán)。主環(huán)可以作為一個整體抽象看成是子環(huán)的一個邏輯節(jié)點，子環(huán)的協(xié)議報文通過主環(huán)透傳，可以對兩個相交環(huán)形成的大環(huán)的拓撲進行計算；主環(huán)的協(xié)議報文只在主環(huán)內(nèi)部傳播，不進入子環(huán)。主環(huán)和子環(huán)通過配置時指定的級別來標識，主環(huán)的級別配置為0，子環(huán)的級別配置為1。如 HYPERLINK l _bookmark1 圖1所示RRPP域Domain 1中包含了兩個相交的以太網(wǎng)環(huán)Ring 1和Ring 2。把Ring 1配置為該域的主環(huán)，Ring 2配置為該域的子環(huán)。這樣R

13、ing 1和Ring 2就會分別計算出一個無環(huán)路的拓撲，從而消除了此相交環(huán)組網(wǎng)中的環(huán)路并保證了各節(jié)點的全連通性。RRPP控制VLAN控制VLAN是用來傳遞RRPP協(xié)議報文的VLAN。為了支持主子環(huán)的相交環(huán)組網(wǎng)，每個RRPP域配有主控制VLAN和子控制VLAN兩個控制VLAN，分別用于傳輸主環(huán)和子環(huán)的拓撲協(xié)議報文。配置時只需要指定主控制VLAN，而協(xié)議自動把比主控制VLAN的ID值大1的VLAN作為子控制VLAN。主環(huán)協(xié)議報文和子環(huán)EDGE-HELLO報文在主控制VLAN中傳播，其它的子環(huán)協(xié)議報文在子控制VLAN中傳播。每個設(shè)備上接入RRPP環(huán)的端口屬于控制VLAN，而且也只有接入RRPP環(huán)上的

14、端口可以加入控制VLAN。 HYPERLINK l _bookmark1 如圖1上每個端口旁邊的數(shù)字3和4所示，主環(huán)的RRPP端口既要屬于主控制VLAN，同時也要屬于子控制VLAN；子環(huán)的RRPP端口只屬于子控制VLAN。RRPP保護VLAN保護 VLAN 是用來傳遞數(shù)據(jù)報文的 VLAN。保護 VLAN 中可以包含 RRPP 端口， 也可以包含非 RRPP 端口。保護 VLAN 的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)由其所對應(yīng)的 RRPP 域控制。同一環(huán)網(wǎng)上不同的 RRPP 域配置不同的保護 VLAN，各 RRPP 域分別獨立計算自己環(huán)上端口的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。主節(jié)點以太網(wǎng)環(huán)上每一臺設(shè)備都稱為一個RRPP節(jié)點，每個RRPP環(huán)上必

15、須有一個主節(jié)點，而且只能有一個，如 HYPERLINK l _bookmark1 圖1中的S1是主環(huán)的主節(jié)點，S6是子環(huán)的主節(jié)點。主節(jié)點是環(huán)網(wǎng)狀態(tài)主動檢測機制的發(fā)起者，也是檢測到RRPP環(huán)故障后執(zhí)行操作的決策者。主節(jié)點有如下兩種狀態(tài)：Complete State（完整狀態(tài)）當環(huán)網(wǎng)上所有的鏈路都處于UP狀態(tài)，主節(jié)點可以從副端口收到自己發(fā)送的HELLO 報文，就說主節(jié)點處于Complete狀態(tài)，此時主節(jié)點會阻塞副端口以防止數(shù)據(jù)報文在環(huán)形拓撲上形成廣播環(huán)路。Failed State（故障狀態(tài)）當環(huán)網(wǎng)上有鏈路處于故障狀態(tài)時，主節(jié)點處于Failed狀態(tài)，此時主節(jié)點的副端口放開對數(shù)據(jù)報文的阻塞，以保證環(huán)網(wǎng)

