RPR

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RPR(Resilient Packet Ring)

　　RPR,即弹性分组环,是一种基于分组的环网技术，采用互逆双环拓扑结构，环上的每段光路工作在同一速率上。它结合了SDH与以太网技术的优势，通过双向拓扑环结构、故障自愈及公平算法等技术特点，实现网络带宽的共享与保护，成为构建城域网的一种新技术。

　　RPR网络特点RPR技术采用了一种新型的MAC层协议。RPR具有如下技术特点：

　　(1)快速的二层交换在RPR环形结构中，每个节点均有上行和下行两个邻居，网络结构相当简单。

　　(2)环同步由于RPR环是双向反向环，时钟同步分组信令沿光纤方向传送，同时具备了冗余备份的功能，从而保障环在任何情况下都保持同步。

　　(3)分组环的空问复用技术SRP(Spatial Reuse Protoco1)它是一个独立于介质的MAC层协议，SRP在数据包环上提供了寻址、读取数据包、带宽控制和控制信息传播的基本功能。在分组环路上，数据包被目的节点从环上获取。这样，使得分组环有多个节点成多段同时传输数据，不会互相影响。空间重用可以保证对各种等级业务的QoS，RPR可根据用户需求分配带宽，而不是像SDH那样分配固定时隙，而且可以对不同等级的业务采取不同的保护方式。SRP光纤环使用因子为2，光纤使用率相对SDH提高一倍，从而最大限度地利用光纤的传输带宽。

　　(4)多等级、可靠的QoS服务各种RPR技术都定义了几种服务类别，比较普遍的定义包括快速前传(Expedited Forwarding)、保障前传(Assured Forwarding)和BE(Best Effort)，其中控制信令是默认的最高优先级，并无需定义其级别。不少厂家在实际运行环境中可以根据客户或不同业务的需求定义新的业务级别。

　　(5)环自愈保护。当RPR环中光纤传输中出现严重故障或者发生光纤中断后，光纤中断处两端节点会发出2层的控制信令，沿光纤方向通知各个节点。业务流源节点接收到这个信息后，立即向另一个方向的光纤上发送业务。在环保护切换时，会按业务流的不同服务等级，根据同终点业务一起倒换原则，依次向反向光纤倒换业务。RPR能保证业务的倒换时间小于50ms。

　　1.RPR的网络结构

　　设RPR网由4个节点组成，每个节点包含3个缓存器，即接收缓存、发送缓存和转发缓存(或称插入缓存)。网络拓扑基于两个正反方向的光传输环，相邻节点通过一对光纤相接，节点间使用光纤连接，也可用WDM进行扩容。RPR的内环和外环都作为传送RPR封装的数据帧和控制帧的工作通道。RPR支持点到点传输，也支持组播传输。因而对数据传输更有利。

　　2.RPR分层参考模型

　　RPR的协议分层模型仍遵守开放式系统互连(OsI)参考模型，但作了一些补充，通过研究得知，RPR的主要功能是OSI七层模型中的下两层，即它必须支持物理层和数据链路层的功能。其中物理层可采用以太网技术、SDH技术或WDM技术，因此物理层对上层是透明的。链路层由MAC和LLC子层组成。其中MAC子层为媒体接人控制，用于控制多种媒体的接入方式；LLC为链路逻辑控制，用于流量控制、业务等级支持(SIA)、拓扑自动识别，以及保护倒换等功能。

　　3.基本MAC协议

　　RPR的基本结构就是一个缓冲插入环(BIR)，在RPR网络结构图中，每个节点上都存在3个缓冲存储器(接收、发送、转发)。当报文到达某节点时，经地址配认为本地就是目的地，则把该报文存人本地的接收缓存器；如果目的地不在本地，则经转发缓存器发出；如果本地有要发送的帧，则通过发送缓存器发出。

　　设置这3个缓存器是为了提高带宽的利用率。由于RPR网是采用争用方式共享网络带宽的，有了缓存，当网络带宽正被占用(不空闲)时，数据就暂存在缓存中；当网络带宽有空闲部分时，就可让数据由缓存转发，这就提高了带宽利用率。

　　RPR主要在城域网骨干和接入方面应用，同时也可以在分散的政务网、企业网和校园网中应用，还可应用于IDC*NISP之中。RPR环网的主要目标是建立低成本高性能的城域网，作为城域网中IP业务的承载网络，由于其具有较好的QOS特性和带宽保证，因此也可应用于接入网和VPN业务。

　　1.城域网骨干应用

　　RPR网络可通过裸光纤直接相连，简化网络结构，节省用户对传输网络的投资；网络具有高的可靠性，可提供50ms电信级的快速保护倒换；同时RPR环网可提供高的速率，以及很高的带宽利用率，满足城域网骨干的需要。汇聚层和骨干层可建立各自的RPR环网，同时支持以太网~SONET／SDH物理层，可接入以太网交换机和路由器。

　　2.城域网接入应用

　　RPR可为城域网中分布较散的商业楼、居民楼以及住宅区用户提供低成本、高性能按入功能，用户可以从中获取宽带接入、VPN、VoiP等多种不同级别的服务，服务商可根据用户的需求和费用的情况，开展不同的业务。在接入部分，RPR对不同用户网络使用时段的不同提供了一个很好的解决方案，行业客户白天网络流量大一些，而居民小区则在晚上大一些。同时可利用RPR的公平机制，可保证接入用户带宽的公平性，不会出现部分用户的拥塞，具有很好的可管理性。

　　环节点的可扩展性能够很好地解决了分散客户接入的不确定性，使网络的规划变得简单，即插即用的特点大大缩短了业务的开通时间，提高了业务提供的灵活性和服务质量。

　　3.区域网应用

　　RPR可为具有分散机构和分支的区域网，如政务网、企业网和校园网提供组建核心层的功能，提供各办公机构用户、数据中心、Internet等连接，提供对现有FDDI环网的一种逻辑优化，并保留自愈环的特性。RPR具有的稳定性高、管理性好、可靠性高的特点，可为企业网用户建立低成本、高效、安全的内部网络，同时支持MPLS，可开展VPN业务。在使用MPLSVPN时，MPLS标签在环上不改变，每个LSP将整个环作为一跳，既加快前传速度，又减少每节点的MPLSLSP表的大小。

　　4.IDC应用

　　IDC可提供虚拟主机和主机托管业务，在大量web服务器和内容服务器集中上网的场合，环网可提供有效的解决方案，提供内部的高速连接。通过RPR网络连接服务器，可靠性高，无单点故障，网络稳定，公平机制使得节点业务不会出现拥塞。

　　路由器的RPR接口支持VLAN8O2.1Q，支持VLAN的透传，可以按需要将该物理接口通道化为多个逻辑接口，为同一物理端口上的多个子网提供有效的隔离，同时大大节省IP地址。

　　5.ISP应用

　　传统的POP点内的连接通常采用快速以太网的交换和点到点的连接，其缺点主要是设备组成复杂，网络部件较多、带宽利用率不高、负载不均衡、不易扩展等。通过改造使用RPR环网，可使网络拓朴简洁，IP地址得到节省，光纤资源得到较高利用，可靠性也得到提高，同时，IP环网RPR的公平性也使得核心设备的端口压力得到很大缓解。