多層快速環(huán)網(wǎng)保護技術(shù)MRPP白皮書20070910概要

1、以太網(wǎng)建網(wǎng)模式的重大革新-多層快速環(huán)網(wǎng)保護技術(shù)(MRPP) 白皮書神州數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)有限公司目 錄1.縮寫和術(shù)語12.需求背景13.MRPP環(huán)技術(shù)概述14.MRPP銷售方案概述14.1方案一24.2方案二24.3方案三34.4方案四54.5四種主流方案對比表65.MRPP技術(shù)方案的特色61. 縮寫和術(shù)語MRPP （Multi-layer Ring Protection Protocol）“多層環(huán)網(wǎng)保護協(xié)議”2. 需求背景隨著數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展，以IP為核心的以太網(wǎng)為多種業(yè)務(wù)的融合提供了很好的開放性和相對低廉的建設(shè)成本，所以越來越受到企業(yè)IT建設(shè)者和各大運營商的重視。目前，以太網(wǎng)不但在企業(yè)園區(qū)網(wǎng)占據(jù)了

2、統(tǒng)治地位，還逐步向城域網(wǎng)甚至廣域網(wǎng)領(lǐng)域滲透。以太網(wǎng)環(huán)境需要利用備份的鏈路快速取代發(fā)生故障的鏈路，以保障數(shù)據(jù)的通信不受影響，特別是在語音、視頻、數(shù)據(jù)融合的網(wǎng)絡(luò)中，百毫秒級甚至十毫秒級恢復(fù)能力，已經(jīng)成為承載網(wǎng)的基本要求。在這種需求背景下，神州數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)有限公司在對以太網(wǎng)的深刻理解和技術(shù)積累的基礎(chǔ)之上，推出了新一代快速環(huán)網(wǎng)保護技術(shù)-MRPP。MRPP的全稱是 Multi-layer Ring Protection Protocol“多層環(huán)網(wǎng)保護協(xié)議”，是在傳統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)保護協(xié)議的基礎(chǔ)上，引入環(huán)的層次(layer)概念，每個層次中提供多個同級別的以太環(huán)網(wǎng)，多層以太環(huán)網(wǎng)共同實現(xiàn)從核心到匯聚的快速收斂。MRPP

3、在不同的Layer中實現(xiàn)鏈路的快速恢復(fù)，和生成樹協(xié)議相比，具有收斂速度快、協(xié)議計算簡單、占據(jù)系統(tǒng)資源少、組網(wǎng)理念清晰簡潔等優(yōu)勢，可有效提高以太網(wǎng)運營的可靠性。3. MRPP環(huán)技術(shù)概述MRPP是一個用于以太網(wǎng)環(huán)路保護的鏈路層協(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(fēng)暴，而當(dāng)以太網(wǎng)環(huán)上一條鏈路斷開時能迅速恢復(fù)環(huán)網(wǎng)上各個節(jié)點之間的通信通路。以太網(wǎng)內(nèi)的部分交換機連接成一個MRPP環(huán)，MRPP的主節(jié)點阻塞其副端口，以保證該鏈路的暢通，且防止鏈路不成為環(huán)路。在該環(huán)上任意一個節(jié)點的端口（需是接入該環(huán)路的端口）發(fā)生Down事件時，MRPP協(xié)議會在這種情況下立即打開其主節(jié)點的副端口，從而保證了整個鏈路

4、的暢通，保證了數(shù)據(jù)通信不被中斷。而在發(fā)生Down事件的節(jié)點Up之后，MRPP協(xié)議會重新阻塞其副端口，恢復(fù)MRPP協(xié)議運行時的初始狀態(tài)。4. MRPP建網(wǎng)方案概述神州數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)的MRPP是一個完整的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方案，有四種主要的方案架構(gòu)：4.1 方案一 圖1 方案一拓?fù)洌汉诵沫h(huán)（每個樓或分區(qū)通過1臺核心交換機入環(huán)）+ 樓或分區(qū)內(nèi)N臺接入交換機星型連接主要技術(shù)點：環(huán)上起MRPP，啟動OSPF等高級路由協(xié)議。主要優(yōu)點：組網(wǎng)簡單，一個層(Layer)，一個環(huán)，環(huán)下簡單接入。4.2 方案二 圖2 方案二網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌汉诵沫h(huán)（每個樓或分區(qū)通過2臺核心交換機入環(huán)）+ 樓或分區(qū)內(nèi)N臺接入?yún)R聚層交換機雙歸屬上聯(lián)。主要技術(shù)