16、上的通信不中斷。 說明：主節(jié)點的狀態(tài)代表了整個 RRPP 環(huán)的狀態(tài)。即，主節(jié)點處于 Complete（Failed） 狀態(tài)時，RRPP 環(huán)也處于 Complete（Failed）狀態(tài)。傳輸節(jié)點RRPP環(huán)上除主節(jié)點外的所有其它節(jié)點是傳輸節(jié)點，如 HYPERLINK l _bookmark1 圖1中的S2、S3和S4是主環(huán)的傳輸節(jié)點，S5是子環(huán)的傳輸節(jié)點。傳輸節(jié)點負責透傳主節(jié)點的HELLO報文，并監(jiān)測自己的直連RRPP鏈路的狀態(tài)，把鏈路DOWN事件通知主節(jié)點。傳輸節(jié)點有如下3種狀態(tài)：Link-Up State（UP 狀態(tài)）傳輸節(jié)點的主端口和副端口都處于UP狀態(tài)時，就說傳輸節(jié)點處于Link-Up狀態(tài)

17、。Link-Down State（Down 狀態(tài)）傳輸節(jié)點的主端口或副端口處于Down狀態(tài)時，就說傳輸節(jié)點處于Link-Down狀態(tài)。Pre-forwarding State（臨時阻塞狀態(tài)）傳輸節(jié)點的主端口或副端口處于阻塞狀態(tài)時，就說傳輸節(jié)點處于Pre-forwarding狀態(tài)。邊緣節(jié)點和輔助邊緣節(jié)點子環(huán)和主環(huán)相交時有兩個交點，這兩個交點處的設(shè)備其中一個叫做邊緣節(jié)點，另外一個叫做輔助邊緣節(jié)點。邊緣節(jié)點與輔助邊緣節(jié)點必須成對配置。如 HYPERLINK l _bookmark1 圖1所示，S3 為邊緣節(jié)點，S2為輔助邊緣節(jié)點。把哪臺設(shè)備配置成邊緣節(jié)點或輔助邊緣節(jié)點沒有特殊要求，只要配置上能區(qū)分兩

18、個節(jié)點就行了。邊緣節(jié)點或輔助邊緣節(jié)點是設(shè)備在子環(huán)上的角色，其在主環(huán)上的角色為主節(jié)點或傳輸節(jié)點。邊緣節(jié)點和輔助邊緣節(jié)點都是特殊的傳輸節(jié)點，因此具有與傳輸節(jié)點相同的3種狀態(tài)，但定義稍有不同，具體如下：Link-Up State（UP 狀態(tài)）邊緣端口處于UP狀態(tài)時，就說邊緣節(jié)點（輔助邊緣節(jié)點）處于Link-Up狀態(tài)。Link-Down State（Down 狀態(tài)）邊緣端口處于Down狀態(tài)時，就說邊緣節(jié)點（輔助邊緣節(jié)點）處于Link-Down狀態(tài)。Pre-forwarding State（臨時阻塞狀態(tài)）邊緣端口處于阻塞狀態(tài)時，就說邊緣節(jié)點（輔助邊緣節(jié)點）處于Pre-forwarding狀態(tài)。主端口和副

19、端口主節(jié)點和傳輸節(jié)點接入以太網(wǎng)環(huán)的兩個端口中，一個為主端口，另一個為副端口， 端口的角色由用戶的配置決定。主節(jié)點的主端口和副端口在功能上是有區(qū)別的。主節(jié)點從其主端口發(fā)送HELLO報文，如果能夠從副端口收到該報文，說明本節(jié)點所在RRPP環(huán)網(wǎng)完整，因此需要阻塞副端口以防止數(shù)據(jù)環(huán)路；相反如果在規(guī)定時間內(nèi)收不到該報文，說明環(huán)網(wǎng)故障， 此時需要放開副端口以保證環(huán)上所有節(jié)點的正常通信。傳輸節(jié)點的主端口和副端口在功能上沒有區(qū)別。端口的角色同樣由用戶的配置決定。RRPP協(xié)議理論上把主環(huán)看作是子環(huán)的一個邏輯節(jié)點，子環(huán)的協(xié)議報文通過主環(huán)透傳，主環(huán)將子環(huán)的協(xié)議報文（除了EDGE-HELLO報文）視為數(shù)據(jù)報文。因此，

