RPR以太环网功能
RPR技术原理
RPR技术原理及其应用引言RPR(ResilientPacketRing，弹性分组环)技术是为解决城域网中已大规模应用的SDH、ATM以及以太网技术的一些局限性而提出的。
SDH作为TDM通道，对分组业务的支持较差，资源利用率不高，用其组建城域网结构较复杂，很难做到带宽共享；ATM虽然在QoS等方面有一定优势，但其技术的复杂度导致了昂贵的价格和较高的信元开销，并且与网络的IP化发展不相一致；以太网技术作为一种廉价、相对简单的技术，虽然广泛应用于局域网中，但其缺乏有效的QoS、网络恢复与保护以及网管机制，远远不能满足电信运营的需要。
而RPR技术则结合了SDH与以太网技术的优势，通过使用环结构，实现带宽的共享与保护。
2 RPR技术简介RPR技术是一种在环型结构上优化数据业务传送的新型MAC层协议，能够适应多种物理层(如SDH、以太网、DWDM等)，可有效地传送数据、语音和图像等多种业务类型。
它融合了以太网技术的经济性、灵活性和可扩展性等特点，同时吸收了SDH环网的50ms快速保护的优点，并具有网络拓扑自动发现、环路带宽共享、公平分配、严格的业务分类(COS)等技术优势，目标是在不降低网络性能和可靠性的前提下提供更加经济有效的城域网解决方案。
下面我们就来了解一下RPR中的关键技术。
(1)帧结构RPR位于数据链路层(DataLink)，包括逻辑链路控制子层(LLC)、MAC控制子层、MAC数据通道子层。
LLC与MAC控制子层之间是MAC服务接口。
MAC服务接口支持把来自LLC的数据传送到一个或多个远端同样的逻辑链路控制子层。
MAC 控制子层执行与特定小环无关的数据寻路行为和维护MAC状态所需要的控制行为。
MAC控制子层与MAC数据通道子层之间发送或接收RPRMAC帧。
MAC数据通道子层则与某个特定的小环之间执行访问控制和数据传送。
物理层服务接口用于MAC 数据通道子层向物理媒介发送或从物理媒介接收RPRMAC帧。
RPR技术在轨道交通传输系统中的应用前景
技术应用、研究１轨道交通传输系统概述１．１传输系统业务需求传输系统是轨道交通通信系统中最重要的子系统，它为通信系统的各子系统以及其它自动控制管理系统提供信息通道。
传输的信息有语音、图像和数据等。
不同轨道交通线路根据本线各系统情况，对传输系统的业务需求会有一定的差异。
下面根据目前的一般情况，对轨道交通传输系统的业务需求列表分析，详见表１。
ＲＰＲ技术在轨道交通传输系统中的应用前景张志宇ＲＰＲ技术在轨道交通传输系统中的应用前景张志宇（铁道第四勘察设计院通号处武汉４３００６３）［摘要］阐述了轨道交通传输系统业务需求及主流的传输技术制式，介绍了ＲＰＲ传输技术的特点，分析ＲＰＲ传输技术的优势和制约其发展的主要因素。
应用基于城市轨道交通各系统需求及ＲＰＲ技术的现状，展望其应用前景。
［关键词］城市轨道交通传输系统ＲＰＲ系统名称业务类型业务需求附注专用电话实时２Ｍ多站共享２×２Ｍ公务电话实时２Ｍ车辆段按４×２Ｍ，停车场按２×２Ｍ无线通信实时２Ｍ按数字集群方式考虑有线广播语音实时，网管数据语音＋１０Ｍ语音与网管电视监视准实时数据，对时延要求较高３００Ｍ根据编码方式不同带宽有所不同时钟信息窄带实时ＲＳ４２２自动列车监控信息（ＡＴＳ）准实时数据１００Ｍ自动售检票信息（ＡＦＣ）准实时数据１００Ｍ综合监控系统（ＩＳＣＳ）准实时数据１０００Ｍ按集成ＦＡＳ、ＢＡＳ、ＰＩＤＳ考虑信息网络系统允许延时数据２×１００Ｍ通信系统网管／监控信息准实时数据１０Ｍ由上表可以看出轨道交通专用通信传输系统业务可分为以下３类：（１）２Ｍ实时业务：主要用于有线和无线交换机中继；（２）窄带实时业务：主要用于时钟、广播语音等低速数据信号；（３）宽带以太网业务：已经占据大部分的信息流量，以往地铁中常用的低速控制信息、电视监控图像信息已逐步转向数据业务。
