Технологии резервирования играют важную роль в обеспечении надежности и отказоустойчивости сетей. Для обеспечения стабильности промышленных сетей Ethernet применяют резервные каналы связи между устройствами, предотвращая потерю данных при обрыве соединений. В таких топологиях существует вероятность возникновения широковещательных штормов из-за петель в резервных каналах. Для обеспечения корректной работы таких отказоустойчивых систем связи применяются протоколы резервирования.
Коммутаторы Kyland поддерживают следующие протоколы резервирования:
- Spanning Tree Protocol (STP)
- Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP)
- Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP)
- DT-Ring и DT-Ring+
- Distributed Redundancy Protocol (DRP)
- Dual Homing Protocol (DHP)
Далее более подробно рассмотрим каждый вид протокола и проведем сравнение.
Протоколы семейства STP
Протокол Spanning Tree (STP), стандартизированный в IEEE802.1D, предотвращает возможное образование петель в сети и обеспечивает создание резервных каналов.
Устройства, поддерживающие STP, обмениваются пакетами и временно блокируют определенные порты, чтобы устранить петли и сформировать иерархическую структуру сети. Однако у STP есть недостаток: порт должен ожидать определенное время, прежде чем начнет передачу данных. Для решения этой задачи появился стандарт IEEE802.1w, в котором представлен протокол Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP).
RSTP обеспечивает более быструю сходимость за счет введения альтернативного и резервного портов для корневого и назначенного портов соответственно. Если корневой порт становится неактивным, альтернативный может быстро активироваться для передачи данных.
Однако, у протокола RSTP, как и у STP, существует ограничение: все коммутаторы в пределах локальной сети используют одно и то же связующее дерево, и все пакеты VLAN направляются через это дерево, что может привести к перегрузке сети, длительнойпереконфигурации и временному образованию петель.
Для снижения загруженности сети и повышения ее эффективности был создан протокол Multiple Spanning Tree (MSTP). Этот протокол обеспечивает быстрое восстановление и отдельные маршруты для передачи трафика различных VLAN, что позволяет эффективно распределять нагрузку по избыточным каналам.
Коммутаторы с одинаковой конфигурацией объединяются в регион, в пределах которого формируются взаимно независимые связующие деревья. Регион действует как точка коммутации, взаимодействуя с другими регионами для вычисления общей конфигурации с использованием алгоритма протокола связующего дерева. Этот алгоритм формирует топологию сети, где каждый коммутатор находится в соответствующем регионе. Внутри каждого региона линии связи не блокируются, однако между разными регионами один канал блокируется для предотвращения циклических петель и во избежание перегрузки сети.
Проприетарные протоколы резервирования Kyland, такие как DT-Ring и DT-Ring+, представляют собой следующую ступень в обеспечении отказоустойчивости. Эти инновационные протоколы позволяют сетям восстанавливаться всего за 50 миллисекунд после обрывалинии связи, гарантируя стабильное и надежное функционирование всей сети.
Кольца DT делятся на два типа:
- на основе портов DT-Ring-Port
- на основе VLAN — DT-Ring-VLAN
В свою очередь DT-Ring+ может обеспечить резервирование для двух колец DT. В случае отказа главного резервного порта или его канала, подчиненный резервный порт будет брать на себя пересылку пакетов, предотвращая возникновение петель и обеспечивая нормальную связь между резервными кольцами.
Протоколы стандарта МЭК 62439-6
DRP
Компания Kyland участвует в разработке протокола распределенного резервирования (DRP) адаптированногодля применения в кольцевых сетях. Этот протокол эффективно предотвращает возникновение широковещательных штормов.При выходе из строя канала или узла, резервный канал автоматически берет на себя передачу данных в режиме реальноговремени, обеспечивая непрерывность потока информации.