20、當主環(huán)上的端口被阻塞時，數(shù)據(jù)報文和子環(huán)協(xié)議報文（除了EDGE-HELLO報文）都不能通過。公共端口和邊緣端口邊緣節(jié)點（輔助邊緣節(jié)點）接入子環(huán)的端口為邊緣端口，接入主環(huán)的兩個端口為公共端口，邊緣節(jié)點上公共端口與輔助邊緣節(jié)點上公共端口之間的鏈路被稱為公共鏈路。公共端口和邊緣端口的角色由用戶的配置決定。協(xié)議在設(shè)計上將整個主環(huán)看作是子環(huán)上的一個邏輯節(jié)點，從而公共鏈路被看成是主環(huán)這個大節(jié)點的內(nèi)部鏈路，鏈路的狀態(tài)變化只通知主環(huán)主節(jié)點進行處理。如 HYPERLINK l _bookmark1 圖1所示，在邊緣節(jié)點S3上，與S6相連的端口為邊緣端口、與S4和S2分別相連的兩個端口為公共端口。邊緣節(jié)點S3與輔助

21、邊緣節(jié)點S2相連的鏈路為公共鏈路。RRPP協(xié)議報文RRPP協(xié)議報文類型表1 RRPP 協(xié)議報文類型列表報文類型說明HELLO由主節(jié)點發(fā)起，對網(wǎng)絡(luò)環(huán)路完整性進行檢測：主節(jié)點從主端口周期性發(fā)送HELLO報文，如能夠在規(guī)定時間內(nèi)于副端口收到，則環(huán)網(wǎng)完整，如不能在規(guī)定時間內(nèi)于副端口收到，則環(huán)網(wǎng)故障LINK-DOWN由傳輸節(jié)點、邊緣節(jié)點、輔助邊緣節(jié)點發(fā)起，在自身鏈路down 時通知主節(jié)點環(huán)路消失COMMON-FLUSH-FDB由主節(jié)點發(fā)起，在RRPP環(huán)遷移到Failed狀態(tài)時通知傳輸節(jié)點更新各自MAC表項和ARP/ND表項注意：主環(huán)上節(jié)點收到子環(huán)主節(jié)點發(fā)送的該報文，亦需刷新MAC表項和ARP/ND表項C

22、OMPLETE-FLUSH-FDB由主節(jié)點發(fā)起，在RRPP環(huán)遷移到Complete狀態(tài)時通知傳輸節(jié)點更新各自MAC表項和ARP/ND表項，同時通知傳輸節(jié)點解除臨時阻塞端口的阻塞狀態(tài)注意：主環(huán)上的節(jié)點收到子環(huán)的此報文，只刷新MAC表項和ARP/ND表項，不放開阻塞的端口報文類型說明EDGE-HELLOSRPT狀態(tài)檢查報文由子環(huán)邊緣節(jié)點發(fā)起，同一子環(huán)的輔助邊緣節(jié)點接收，檢查SRPT是否暢通子環(huán)邊緣節(jié)點周期性從接入主環(huán)的兩個公共端口經(jīng)由主環(huán)向輔助邊緣節(jié)點發(fā)送EDGE-HELLO報文。如輔助邊緣節(jié)點可以收到該報文，說明SRPT暢通；如在規(guī)定時間內(nèi)不能收到該報文， 說明SRPT故障MAJOR-FAULT

23、由輔助邊緣節(jié)點發(fā)起，SRPT故障時通知邊緣節(jié)點主環(huán)鏈路故障，邊緣節(jié)點收到后阻塞本節(jié)點邊緣端口RRPP協(xié)議報文格式071523313947Destination MAC Address (6 bytes)Source MAC Address (6 bytes)EtherTypePRIVLAN IDFrame LengthDSAP/SSAPCONTROLOUI = 0 x00e02b0 x00bb0 x990 x0bRRPP LengthRRPP_VERRRPP TypeDomain IDRing ID0 x0000SYSTEM_MAC_ADDR (6 bytes)HELLO_TIMERFAIL_