不过，与常规的办公网络不同，轨道交通对以太网的可靠性、实时性有较高的要求。
MSTP、SDH+ATM、OTN、RPR四种技术的比较
MSTP、SDH+ATM、OTN、RPR四种技术的比较以下是我对四种常用于轨道交通传输组网技术的比较分析，不正之处欢迎指出，大家一起讨论：a)MSTPMSTP技术自问世以来已经发展到了第三代，它继承了SDH的一切优点，并与接入技术配合，能够很好地满足上述承载业务的特性要求。
MSTP技术具有下列特点：可以兼容PDH的网络体系，支持多种物理接口。
简化网络结构，支持多协议处理。
如：PPP、ML-PPP、LAPS、GFP等。
支持以太网业务透传、二层汇聚、二层交换，可实现对以太网业务的带宽共享以及统计复用、带宽管理和环路保护功能。
支持VP-Ring保护，可以和SDH的通道保护和复用段保护协同处理。
传输的高可靠性和自愈保护恢复功能。
MSTP继承了SDH的各种保护特性，实现99.99％的工作时间、硬件冗余、小于50ms的通道保护恢复时间，这些对提高服务质量至关重要。
具有622M、2.5G和10G平滑升级、扩容能力，并可与波分复用技术相结合，满足用户更大的带宽需求。
高度多网元功能集成，有效的带宽按需分配、管理。
支持弹性分组环（RPR）和多协议标志交换（MPLS）等新技术的应用。
技术的发展是永恒的，随着弹性分组环（RPR）、多协议标志交换（MPLS）等新技术在MSTP平台上的应用日趋成熟，MSTP技术在网络保护、带宽按需分配、流量控制等方面更具有优势。
第三代MSTP技术最明显的特点是引入了RPR over SDH，以及引入MPLS保证QoS并解决接入带宽公平性的问题，支持虚级联和链路容量自动调整（LCAS）机制，支持多点到多点的连接。
综上所述，MSTP技术可实现城市轨道交通系统通信网络和业务的综合化和一体化。
既简化了网络层次，提高了带宽的使用效率，又降低了通信系统的运营维护成本，可供选择的厂家较多，主要有阿尔卡特、马可尼、ECI、朗迅、北电网络、泰乐、中兴、华为等。
MSTP 技术已经成为轨道交通通信网传输系统制式的选择之一。
RRPP简介
RRPP概述介绍RRPP的基本概念城域网和企业网大多采用环网来构建以提供高可靠性，但环上任意一个节点发生故障都会影响业务。
环网采用的技术一般是RPR或以太网环。
RPR需要专用硬件，因此成本较高。
而随着以太网环的日趋成熟，成本低廉，城域网和企业网采用以太网环的趋势越来越明显。
目前，解决二层网络环路问题的技术有RSTP/MSTP和RRPP（Rapid Ring Protection Protocol）。
RSTP/MSTP应用比较成熟，但收敛时间在秒级。
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恢复环网上各个节点之间的通信通路。
相比其他以太环网技术，RRPP具有以下优势。
∙收敛时间与环网上节点数无关，可应用于网络直径较大的网络。
∙在以太网环完整时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。
∙成本低。
Hello和Fail定时器RRPP检测以太网环的链路状况时，主节点根据Hello定时器发送Hello报文，根据Fail定时器判断副端口是否收到Hello报文。
∙Hello定时器值规定了主节点从主端口发送Hello报文的周期。
∙Fail定时器值规定了从副端口上接收到2次Hello报文的最大时间间隔。
RRPP多实例在RRPP组网中，一个环上只能有一个主节点。
当主节点处于Complete状态时，被阻塞的副端口会阻止所有用户报文通过。
这样，所有用户报文在RRPP环上通过一条路径传输。
主节点副端口侧的链路空闲，造成带宽浪费。
RRPP多实例基于域实现。
在一个域中，所有端口、节点角色、拓扑都遵循基本的RRPP原则。
与RRPP不同的是，RRPP多实例在一个RRPP环上可以存在多个域。