5、點：環(huán)上起MRPP，啟動OSPF等高級路由協(xié)議。環(huán)下雙歸屬，MSTP執(zhí)行vlan負(fù)載分擔(dān)，VRRP執(zhí)行三層路由分擔(dān)。主要優(yōu)點：組網(wǎng)相對簡單，一個層(Layer)，一個環(huán)，環(huán)下雙歸屬接入，核心環(huán)接入點實現(xiàn)雙備份。解決了方案一中有可能存在單點故障的危險。4.3 方案三 圖3 方案三網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌旱谝粚樱╨ayer 1）：核心環(huán)第二層（layer 2）：分區(qū)A、分區(qū)B內(nèi)N臺核心匯聚交換機各自成為MRPP環(huán)。多個MRPP環(huán)形成layer 2。（如果要擴展，還可以增加第三層。）環(huán)外接入：分區(qū)B內(nèi)某子區(qū)域（如樓甲）采取雙歸屬接入Layer 2。Layer 1 和layer 2之間采取單歸屬上聯(lián)，走三層流量。主

6、要技術(shù)點：Layer1的環(huán)上起MRPP，啟動OSPF等高級路由協(xié)議。Layer2的各個環(huán)起MRPP，啟動OSPF、RIP等路由協(xié)議。各環(huán)上的接入設(shè)備啟VRRP。 層內(nèi)（環(huán)內(nèi)）跑二層流量，層與層之間跑三層流量，并通過OSPF路由鏈路備份。接入環(huán)的網(wǎng)絡(luò)部分，可以采取星型連接，也可以采取雙歸屬接入。后者可通過MSTP執(zhí)行二層vlan負(fù)載分擔(dān)，通過VRRP執(zhí)行三層路由分擔(dān)。主要優(yōu)點：層次多，更好的發(fā)揮了層的擴展性。層與層間三層隔離。接入?yún)R聚環(huán)的節(jié)點有冗余。很好的解決了方案二中擴展性不好的問題。4.4 方案四圖4 方案四網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌旱谝粚樱╨ayer 1）：核心環(huán)第二層（layer 2）：分區(qū)A、分區(qū)B內(nèi)

7、N臺核心匯聚交換機各自成為MRPP環(huán)。多個MRPP環(huán)形成layer 2。（如果要擴展，還可以增加第三層。）環(huán)外接入：分區(qū)B內(nèi)某子區(qū)域（如樓甲）采取雙歸屬接入Layer 2。Layer 1 和layer 2之間采取雙歸屬上聯(lián)，走三層流量。主要技術(shù)點：Layer1的環(huán)上起MRPP，啟動OSPF等高級路由協(xié)議。Layer2的各個環(huán)起MRPP，啟動OSPF、RIP等路由協(xié)議。各環(huán)上的接入設(shè)備啟VRRP。 層內(nèi)（環(huán)內(nèi)）跑二層流量，層與層之間跑三層流量，并通過OSPF路由鏈路備份。接入環(huán)的網(wǎng)絡(luò)部分，可以采取星型連接，也可以采取雙歸屬接入。后者可通過MSTP執(zhí)行二層vlan負(fù)載分擔(dān)，通過VRRP執(zhí)行三層路由