24、TIMER0 x00LEVEL0 x00000 x0000RESERVED(0 x000000000000)RESERVED(0 x000000000000)RESERVED(0 x000000000000)RESERVED(0 x000000000000)RESERVED(0 x000000000000)RESERVED(0 x000000000000)圖2 RRPP協(xié)議報文格式協(xié)議報文各字段的含義如下：Destination MAC Address：48bits，協(xié)議報文的目的 MAC 地址，范圍是0 x000FE20782170 x000FE2078416。Source Mac Addr

25、ess ： 48bits ， 協(xié)議報文 的源 MAC 地 址，總 是0 x000fe203fd75。EtherType：8bits，報文封裝類型域，總是 0 x8100，表示 Tagged 封裝。PRI：4bits，COS（Class of Service）優(yōu)先級，總是 0 xe0。VLAN ID：12bits，報文所在 VLAN 的 ID。Frame Length：16bits，以太網(wǎng)幀的長度，總是 0 x48。DSAP/SSAP：16bits，目的服務(wù)訪問點/源服務(wù)訪問點，總是 0 xaaaa。CONTROL：8bits，總是 0 x03。OUI：24bits，總是 0 x00e02b。R

26、RPP Length：16bits，RRPP 協(xié)議數(shù)據(jù)單元長度，總是 0 x40。RRPP_VER：16bits，RRPP 版本信息，當前是 0 x0001。RRPP Type：8bits，RRPP 協(xié)議報文的類型。5 表示 HELLO 報文；6 表示COMPLETE-FLUSH-FDB 報文；7 表示 COMMON-FLUSH-FDB 報文；8 表示 LINK-DOWN 報文； 10 表示 EDGE-HELLO 報文；11 表示 MAJOR-FAULT 報文。Domain ID：16bits，報文所屬 RRPP 域的 ID。Ring ID：16bits，報文所屬 RRPP 環(huán)的 ID。SYS

27、TEM_MAC_ADDR：48bits，發(fā)送報文節(jié)點的橋 MAC。HELLO_TIMER：16bits，發(fā)送報文節(jié)點使用的 Hello 定時器的超時時間，單位為秒。FAIL_TIMER：16bits，發(fā)送報文節(jié)點使用的 Fail 定時器的超時時間，單位為秒。LEVEL：8bits，報文所屬 RRPP 環(huán)的級別。單環(huán)工作原理單域單環(huán)工作原理下面以環(huán)網(wǎng)狀態(tài)從完整故障完整的變化過程為線索，來描述RRPP協(xié)議的運行細節(jié)和拓撲收斂的全過程。環(huán)網(wǎng)完整檢測及處理機制主節(jié)點通過輪詢機制來主動檢測環(huán)網(wǎng)狀態(tài)并進行相應(yīng)處理：主節(jié)點周期性的從其主端口發(fā)送HELLO報文，依次經(jīng)過各傳輸節(jié)點在環(huán)上傳播。如果環(huán)網(wǎng)上所有鏈路

28、都處于UP狀態(tài)，則主節(jié)點能夠從副端口收到自己發(fā)送的HELLO報文，說明環(huán)網(wǎng)狀態(tài)完整。為了防止環(huán)上的數(shù)據(jù)報文形成廣播環(huán)路，主節(jié)點阻塞其副端口。環(huán)網(wǎng)完整時的情況如 HYPERLINK l _bookmark8 圖3所示。圖3 完整狀態(tài)下的RRPP環(huán)環(huán)網(wǎng)故障檢測及處理機制環(huán)網(wǎng)故障可以通過兩種方式檢測出來：輪詢機制Link Down 通知機制輪詢機制主節(jié)點通過輪詢機制來主動檢測環(huán)網(wǎng)狀態(tài)：主節(jié)點周期性的從其主端口發(fā)送HELLO報文，依次經(jīng)過各傳輸節(jié)點在環(huán)上傳播。如果主節(jié)點在規(guī)定時間內(nèi)收不到自己發(fā)送的HELLO報文，認為環(huán)網(wǎng)發(fā)生鏈路故障。主節(jié)點將狀態(tài)切換到Failed狀態(tài)，放開副端口，并從主、副端口發(fā)送C