一个域内可以包含一个或多个实例，每个实例代表一个VLAN范围。
这些包含在域中的VLAN，称为RRPP域的保护VLAN。
RPR与MSTP技术
RPR与MSTP技术减肥药排行榜网 提供，请勿转载基于RPR的光以太网RPR技术在上2.3节中已经介绍过了。
EoRPR(Ethernet over RPR)，是通过弹性分组环RPR来承载以太网。
图2是EoRPR过程示意。
当以太网的MAC帧进入到RPR环网节点（图2中A、B、C、D）设备时，RPR成帧器将根据以太网的速率选择合适的容器进行映射和封装，并将其并入到主环的RPR数据流中，多余的带宽仍用于SDH/SONET业务。
环上节点上、下业务的带宽颗粒度可细分到1Mbps。
EoRPR支持自动拓扑发现，可实时地定位环网上的节点及动态地确定目的节点和源节点之间的最短路径，且仅使用与最短路径相关的节点设备与路径带宽。
与此同时，其余节点和路径仍可用于其他业务。
由于RPR对上层协议透明，再加上以太网对各种应用的普遍适应性，EoRPR可以高效率地支撑多种不同的业务和应用，包括多媒体应用。
图2 Ethernet over RPR传统的以太网采用的是"尽力而为"的传送机制，能够很好地适应数据业务的突发性传输要求，具有良好的扩展性；缺点是无QOS保证，保护倒换能力差。
SDH设备具有小于50ms 的保护倒换时间，具有良好的QOS性能，但是SDH采用的是面向语音的TDM传输方式，传送数据业务时效率不高。
EORPR综合了千兆以太网的经济性、SDH具有对延时和抖动的严格保障、可靠的时钟和50ms环保护和恢复等优点。
EORPR方案解决了传统的SDH环带宽资源浪费的问题。
因为在EORPR中，SDH环上两个方向的带宽资源都被充分利用了。
同时，SDH利用空间重用和统计复用技术，进一步提高了带宽利用率。
光以太网小结由于以太网在局域网中的巨大成功以及其在成本、可扩展性、易用性、对IP应用普遍支撑方面的优势，未来的城域网极有可能以光以太网的模式为主。
IP网络是否可以一统天下？--MP net以上所有的分析都是以"将来的网络是IP数据网"为前提的。
应用MSTP解决RPR环路问题
以是 另 一个 Ｒ Ｒ环 网或其 他 类型 的 网络。 图 １所 示都 是单 Ｐ
点 接入 ＲＰ Ｒ环 网 ， 实际 组 网为 提高 可 用性 ， 常 见双 点 （ 也 负
Ｒ Ｒ ３［］ 】Ｒ ｓｌ ｎ ａ ｋ ｔ ｉｇ， 性 分 组 环。 由 Ｐ ［］ ［ ： ｅ ｉ ｔＰ ｃ ｅ ｎ 弹 ４５ ｉ ｅ Ｒ ＩＥ ０ ．７ ２ ０ Ｅ Ｅ８ ２１ － ０ ４规 范定 义 的一种 由两 个传 输 方 向相 反 的
不会造成 所承载 的 以太 网通信产 生链路环路 的 问题 。 但 如果 图 １中 Ｃ站 点的 Ｖａ ０ ｌｎ２ ０子 网与 Ｄ站点 的 Ｖａ ｌ ｎ
１ 基 础知 识
１ １ Ｓ Ｉ ＲＳ Ｉ ＭＳ ｌ ． Ｐ／ Ｐ／ Ｐ
２ ０子 网之 间， 建一 条备份 链路 （ ０ 再 虚线 连接 所示意 ）则 Ｃ ， 、
路 ， 个广 播报 文 ， 能在 Ｃ、 一 就 Ｄ站 点及其 Ｖａ ２ ０的子 网内 ｌｎ ０ 引 发广 播风 暴 ， 此广 播 风暴还 通过 Ｒ Ｒ环 网 的传输 ， Ｐ 引发对
其他 ＲＰ Ｒ站点 的广 播报 文攻 击。 既使打 开 所有 的 以太 网接
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的 “ ｒｐ ｓ ｌ Ａ ｒｅ ｎ ”握 手 协 商 方 式 为 生 成 树 协 议 提 Ｐ ｏ ｏ ａ ＆ ｇｅ ｍｅ ｔ
太 口， Ｔ ＭＳ Ｐ还是 无法检测到环 路的 存在 。
供 快 速 收敛 机 制 ， 使得 以太 网 的链 路 收敛 在 １ 它 Ｓ～ １ ｓ内 ０
完成 ， 大大提高 了 网络 的可靠 及稳定性 。
