KYBEZ

4. díl:               Fast MRP, HiPer a Fast HiPer Ring

12/2016; Autor: Ing. Vilém Jordán, PCD, certifikovaný designer dle ČSN ISO /IEC 27001:2014

V současné době byl dokončen vývoj Fast MRP. Základní parametry – v kruhu max. 100 uzlů, doba rekonfigurace nastavitelná na 30 nebo 10ms. Další informace a popis principu výrobce dosud neuvolnil.

Výkonnější verzí řízení redundance než MRP je v kruhové síti HiPer Ring (HR). HR umožňuje řídit v kruhové síti  max. 100 Switchů a zaručuje plně deterministické chování při rekonfigurace kruhu na záložní trasu. Délka kruhu může být až 3 000km a max. povolená vzdálenost dvou sousedních Switchů je 100km. Maximální přípustná doba rekonfigurace pro 100 Switchů a max. délku kruhu je 500ms. Typická doba přepnutí na záložní trasu při uvedené velikosti sítě je 250 až 270ms. 

Princip funkce je částečně obdobný jako u MRP. Ring Manager (RM) vysílá každých 20ms testovací rámec nazývaný „watchdog“(obdoba MRP DU). Tím testuje integritu kruhu. Jeho druhý Ring-port, který je v zablokovaném stavu přijímá pouze tyto rámce. V případě, že RM neobdrží ve stanoveném čase testovací rámec, okamžitě aktivuje blokovaný port a tím i redundantní linku. Okamžitě rozesílá informace o novém připojení všech Switchů tak, aby tabulka MAC adres byla všude přepsána najednou. Po opravě poškozené linky se obnoví komunikace po původní trase.

U HR tedy opět definujeme Switch s funkcí Ring Manager (RM). Tomu při konfiguraci nastavíme operační mód RM do „On“. Všem ostatním jej ponecháme ve stavu „Off“. U všech Switchů musíme také určit, které porty budou zapojeny v kruhu – Ring-porty. RM většinou volí Ring-port s nižším číslem jako aktivní a Ring-port s vyšším číslem blokuje. Na rozdíl od MRP je testovací rámec vysílán pouze jedním směrem (důvodem je úspora času).

Proces detekce chyby a přechodu na záložní trasu lze urychlit nastavením volby Ring Recovery: Accelerated. Switche v tomto režimu samy posílají služební zprávu do RM o ztrátě konektivity na druhém Ring-portu. V tomto případě je nutné uvedený režim nastavit na všech Switchích v kruhu.

Rozdíly HR oproti MRP:
HR posílá testovací rámce pouze jedním směrem
RM HR po obnově konektivity nefunkční linky vždy aktivuje původní Ring-port
vzhledem k výrazně rychlejšímu časování HR není možná kompatibilita s RSTP

Výhody HR oproti MRP:
výrazně rychlejší rekonfigurace na záložní trasu 
výrazně větší počet Switchů v kruhu (až 100)
možnost agregace linek mezi jednotlivými Switchi do Trunku (platí pouze pro některé typy Switchů)

HiPer Ring a agregace portů

Pro zvýšení dostupnosti nebo zvětšení šířky pásma u zvláště důležitých spojů můžeme kombinovat HiPer-Ring a agregaci portů. Toto opatření lze provést buď pouze v částech Ringu, nebo v celém kruhu. Upozorňuji, že tuto funkci umí pouze určitá skupina Switchů s HR.

Zásada:  napřed musíme nakonfigurovat agregace, teprve potom můžeme konfigurovat HR

FHR – Fast HiPer Ring
Pro mimořádně náročné aplikace (hlavně energetika) byla vyvinuta rychlá varianta řízení redundance v kruhu, tzv. Fast HiPer Ring. Princip je shodný s HR. Zvýšil se pouze počet Switchů v kruhu na 200 a zkrátila se doba rekonfigurace sítě na max. 50ms. Typická doba rekonfigurace při plném počtu Switchů je 40ms, pro 100 Switchů 25ms a pro 10 Switchů 5ms. Upozorňuji, že tuto FHR umí opět pouze určitá skupina Switchů s HR.

Redundance v kruhových sítích
Zásada: v jedné síti topologie Ring můžeme použít vždy pouze jedinou variantu řízení – STP, RSTP, MRP, HR nebo FHR. Nelze je v jedné síti kombinovat (mimo MRP v režimu kompatibility s RSTP). Pokud máme více kruhových sítí s odlišným způsobem řízení, je nutné zvolit správné prostředky pro jejich propojení.

Zdroje: 
Jordán V., Ondrák V.: Infrastruktura komunikačních systémů II., Kritické aplikace, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., 2015,  ISBN 978-80-214-5240-4