29、OMMON-FLUSH-FDB報文通知環(huán)上所有傳輸節(jié)點刷新MAC表項和ARP/ND表項。Link Down 通知機制節(jié)點總是在監(jiān)測自己的端口鏈路狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)端口Down將立即采取措施：當主節(jié)點主端口 Down 后，主節(jié)點直接感知鏈路故障，立即放開副端口，并從副端口發(fā)送 COMMON-FLUSH-FDB 報文通知環(huán)上所有傳輸節(jié)點刷新 MAC 表項和 ARP/ND 表項。當傳輸節(jié)點上的RRPP端口發(fā)生鏈路DOWN時，該節(jié)點將從與故障端口配對的狀態(tài)為UP的RRPP端口發(fā)送LINK-DOWN報文通知主節(jié)點（LINK-DOWN上報過程如 HYPERLINK l _bookmark9 圖 4所示）。主節(jié)

30、點收到LINK-DOWN報文后，放開副端口，立即將狀態(tài)切換到Failed狀態(tài)。由于網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)生改變，為避免報文定向錯誤， 主節(jié)點還需要刷新MAC 表項和 ARP/ND 表項，并從主、副端口發(fā)送COMMON-FLUSH-FDB報文通知所有傳輸節(jié)點刷新MAC表項和ARP/ND表項（主節(jié)點狀態(tài)向Failed狀態(tài)遷移過程如 HYPERLINK l _bookmark9 圖 5所示）。圖4 傳輸節(jié)點鏈路中斷上報示意圖圖5 主節(jié)點向Failed狀態(tài)遷移過程示意圖Link Down通知機制提供了比輪詢機制更快的環(huán)網(wǎng)故障處理機制，但是，如果LINK-DOWN報文在傳輸過程中不幸丟失了怎么辦？這時主節(jié)點的輪詢機

31、制就派上了用場。如果主節(jié)點在規(guī)定時間內(nèi)（這一時間由Fail定時器定義）仍沒有在副端口收到自己的HELLO報文，則認為環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障，對故障的處理過程與傳輸節(jié)點主動上報完全相同。環(huán)網(wǎng)故障恢復(fù)檢測及處理機制Transit block restored port temporarilyBBTransfer to preforwarding state & block restored portat Failed StatePSMaster傳輸節(jié)點端口恢復(fù)的瞬間，主節(jié)點還不能馬上知道這一信息，因此其副端口還處于放開狀態(tài)。這時如果傳輸節(jié)點立即遷移回Link-Up狀態(tài)，勢必造成數(shù)據(jù)報文在環(huán)網(wǎng)上形成瞬時環(huán)路，

32、因此處于Link-Down狀態(tài)的傳輸節(jié)點的主、副端口都恢復(fù)時，傳輸節(jié)點立即阻塞剛剛恢復(fù)的端口，遷移到Pre-forwarding狀態(tài)。傳輸節(jié)點端口恢復(fù)時的處理過程如 HYPERLINK l _bookmark10 圖6所示。此時整個環(huán)網(wǎng)并沒有恢復(fù)，環(huán)網(wǎng)恢復(fù)的過程是由主節(jié)點主動發(fā)起的。P - Primary PortS - Secondary Port B - Blocked PortData Packet Control Packet圖6 傳輸節(jié)點鏈路恢復(fù)處理過程示意圖環(huán)上所有鏈路恢復(fù)正常后，當處于Failed狀態(tài)的主節(jié)點重新收到自己發(fā)出的HELLO 報文，將阻塞副端口，將狀態(tài)遷移回Compl

33、ete狀態(tài)。由于RRPP環(huán)拓撲已經(jīng)改變， 主節(jié)點要刷新MAC表項和ARP/ND表項，并從主端口發(fā)送COMPLETE-FLUSH- FDB通知所有傳輸節(jié)點刷新MAC表項和ARP/ND表項。處于Pre-forwarding狀態(tài)的傳輸節(jié)點收到主節(jié)點發(fā)送的COMPLETE-FLUSH-FDB報文時，遷移到Link-Up狀態(tài)，這樣整個環(huán)網(wǎng)就恢復(fù)完成了。環(huán)網(wǎng)恢復(fù)的處理過程如圖 HYPERLINK l _bookmark11 7所示。圖7 環(huán)網(wǎng)恢復(fù)示意圖如果COMPLETE-FLUSH-FDB報文在傳播過程中丟失，還有一種備份機制來實現(xiàn)傳輸節(jié)點臨時阻塞端口的恢復(fù)。傳輸節(jié)點處于Pre-forwarding狀態(tài)

