ＲＰＲ技術淺析

2019-11-03 09:04:03

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供稿：網友

敏慧

　　近兩年來各種新一代的城域網技術層出不窮，其中彈性分組數據環（ＲＰＲ－ＲｅｓｉｌｉｅｎｔＰａｃｋｅｔＲｉｎｇＩＥＥＥ８０２．１７）技術以技術的先進性、投資的有效性、性能的優越性、支持業務的多樣性為城域網提供了一個很好的解決方案，受到了人們的青睞。

　　歷史上，ＳＯＮＥＴ已經成為人們選擇的傳輸方式，因為它不僅能夠恢復光纖的傳輸損耗，還能夠有效地支持環形拓撲結構。彈性分組數據環ＲＰＲ技術是為了滿足基于分組城域網的要求而設計的新型網絡體系結構和技術；是一種由分組交換節點組成的環形網絡，相鄰的節點通過一對光纖連接；其網絡拓撲是基于兩個相反方向傳輸的環。

　　一、ＲＰＲ的技術特點

　　１．傳輸帶寬的有效復用

　　傳統的ＳＯＮＥＴ網絡需要環帶寬的５０％作為冗余，ＲＰＲ則不然，它仍然保持類似于ＳＯＮＥＴＰＳ的保護機制，利用兩個反向旋轉的環來控制數據業務量，特別是采用了空間重用協議ｐａｔｉａｌＲｅｕｓｅＰｒｏｔｏｃｏｌ，簡稱ＳＲＰ）?？臻g重用是指在空間上沒有重復的業務流，各業務流可以互不影響地利用各自的線路帶寬。簡單地說就是正常情況下，數據在源節點和目標節點之間的最短弧上傳輸，并在同一時間內可以有多個節點相互通信。這樣，多個節點可以同時收發分組，提高了環帶寬的利用率，特別在環上節點數較多的情況下，帶寬的利用率改善尤為明顯。

　　為了大幅度提高數據業務傳輸的帶寬利用率，ＲＰＲ采用了下述四種帶寬復用方式：

?、澀h上任意節點上多個ＬＡＮ端口在入環時的統計復用和負載均衡過程中，使各節點能最大限度地利用入環帶寬。

?、澀h上各個節點共享環上帶寬的統計復用功能。

?、澆捎茫矊颖Ｗo倒換機制，無須預留保護帶寬。

　采用目的地剝離的ＲＰＲＭＡＣ協議，實現傳輸帶寬的空間再利用。

　?。玻焖俚沫h保護倒換（５０ｍｓ）功能

　　ＲＰＲ傳輸能夠提供５０ｍｓ的源路由保護，正常情況下，ＲＰＲ的兩根光纖都是工作光纖。當發生光纖中斷或節點故障時，節點光纖入口物理層設備檢測到錯誤，并將該信息通知ＭＡＣ層，把故障路徑方向的數據流切換到反方向光纖；同時發出一個控制信令分組通知其他節點，其余節點收到這個控制信令分組后，也把所有業務轉移到有效環上。ＲＰＲ的這種基于源路由的保護倒換機制，可以實現把數據轉換到最佳路徑上去。在保護切換過程中，會按照業務流的不同服務等級決定倒換次序和帶寬分配策略。

　　３．拓撲的自動發現

　　即環上各節點均知道環上其他節點的識別號以及相應的連接關系。每隔一段固定的時間或者當ＲＰＲ光纖環在初始化過程中加入或者刪除節點、某節點失效或光纖中斷而引發環保護倒換時，環上的節點向單環或雙環上發送拓撲發現分組來實現自動拓撲發現功能。其他節點接受到該拓撲發現分組后，把本節點的ＭＡＣ地址以及節點狀態（如是否處于倒換狀態等）附件在該分組后面，然后向下游節點轉發。如果節點在倒換狀態下，則分組被倒換到反向環上傳輸，其他節點收到倒換的拓撲發現分組后，如果分組中的環標記和當前環標記不同時，不在進行分組ＡＣ操作。

　　最后當發出拓撲發現分組的節點收到返回的分組時，把拓撲發現分組從環上剝離，同時根據分組中的信息計算更新本地的拓撲圖。最終ＲＰＲ環上每個節點詳細掌握著網絡的拓撲圖和每條鏈路的狀態。拓撲自動發現使得網絡初始化配置變地極其簡單，并避免了手工配置帶來的錯誤。拓撲自動發現功能是ＲＰＲ中各項主要功能的基礎，不僅對于路由尋找、保護倒換至關重要，同時也大大有利于網絡的ＯＡＭ。

　　４．接入控制與公平算法

　　由于ＲＰＲ環的統計復用性質，其帶寬的管理和控制是分布式的，即有各節點的控制算法來集體確定。為保證各節點的業務均有平等享有帶寬的權利，公平算法應使各節點入環的業務在存在競爭的情況下機會均等。同時為保證業務傳輸的ＱｏＳ，在進行接入控制時可根據ＩＥＥＥ８０２．１ｐ，設立各業務等級（ＣｏＳ）隊列，以保證各點的高等級業務優先于低等級業務。

　?。担唵蔚臉I務提供

　?。遥校业哪繕酥皇欠植际浇尤?。分布式接入、快速保護和業務的自動重建為節點的快速插入和刪除提供了即插即用機制。ＲＰＲ也是一項在環內使用共享寬帶的分組交換技術，每一個節點都知道環的可用容量。在傳統的電路交換模式下，全網絡型連接需要ｎ＾２－ｎ２（ｎ的平方減去ｎ的差除以２，ｎ為節點數）個點到點連接，而ＲＰＲ只須一個與環的業務連接，簡化了工作。

　　二、ＲＰＲ的實現方案

　　ＲＰＲ的具體實現方案可以分為三類：獨立式的基于２層的ＲＰＲ實現方案；基于路由器的單ＲＰＲ實現方案；基于ＭＳＴＰ的ＲＰＲ實現方案。

　　對于這三種ＲＰＲ的實現方案，均有廠家推出相應的產品。獨立式的基于２層的ＲＰＲ實現方案主要適用于ＩＰ城域網的接入層和匯聚層，是目前最成熟的一種解決方案。有的廠家將多協議標記交換（ＭＰＬＳ）技術、時鐘同步技術、ＣＷＤＭ技術和電視視頻廣播技術與這種２層的實現方案結合在一起，從而提供面向ＩＰ優化，并同時支持ＴＤＭ業務的寬帶多業務解決方案。

　　另外，有的廠家推出的基于２層的ＲＰＲ產品具有很強的組網能力，可以支持線性、相切環、相交環等拓撲以及雙節點互連（ＤＮＩ）跨環保護等，這些增強功能的基于２層的ＲＰＲ產品可以應用于小城市中的ＩＰ城域網的核心層。

　　三、ＲＰＲ的應用前景

　　ＲＰＲ在傳輸以數據為主的業務時，其帶寬利用率與ＳＯＮＥＴ技術相比可提高２－８倍，同時快速的環保護倒換及相應的ＱｏＳ機制又保證了數據業務傳輸的性能質量，使其成為面向數據的城域網的主要解決方案之一。隨著ＲＰＲ技術的不斷完善，其應用將越來越廣泛。

----《通信世界報》