高端交换机的弹性分组环技术实现

2019-11-05 01:34:17

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供稿：网友

　　RPR工作原理
　　弹性分组环技术(RPR) ，即Resili-ent Packet Ring，采用了一种全新的机制，在光纤上直接传输ip包，而其MAC层地址采用空间复用MAC地址。空间复用协议(SRP) ，即Spatial Reuse Protocol ，是一种与媒体无关的MAC层协议，可以用于各种物理层技术之上。典型的用法是由两根反向光纤组成SRP环，其中每一根光纤都可以用来传输数据和传输反方向的控制信号。
　　
　　为了区分两个环，将一个叫作内环(Inner Ring) ，另一个叫作外环(Out Ring) 。SRP运行时，在一个方向发送数据(下行流)，而在反方向的另一根光纤上传输控制信号(上行流)。两根光纤互为控制，因此共有两个上行流和两个下行流。这样，SRP便能最大限度地利用光纤的传输带宽。同时，由于控制信号不受数据流干扰(例如排队、突发拥塞等)，能够快速传输，从而为带宽的进一步优化和网络的高速自愈提供了保障。
　　
　　RPR技术优势
　　空间复用：一根光纤环可以分段传输数据，所以至少可以提供两倍的带宽。
　　
　　双环结构：两根光纤同时传输数据，使带宽得到两倍的提高。
　　
　　公平机制：RPR天生具有应用“公平算法”调整带宽使用的优势。所谓“公平算法”指的是一种机制，它给每个结点一个预先定义的、公平的带宽比例，也就是说没有了预先分配电路的限制。当没有拥塞时，RPR的带宽分配策略答应任意两个结点使用最大的环网带宽。这不同于SDH的固定电路方式，也比以太网对带宽的使用更有效率。
　　
　　能够进行有效的多播：RPR技术具有广播和组播的特性。对于单播流量，结点或者是剥离数据包，或者是进行转发。然而对于组播流量，结点要做的仅仅是接受并且转发数据包，直到源结点从环上剥离了该数据包。
　　
　　统计复用：网络带宽分段使用，且任意节点间富余的带宽可以被其他节点所使用，以成倍提高可用带宽。
　　
　　扩展性：一个环上的节点数可以最高至255，单端口速率可以最高至10Gbps ，地理范围可以像SDH一样扩展到足够的程度。
　　
　　自动拓扑发现功能：环上的节点通过固定的时间定期向单环或双环上发送拓扑发现分组来实现自动拓扑发现功能，其它节点接收到该拓扑发现分组后，把本节点的MAC地址以及节点状态附在该分组后面，然后向下游节点转发，最后当发出拓扑发现分组的节点收到返回的分组时，把拓扑发现分组从环上剥离，同时根据分组中的信息计算更新本地的拓扑图。
　　
　　可靠性：对于一个基于SDH的环网，假如光纤发生断连而要恢复，交换机会把出错信息分布到整个网络。在以太网环境下，这可以通过SpanningTree来实现。RPR协议通过“ Ring Wrap”来恢复，只有临近断连处的结点才需要做出反应。从内环倒换到外环上的流量通过相反的方向到达目的结点。不仅可以在50ms内切换光纤，而且由于它是IP-Aware的，不需要路由表的重新收敛。
　　
　　IP业务映射：可以直接映射和支持IP包的优先级，直接支持IP包的广播以及其他IP业务控制功能。
　　
　　新型的MAC机制：RPR定义了一种为城域网数据传输而优化的新的介质存取控制(MAC) 协议，面向数据链路层，因此物理层是开放的，可以和以太网、SDH、WDM等物理层标准兼容。
　　
　　即插即用：简单的环形结构和自动发现机制使网络设备的配置变得十分简单。例如，在一个网状网中，增加一个节点需配置2N个端口，而在一个环形网中，增加一个节点最多只需要配置一对端口。
　　
　　高性能价格比：一个RPR环上的每个设备永远只需要一对RPR端口(而点对点网状网中，每节点需N2个端口)，从而使网络扩容时不再需要增加更多端口，大大降低了网络成本。同时，RPR的高可靠性还大大降低了运行维护成本，并提高了生产效率。
　　
　　高端交换机的RPR实现
　　中兴通讯作为RPR联盟的成员，一直积极参与RPR标准的制定和讨论，跟随最新RPR的进展。在产品发展上，核心路由器和高端交换机等网络设备上全面支持RPR。 ZXR10 系列高端交换机是大容量的机架式的万兆以太网路由交换机。通过两级的硬件交换实现线速的各层交换。ZXR10 系列高端交换机支持各种重要的网络协议，支持多层交换机各种功能，具有完善的MPLS、VPN、NAT功能，后续版本增加对BAS和IPv6功能的支持。ZXR10 系列高端交换机不但提供了高密度以太接口，而且提供了10GPOS和RPR接口，适用于一类地区电信城域网的高级汇聚节点或二类地区电信城域网的核心节点，以及企业网、校园网、政务网的核心节点。

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