34、時，如果在規(guī)定時間內(nèi)（這一時間由Fail定時器定義）收不到主節(jié)點發(fā)來的COMPLETE-FLUSH- FDB報文，自行放開臨時阻塞端口，并刷新本節(jié)點MAC表項和ARP/ND表項，恢復(fù)數(shù)據(jù)通信。多域單環(huán)工作原理在同一個環(huán)網(wǎng)中，如果同時存在多個VLAN的數(shù)據(jù)流量，可以在同一個環(huán)網(wǎng)上配置多個RRPP域，不同RRPP域轉(zhuǎn)發(fā)不同VLAN（稱之為保護VLAN）的流量，實現(xiàn)不同VLAN的數(shù)據(jù)流量在該環(huán)網(wǎng)中有不同的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，從而達到負載分擔的目的。圖8 多域單環(huán)組網(wǎng)如 HYPERLINK l _bookmark12 圖8所示，Domain 1和Domain 2都配置Ring 1為主環(huán)，兩個RRPP域保護的VL

35、AN不同。Domain 1的Ring 1配置Device A為主節(jié)點；Domain 2的Ring 1配置Device B為主節(jié)點。通過配置，可以實現(xiàn)不同VLAN分別阻塞不同的鏈路，從而實現(xiàn)單環(huán)的負載分擔。相交環(huán)工作原理單域相交環(huán)工作原理單域?qū)崿F(xiàn)方式中，主環(huán)的實現(xiàn)原理與單環(huán)相同，子環(huán)主節(jié)點的檢測機制亦與單環(huán)相同。不同之處在于多環(huán)引入了SRPT檢查機制，在子環(huán)的2條SRPT全部中斷，子環(huán)主節(jié)點副端口放開之前，先阻塞邊緣節(jié)點的邊緣端口，以此來防止子環(huán)間形成數(shù)據(jù)廣播環(huán)路。關(guān)于SRPT檢查機制的詳細介紹請看“ HYPERLINK l _bookmark14 2.4.3 HYPERLINK l _book

36、mark14 SRPT狀態(tài)檢測原理”。另外，主環(huán)節(jié)點收到子環(huán)的COMMON-FLUSH-FDB或者COMPLETE-FLUSH-FDB報文時，都需要刷新MAC表項和ARP/ND表項；子環(huán)的COMPLETE-FLUSH-FDB 不會導(dǎo)致主環(huán)傳輸節(jié)點放開臨時阻塞端口。Domain 1Device ADevice BEdge nodeMaster nodeMaster nodeRing 1Ring 2Transit nodeDevice EDevice DDevice CAssistant edge node圖9 單域相交環(huán)組網(wǎng)多域相交環(huán)工作原理Device ADevice BDevice EDom

37、ain 1Ring 1Ring 2Domain 2Device DDevice C在同一相交環(huán)組網(wǎng)中，如果同時存在多個VLAN的數(shù)據(jù)流量，可以在同一相交環(huán)組網(wǎng)上配置多個RRPP域（每個RRPP域的工作原理同單域相交環(huán)工作原理），不同RRPP域轉(zhuǎn)發(fā)不同保護VLAN的流量，實現(xiàn)不同VLAN的流量在該環(huán)網(wǎng)中有不同的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，從而達到負載分擔的目的。圖10 多域相交環(huán)組網(wǎng)如圖 HYPERLINK l _bookmark13 10所示，Domain 1和Domain 2分別配置Ring 1和Ring 2為主環(huán)和子環(huán)，兩個域保護的VLAN不同。Domain 1的Ring 1配置Device A為主節(jié)點；D

