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高端交換機的彈性分組環(huán)技術實現(xiàn)

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RPR工作原理
彈性分組環(huán)技術(RPR) ， 即Resili-ent Packet Ring ， 采用了一種全新的機制 ， 在光纖上直接傳輸IP包 ， 而其MAC層地址采用空間復用MAC地址 ?？臻g復用協(xié)議(SRP) ， 即Spatial Reuse Protocol ， 是一種與媒體無關的MAC層協(xié)議 ， 可以用于各種物理層技術之上 。典型的用法是由兩根反向光纖組成SRP環(huán) ， 其中每一根光纖都可以用來傳輸數(shù)據(jù)和傳輸反方向的控制信號 。
為了區(qū)分兩個環(huán) ， 將一個叫作內環(huán)(Inner Ring) ， 另一個叫作外環(huán)(Out Ring)。SRP運行時 ， 在一個方向發(fā)送數(shù)據(jù)(下行流) ， 而在反方向的另一根光纖上傳輸控制信號(上行流) 。兩根光纖互為控制 ， 因此共有兩個上行流和兩個下行流 。這樣 ， SRP便能最大限度地利用光纖的傳輸帶寬 。同時 ， 由于控制信號不受數(shù)據(jù)流干擾(例如排隊、突發(fā)擁塞等) ， 能夠快速傳輸 ， 從而為帶寬的進一步優(yōu)化和網(wǎng)絡的高速自愈提供了保障 。
RPR技術優(yōu)勢
空間復用：一根光纖環(huán)可以分段傳輸數(shù)據(jù) ， 所以至少可以提供兩倍的帶寬 。
雙環(huán)結構：兩根光纖同時傳輸數(shù)據(jù) ， 使帶寬得到兩倍的提高 。
公平機制：RPR天生具有應用“公平算法”調整帶寬使用的優(yōu)勢 。所謂“公平算法”指的是一種機制 ， 它給每個結點一個預先定義的、公平的帶寬比例 ， 也就是說沒有了預先分配電路的限制 。當沒有擁塞時 ， RPR的帶寬分配策略答應任意兩個結點使用最大的環(huán)網(wǎng)帶寬 。這不同于SDH的固定電路方式 ， 也比以太網(wǎng)對帶寬的使用更有效率 。
能夠進行有效的多播：RPR技術具有廣播和組播的特性 。對于單播流量 ， 結點或者是剝離數(shù)據(jù)包 ， 或者是進行轉發(fā) 。然而對于組播流量 ， 結點要做的僅僅是接受并且轉發(fā)數(shù)據(jù)包 ， 直到源結點從環(huán)上剝離了該數(shù)據(jù)包 。
統(tǒng)計復用：網(wǎng)絡帶寬分段使用 ， 且任意節(jié)點間富余的帶寬可以被其他節(jié)點所使用 ， 以成倍提高可用帶寬 。
擴展性：一個環(huán)上的節(jié)點數(shù)可以最高至255 ， 單端口速率可以最高至10Gbps ， 地理范圍可以像SDH一樣擴展到足夠的程度 。
自動拓撲發(fā)現(xiàn)功能：環(huán)上的節(jié)點通過固定的時間定期向單環(huán)或雙環(huán)上發(fā)送拓撲發(fā)現(xiàn)分組來實現(xiàn)自動拓撲發(fā)現(xiàn)功能 ， 其它節(jié)點接收到該拓撲發(fā)現(xiàn)分組后 ， 把本節(jié)點的MAC地址以及節(jié)點狀態(tài)附在該分組后面 ， 然后向下游節(jié)點轉發(fā) ， 最后當發(fā)出拓撲發(fā)現(xiàn)分組的節(jié)點收到返回的分組時 ， 把拓撲發(fā)現(xiàn)分組從環(huán)上剝離 ， 同時根據(jù)分組中的信息計算更新本地的拓撲圖 。
可靠性：對于一個基于SDH的環(huán)網(wǎng) ， 假如光纖發(fā)生斷連而要恢復 ， 交換機會把出錯信息分布到整個網(wǎng)絡 。在以太網(wǎng)環(huán)境下 ， 這可以通過SpanningTree來實現(xiàn) 。RPR協(xié)議通過“ Ring Wrap”來恢復 ， 只有臨近斷連處的結點才需要做出反應 。從內環(huán)倒換到外環(huán)上的流量通過相反的方向到達目的結點 。不僅可以在50ms內切換光纖 ， 而且由于它是IP-Aware的 ， 不需要路由表的重新收斂 。
IP業(yè)務映射：可以直接映射和支持IP包的優(yōu)先級 ， 直接支持IP包的廣播以及其他IP業(yè)務控制功能 。
新型的MAC機制：RPR定義了一種為城域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸而優(yōu)化的新的介質存取控制(MAC) 協(xié)議 ， 面向數(shù)據(jù)鏈路層 ， 因此物理層是開放的 ， 可以和以太網(wǎng)、SDH、WDM等物理層標準兼容 。
即插即用：簡單的環(huán)形結構和自動發(fā)現(xiàn)機制使網(wǎng)絡設備的配置變得十分簡單 。例如 ， 在一個網(wǎng)狀網(wǎng)中 ， 增加一個節(jié)點需配置2N個端口 ， 而在一個環(huán)形網(wǎng)中 ， 增加一個節(jié)點最多只需要配置一對端口 。
高性能價格比：一個RPR環(huán)上的每個設備永遠只需要一對RPR端口(而點對點網(wǎng)狀網(wǎng)中 ， 每節(jié)點需N2個端口) ， 從而使網(wǎng)絡擴容時不再需要增加更多端口 ， 大大降低了網(wǎng)絡成本 。同時 ， RPR的高可靠性還大大降低了運行維護成本 ， 并提高了生產(chǎn)效率 。

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