据 转发 。
RPR环网在矿山企业中的应用
RPR环网在矿山企业中的应用随着时代的发展，资源产业在经济中比重不断加大，这就对资源企业的管理提出了更高的要求。
鞍钢集团矿业公司作为亚洲最大的铁矿石矿山企业，确定了利用信息化手段提升企业管理水平的战略目标。
在鞍钢集团矿业公司的信息化建设过程中，网络建设水平是最为重要的基础。
鞍钢集团矿业公司现有行政单位共有50余个，主要分布在鞍山地区和辽阳的弓长岭地区，还有一小部分在大连地区和朝阳地区以及辽阳的灯塔。
鞍山地区主要分为四大片生产单位（齐大山地区、眼前山地区、大孤山地区、东鞍山地区）和中心地区。
矿业公司的网络主要是从2000年开始断断续续发展起来的，由于矿业公司各单位覆盖广，原有星型网络故障率高、排查故障点难、维护难等勉强维持使用。
矿业公司计算机网络仅有一套网络系统，主要承载的业务有生产管理系统、质量管理系统、财务管理系统、物质管理系统、各门户网站及oa系统等，且承担着视频会议系统、视频监控系统等数据传输任务。
如果建立几套业务独立的计算机网络不仅投资很大，还有网络建设周期长、覆盖面广、维护人员又很馈乏，几套网络同时运行，维护量巨大，影响网络的稳定运行等等问题。
并且矿业公司正在进行erp建设，这就更需要一个安全、稳定、高速并具有一定前瞻性的数据通信网络。
矿业公司网络如能建立一套网络，承载多种独立而互不干扰的业务，将是最佳方案。
经过矿业公司技术人员与华三工程师多翻考查、论证，最终决定放弃星型的组网方式，采用国内先进的环网技术rpr，组建rpr 环网的方案。
在rpr环网上不仅支持多业务分离、预留带宽、解决数据冗余，还有故障自愈保护、抵御病毒入侵和恶意攻击、可扩展性强、易管理、易维护性等特点。
rpr（resilient packet ring）弹性分组数据环技术集ip的智能化、以太网的经济性和光纤环网的高带宽效率、可靠性于一体的组网方案。
rpr是ip技术与光网络技术直接融合的产物，它源于客户对ip业务发展的需求，顺应最新的技术潮流，为ip城域网的建设带来了一套低成本、高品质的解决方案。
弹性分组环（RPR）协议简介
弹性分组环（RPR）协议简介 ⼀、前⾔ IP技术的发展，使得数据业务逐渐成为主要的通信流量，这对城域⽹(MAN)和⼴域⽹(WAN)都提出了更⾼的带宽要求。
对于建⼀个好的MAN来说，有两个要求：⾸先，要有⼀个价格合理的、扩展性好的解决⽅案来适应不断膨胀的IP流量和光纤带宽的增长；其次，要有新的通⽤功能部件和技术来满⾜现有的需要。
但传统的城域⽹和⼴域⽹是为使⽤SONET/SDH电路交换的话⾳和视频⽽设计和优化的。
在传统的电路交换⽹络上传输数据已被证明不是有效的⽅法，该⽅法复杂⽽且昂贵。
IP领域很早就认识到了环形⽹络结构的价值，并已在这⽅⾯作了⼤量努⼒，发展了象令牌环和光纤分布数字接⼝(FDDI)这样的解决⽅案；但这些⽅案却⽆法满⾜IP流量和光纤带宽增长的需要，也⽆法满⾜在拥塞情况下维持⾼的带宽利⽤率和转发量、保证节点间的平衡、迅速从节点或传输媒体故障中恢复、可即插即⽤等IP传输和业务传递发展的需要。
因此，像令牌环和FDDI这样的环形⽹并不适合⽤于城域⽹。
服务提供商和企业需要⼀种扩展性好、能够健壮地应⽤在城域⽹和⼴域⽹上、以千兆的速度传输IP信息包的技术。
因此，2000年11⽉正式成⽴了IEEE’s 802.17 弹性分组数据环⼯作组(RPRWG)，希望开发⼀个RPR (Resilient Packet Rings) MAC标准，优化在LAN、MAN和WAN拓扑环上数据包的传输。
⼆、RPT的主要⽬标 弹性分组数据传送RPT(Resilient Packet Transport)是基于RPR环形结构的⼀种带空间复⽤的传输⽅式，是⼀种全新的千兆IP直接Over光纤技术。
RPT技术吸收了千兆以太⽹的经济性，SDH对延时和抖动严格保障、可靠的时钟和50ms环⽹保护特性。