38、omain 2的Ring 1配置Device D為主節(jié)點，Domain 1和Domain 2的Ring 2都配置Device E為子環(huán)主節(jié)點，但主副端口配成不同的。通過配置，可以實現(xiàn)不同VLAN的流量分別在子環(huán)和主環(huán)通過不同的鏈路，從而實現(xiàn)相交環(huán)的負載分擔。SRPT狀態(tài)檢測原理SRPT狀態(tài)檢測機制產(chǎn)生背景SRPT就是指子環(huán)協(xié)議報文在主環(huán)中的通道。RRPP協(xié)議理論上把主環(huán)看作是子環(huán)的一個邏輯節(jié)點，子環(huán)的協(xié)議報文通過主環(huán)透傳，主環(huán)將子環(huán)的協(xié)議報文（除了EDGE-HELLO報文）當作數(shù)據(jù)報文進行轉(zhuǎn)發(fā)。每個子環(huán)有2條SRPT，在 HYPERLINK l _bookmark1 圖1中分別為S3-S2和S

39、3-S4-S1-S2。在主環(huán)完整時，其主節(jié)點副端口處于阻塞狀態(tài)，只有S3-S2是通的。主環(huán)故障時，如果故障發(fā)生在S3-S4-S1-S2上，則S3-S2是通的；如果故障發(fā)生在S3-S2上，則S3-S4-S1-S2是通的；因此，在任意時刻，子環(huán)的2條SRPT中，最多只有1條是通的，這樣就避免了子環(huán)協(xié)議報文在主環(huán)中形成數(shù)據(jù)環(huán)路。如果子環(huán)的2條SRPT全部中斷時，子環(huán)主節(jié)點收不到自己發(fā)出的HELLO報文，于是Fail定時器超時，子環(huán)主節(jié)點放開副端口，這樣子環(huán)可以獲得最大的通信通路，且不會形成環(huán)路。圖11 單域多環(huán)組網(wǎng)SRPT故障時子環(huán)間數(shù)據(jù)環(huán)路示意圖但對于 HYPERLINK l _bookmark1

40、4 圖11所示的在實際應(yīng)用中采用較多的雙歸屬組網(wǎng)中，雙歸屬的兩個子環(huán)Ring 2和Ring 3借助邊緣節(jié)點和輔助邊緣節(jié)點相互連接，本身就形成了一個環(huán)路。當主環(huán)Ring 1上子環(huán)的2條SRPT全部中斷后，所有子環(huán)的主節(jié)點副端口放開，子環(huán)之間勢必形成數(shù)據(jù)環(huán)路（數(shù)據(jù)報文走向如箭頭所示）。為了消除這一缺陷，引入了SRPT狀態(tài)檢查機制。由邊緣節(jié)點和輔助邊緣節(jié)點配合圖12 單域多環(huán)SRPT狀態(tài)檢查機制結(jié)果示意圖完成SRPT的狀態(tài)檢查，當邊緣節(jié)點檢測到SRPT中斷后，在兩個子環(huán)主節(jié)點副端口全部放開之前，阻塞兩子環(huán)邊緣節(jié)點的邊緣端口，避免子環(huán)間形成數(shù)據(jù)環(huán)路。主環(huán)SRPT HYPERLINK l _bookma

41、rk15 故障后保護機制產(chǎn)生作用效果如圖12所示。SRPT狀態(tài)檢測機制工作過程邊緣節(jié)點是檢查活動的發(fā)起者和決策者，輔助邊緣節(jié)點是通道狀態(tài)的監(jiān)聽者，并負責在通道狀態(tài)改變時及時通知邊緣節(jié)點。整個機制的過程描述如下。檢查 SRPT 狀態(tài)子環(huán)的邊緣節(jié)點通過連入SRPT的兩個端口周期性向主環(huán)內(nèi)發(fā)送EDGE-HELLO報文，依次經(jīng)過環(huán)上各節(jié)點發(fā)往輔助邊緣節(jié)點，如 HYPERLINK l _bookmark16 圖13所示。如果輔助邊緣節(jié)點在規(guī)定時間內(nèi)能夠收到EDGE-HELLO報文，表明至少有1條SRPT正常，子環(huán)報文可以正常通過。反之，輔助邊緣節(jié)點如果收不到EDGE- HELLO報文，說明2條SRPT全