8、分擔(dān)。不同環(huán)Layer之間的多條鏈接必須采取不同的Vlan ID。主要優(yōu)點：層次多，可擴展性好。層與層間三層隔離。接入?yún)R聚環(huán)的節(jié)點有冗余。層與層之間亦保證節(jié)點冗余。4.5 四種主流方案對比表5. MRPP技術(shù)方案的特色1）多層多重環(huán)將網(wǎng)絡(luò)從核心到匯聚到接入，分為多個層。層內(nèi)每個相對獨立的客戶區(qū)域內(nèi)都可以再建環(huán)，即：多個層，層內(nèi)多個環(huán)。這樣全網(wǎng)均可實現(xiàn)快速收斂，而且上聯(lián)帶寬也足夠?qū)?，這種模型比起相切環(huán)和相交環(huán)模型來，具備更高的可靠性和更大的帶寬。2）MRPP和VRRP、OSPF技術(shù)結(jié)合，同時實現(xiàn)二、三層的冗余備份和快速收斂。MRPP實現(xiàn)的是二層的冗余，VRRP和OSPF實現(xiàn)的是三層的冗余。環(huán)網(wǎng)以

9、下的星型網(wǎng)絡(luò)，采取VRRP備份，不同層之間，采用OSPF冗余技術(shù)。這樣，全網(wǎng)從L2到L3均實現(xiàn)冗余，有效的保證了用戶網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行。3）既保障鏈路的可靠性；又保障節(jié)點的可靠性傳統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)技術(shù)解決的是鏈路失效的問題，不能解決節(jié)點失效的問題。MRPP整體方案通過環(huán)環(huán)之間的雙交叉連接，以及環(huán)下的雙歸屬接入，結(jié)合VRRP、OSPF等，就可解決節(jié)點失效的問題。同時本方案融合了環(huán)、OSPF、VRRP等多種技術(shù)，是一種新型、高級的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。4）組網(wǎng)層次清晰，每個環(huán)獨立，便于擴展，收斂快速核心層組成一個大環(huán)，下層的每個區(qū)域內(nèi)自成一環(huán)，依次類推。層次非常清晰，便于擴充。同時環(huán)環(huán)之間通過L3和OSPF互聯(lián)。這樣的模

10、型便于擴展，收斂快速，每個環(huán)的收斂速度可達(dá)50毫秒級。由于環(huán)環(huán)之間采取三層隔離，所以不會發(fā)生相互影響收斂的事情。除非發(fā)生多處鏈路連續(xù)斷裂（幾率非常低），大多數(shù)情況下（統(tǒng)計平均），全網(wǎng)的收斂速度可與單環(huán)收斂速度媲美。5）層內(nèi)跑二層流量，層間做三層轉(zhuǎn)發(fā)，隔離安全威脅每個層內(nèi)的環(huán)跑的是純L2流量，當(dāng)需要做三層轉(zhuǎn)發(fā)時流量會出環(huán)，進(jìn)入新的層次。這樣每個獨立區(qū)域（環(huán)）發(fā)生的安全威脅如病毒、廣播風(fēng)暴、二層攻擊等行為不會危及其他區(qū)域。6）適應(yīng)Vlan負(fù)載分擔(dān)，適應(yīng)多重VRRP組接入層VLAN負(fù)載分擔(dān)是目前比較常用的技術(shù)；MRPP整體解決方案可以適應(yīng)這種實際需要，即在接入層啟動MSTP。同時可以在MRPP環(huán)上的

11、2個設(shè)備之間互起多重“VRRP組”。7）節(jié)省VLAN資源城域網(wǎng)、園區(qū)核心層的VLAN ID都是緊缺資源。神州數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)的MRPP環(huán)的控制Vlan ID只是一個虛的ID而已，不占用實際的VLAN。6. MRPP的典型應(yīng)用1、 城域網(wǎng)應(yīng)用場景圖5 MRPP在城域網(wǎng)中的應(yīng)用MRPP已逐級滲透到城域組網(wǎng)當(dāng)中，我們采用二層MRPP的形式來構(gòu)建城域網(wǎng)絡(luò)，第一層在核心部署MRPP，第二層，在匯聚的區(qū)、縣等地部署二層MRPP。這是一種層次多，具備良好擴展性的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如果有需要，還可以擴展三層MRPP。推薦采用神碼的DCRS-7600構(gòu)建核心，DCRS-5950構(gòu)建匯聚，DCRS-5200或DCS-3950做接入，形成完