Соответствуя стандарту МЭК 62439-6, протокол DRP использует механизм выбора мастера без привязки к фиксированному мастеру. Подобно DT-Ring, DRP имеет два режима работы: основанный на портах и на VLAN, что расширяет его применение и функциональность.
DHP
Протокол Dual Homing Protocol (DHP) представляет собой отличное решение для расширения сети и интеграции дополнительных сегментов. Разработка DHP основана на принципах протокола DRP, придавая ему дополнительные возможности. Механизм выбора ролей в DHP аналогичен механизму в DRP, что обеспечивает единообразие в реализации.
Резервирование канала в DHP осуществляется с использованием конфигурации Home-node, Normal-node и Home-port, гарантируя надежность и эффективность системы резервирования каналов в сети.
Сравнение протоколов резервирования:
|
|
STP/RSTP/MSTP |
DT-Ring/DT |
DRP |
|
Стандарт |
IEEE 802.1D/w/s |
проприетарный |
МЭК 62439-6 |
|
Топология |
любая |
кольцо |
кольцо |
|
Масштаб сети |
<40 узлов |
50-250 узлов |
без ограничений |
|
Время восстановления |
>1 с |
<20-50 мс |
<20мс |
|
Время восстановления в зависимости от масштаба сети |
N * кол-во узлов |
почти не зависит |
почти не зависит |
|
Простота настройки |
средняя (выбор root, bridge и приоритета) |
легкая (выбор root) |
легкая |
Сегодня оборудование Kyland стало доступно и в Беларуси. Наша компания, ООО «АЙ ЭМ СИ КОМПЬЮТЕРС», является партнером производителя Kyland в Республике Беларусь. Также мы осуществляемсервисную и техническую поддержку.
Kyland Technology основана в материковом Китае в 2000 году. В настоящее время компания является крупнейшим в Китае производителем промышленного коммуникационного оборудования.
Kyland предлагает решения, адаптированные под такие отрасли, как электроэнергетика, транспорт, нефтегазовая и горнодобывающая промышленность.Решения Kyland отличаются надежностью и высокоэффективностью, спроектированы для применения в сложных промышленных условиях.
ООО «АЙ ЭМ СИ КОМПЬЮТЕРС» предлагает широкий модельный ряд оборудования Kyland под заказ, где можно найти решение для промышленной сети любой сложности, в том числе:
- Самые популярные управляемые коммутаторы серий SICOM3000A и SICOM3000A-LITE. Данные серии поддерживают весь необходимый функционал для построения современной и надежной системы связи любого промышленного объекта. К заказу доступны модели с медными и оптическими портами Fast Ethernet и Gigabit Uplink.
- Неуправляемые 5- и 10-портовые коммутаторы серии Opal5GL и Opal10GL с портами Gigabit Ethernet и низким энергопотреблениемдо 5.2 Вт.
- Базовые неуправляемые 5- и 8-портовые коммутаторы серии Opal5L и Opal8L с портами Fast Ethernet и резервированными входами питания 18-30VAC/12-48VDC.
- Шлюзы протоколов Modbus TCP/RTU/ASCII и преобразователи интерфейсов RS-232/422/485 в Ethernet для подключения полевых устройств в единую систему.
- Для подключения удаленных узлов мы предлагаем оптические медиаконвертеры на 2 медных порта.
- Коммутаторы PoE для систем видеонаблюдения3 уровня для организации сегментирования сети связи и повышения общей безопасности системы, SFP-модули и др.
Предлагаем ознакомиться с широкой линейкой оборудования Kyland, представленнойв нашем каталоге. Также рекомендуем к прочтению обзор"Kyland: почему стоит обратить внимание".
Если вам необходима техническая консультация либо помощь в подборе оборудования Kyland, обращайтесь к специалистам ООО «АЙ ЭМ СИ КОМПЬЮТЕРС»:
- +375 (17) 270-33-00
- +375 (29) 319-52-65 (Viber, Telegram)
- e-mail: imc@ipc2u.by
- чат на сайте