42、部中斷，子環(huán)報文無法通過。圖13 邊緣節(jié)點發(fā)送EDGE-HELLO報文SRPT 中斷，阻塞邊緣節(jié)點的邊緣端口輔助邊緣節(jié)點檢測到2條SRPT全部中斷后，立即從邊緣端口通過子環(huán)鏈路向邊緣節(jié)點發(fā)送MAJOR-FAULT 報文。如果此時子環(huán)上無故障， 邊緣節(jié)點能夠收到MAJOR-FAULT，立即阻塞自己的邊緣端口，如 HYPERLINK l _bookmark17 圖14所示；如果子環(huán)上存在故障， 邊緣節(jié)點的邊緣端口不會被阻塞。MAJOR-FAULT報文是周期性發(fā)送的，如果邊緣節(jié)點收到，其邊緣端口繼續(xù)阻塞； 如果在規(guī)定時間內(nèi)收不到報文，邊緣端口自行放開。圖14 邊緣節(jié)點響應(yīng)MAJOR-FAULT阻塞邊

43、緣端口示意圖子環(huán)故障，狀態(tài)遷移到 Failed由于子環(huán)的兩條SRPT全部中斷，因此子環(huán)協(xié)議報文無法在主環(huán)中透傳，主節(jié)點收不到自己發(fā)出的HELLO報文，于是，放開副端口，遷移到Failed狀態(tài)。如 HYPERLINK l _bookmark17 圖15所示。圖15 單環(huán)多域主環(huán)通道中斷導(dǎo)致子環(huán)Failed示意圖SRPT 恢復(fù)主環(huán)故障恢復(fù)的同時，子環(huán)的SRPT得到恢復(fù)，輔助邊緣節(jié)點不再報告MAJOR-FAULT報文。如果子環(huán)本身沒有故障，其主節(jié)點重新收到自己發(fā)出的HELLO報文，于是阻塞副端口，切換到Complete狀態(tài)，如圖 HYPERLINK l _bookmark18 16所示。圖16 子環(huán)

44、協(xié)議通道恢復(fù)示意圖子環(huán)恢復(fù)后，主節(jié)點會從主端口發(fā)送COMPLETE-FLUSH-FDB報文。邊緣節(jié)點收到報文后，如果其邊緣端口處于阻塞狀態(tài)，立即放開邊緣端口，全網(wǎng)通信恢復(fù)。如 HYPERLINK l _bookmark19 圖17所示。圖17 子環(huán)邊緣節(jié)點放開邊緣端口示意圖SRPT恢復(fù)時，如果此時子環(huán)存在故障，則子環(huán)無法恢復(fù)。此種情況下子環(huán)主節(jié)點不會發(fā)送COMPLETE-FLUSH-FDB報文，如果邊緣節(jié)點的邊緣端口處于阻塞狀態(tài)，該端口只能在Fail定時器超時后自行放開。環(huán)組機制在SRPT狀態(tài)檢查過程中，子環(huán)邊緣節(jié)點和輔助邊緣節(jié)點分別要持續(xù)頻繁地發(fā)送和接收EDGE-HELLO報文。如 HYPE

45、RLINK l _bookmark14 圖11所示的多個子環(huán)雙歸屬的組網(wǎng)中，如果分別配置S2和S3為Ring 2和Ring3的邊緣節(jié)點和輔助邊緣節(jié)點。S2上Ring 2和Ring 3都需要頻繁發(fā)送EDGE-HELLO報文，而S3 上Ring 2 和Ring3 都需要頻繁接收EDGE- HELLO報文。如果配置更多的子環(huán)，將會收發(fā)大量的EDGE-HELLO報文，勢必增加設(shè)備CPU的負荷。為了減少EDGE-HELLO報文的收發(fā)數(shù)量，引入了環(huán)組機制。在邊緣節(jié)點或輔助邊緣節(jié)點上配置的一組子環(huán)的集合作為一個環(huán)組。在邊緣節(jié)點上配置的環(huán)組稱為邊緣節(jié)點環(huán)組，在輔助邊緣節(jié)點上配置的環(huán)組稱為輔助邊緣節(jié)點環(huán)組。在邊緣節(jié)點配置的環(huán)組內(nèi)，只有域ID和環(huán)ID最小的激活子環(huán)才發(fā)送EDGE-H