RPT具有空间复⽤机制，可同MPLS相结合，简化IP前传，同时具有第三层路由功能，基于RPT技术的设备可以承载具有突发性的IP业务，同时⽀持传统语⾳传送，是适⽤于中⼩型城域⽹⾻⼲到接⼊的技术。
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RPR以太环网功能
基于SDH的多业务传送节点的以太环网功能，是指在SDH环路中分配指定的环路带宽用来传送以太网业务。
要求具有如下具体功能：1）以太网环路的传输链路带宽可配置；
华为公司Metro 设备提供弹性分组环功能（RPR），在2.5G的传输通道上可配置2个弹性分组环，其中每个弹性分组环由4个VC4通道组成，组成622M 双向环路承载RPR环路，实现以太业务的接入和汇聚。
2）以太网环路带宽的统计复用功能；
华为公司Metro 设备提供的弹性分组环（RPR）具备环网带宽统计复用功能，在RPR环路中的带宽可由接入该环路的所有节点动态公平共享。
环路对于业务流是统计复用的，各业务流可以共享环路带宽。
对于需要有质量保障的业务流确保优先传送（对应高优先级），但对于不需要带宽保障的业务流是公平共享环路带宽的（对应低优先级）。
对于低优先级的业务流来说，是加权公平共享环路带宽的。
公平算法实现了带宽的公平接入,简化了流量配置,提高了服务质量:参照下图,高优先级业务不参与公平算法, 完全由人工来配置, 站点C到站点D有20M的高优先级业务,站点C到站点E 有50M的高优先级业务,站点D到站点F有100M的高优先级业务;
低优先级的业务参与公平算法,根据环路剩余带宽自动调节带宽. 假设站点B,站点C,站点D 接入的低优先级业务分别是180M,350M,270M. 那么这个环路的瓶颈在于站点D到站点E之间( 50M +100M +133M +133M + 133M = 550M的环路总带宽),通过带宽的调节,很快达到平衡,因此站点B到站点E有133M的低优先级业务, 站点C到站点F有133M的低优先级业务,站点D到站点G有133M的低优先级业务.
由此可见环路流量的公平算法提高了环路的带宽使用效率, 大大减轻了人工配置管理低优先级业务的劳动量。
如果是ETRing组网，如果出现个别站点阻塞，会要造成其他站点低优先级业务大幅度抖动的现象，给用户的看法就是网络不稳定。
RPR环路基本没有这种低优先级业务的大幅度抖动。
ͼ1 公平算法实现了公平接入,简化了流量配置,提高了服务质量
3）以太网环路中各节点端口带宽的动态分配；
弹性分组环的环路带宽可由接入该环路的各节点端口动态共享，而且可支持环路上业务的优先级划分，可按高低优先级进行带宽分配，优先保证高优先级业务的带宽，同一优先级业务对于环路带宽公平共享。
4）以太网环路的保护倒换功能。
利用RPR中的拓扑控制及发现报文，可实现业务层面的快速倒换，倒换时间达到电信级标准(<50ms)，网络倒换稳定后达到业务路由重新优化。
其工作原理如下图所示：
S0通过检测发现S0到S5之间的光纤出现断裂，通过控制报文通告所有的站点。
通过拓扑发现，所有站点重新获得最新的网络拓扑，并根据这个信息刷新RPR路由表。
路由表经过正确刷新以后，以前经过断裂光纤的业务重新路由。
稳定态的网络拓扑如下图所示：
4）板件介绍
RPR环路的功能实现采用处理板和接口板分离的方式，通过更换不同规格的10M/100M/1000M物理层接口板，可以为SSB1ER4提供两种对外Ethernet接口板：其中ERG2提供两个GE口；ERM9提供一个GE口，八个FE口；这可以方便用户选用接口。
在SDH平台基础上，SSB1ER4板通过RPR技术构建OptiX 2500+城域网传输系统中的RPR环路，该板是RPR环路的核心，该板最大提供2 路1000Mbp
Ethernet接入；下图为SSB1ER4板和外围单板的关系：
ͼ1 ER4板和外围单板的关系。