RPR

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RPR(Resilient Packet Ring)

　　RPR,即彈性分組環,是一種基於分組的環網技術，採用互逆雙環拓撲結構，環上的每段光路工作在同一速率上。它結合了SDH與乙太網技術的優勢，通過雙向拓撲環結構、故障自愈及公平演算法等技術特點，實現網路帶寬的共用與保護，成為構建城域網的一種新技術。

　　RPR網路特點RPR技術採用了一種新型的MAC層協議。RPR具有如下技術特點：

　　(1)快速的二層交換在RPR環形結構中，每個節點均有上行和下行兩個鄰居，網路結構相當簡單。

　　(2)環同步由於RPR環是雙向反向環，時鐘同步分組信令沿光纖方向傳送，同時具備了冗餘備份的功能，從而保障環在任何情況下都保持同步。

　　(3)分組環的空問復用技術SRP(Spatial Reuse Protoco1)它是一個獨立於介質的MAC層協議，SRP在數據包環上提供了定址、讀取數據包、帶寬控制和控制信息傳播的基本功能。在分組環路上，數據包被目的節點從環上獲取。這樣，使得分組環有多個節點成多段同時傳輸數據，不會互相影響。空間重用可以保證對各種等級業務的QoS，RPR可根據用戶需求分配帶寬，而不是像SDH那樣分配固定時隙，而且可以對不同等級的業務採取不同的保護方式。SRP光纖環使用因數為2，光纖使用率相對SDH提高一倍，從而最大限度地利用光纖的傳輸帶寬。

　　(4)多等級、可靠的QoS服務各種RPR技術都定義了幾種服務類別，比較普遍的定義包括快速前傳(Expedited Forwarding)、保障前傳(Assured Forwarding)和BE(Best Effort)，其中控制信令是預設的最高優先順序，並無需定義其級別。不少廠家在實際運行環境中可以根據客戶或不同業務的需求定義新的業務級別。

　　(5)環自愈保護。當RPR環中光纖傳輸中出現嚴重故障或者發生光纖中斷後，光纖中斷處兩端節點會發出2層的控制信令，沿光纖方向通知各個節點。業務流源節點接收到這個信息後，立即向另一個方向的光纖上發送業務。在環保護切換時，會按業務流的不同服務等級，根據同終點業務一起倒換原則，依次向反向光纖倒換業務。RPR能保證業務的倒換時間小於50ms。

　　1.RPR的網路結構

　　設RPR網由4個節點組成，每個節點包含3個緩存器，即接收緩存、發送緩存和轉發緩存(或稱插入緩存)。網路拓撲基於兩個正反方向的光傳輸環，相鄰節點通過一對光纖相接，節點間使用光纖連接，也可用WDM進行擴容。RPR的內環和外環都作為傳送RPR封裝的數據幀和控制幀的工作通道。RPR支持點到點傳輸，也支持組播傳輸。因而對數據傳輸更有利。

　　2.RPR分層參考模型

　　RPR的協議分層模型仍遵守開放式系統互連(OsI)參考模型，但作了一些補充，通過研究得知，RPR的主要功能是OSI七層模型中的下兩層，即它必須支持物理層和數據鏈路層的功能。其中物理層可採用乙太網技術、SDH技術或WDM技術，因此物理層對上層是透明的。鏈路層由MAC和LLC子層組成。其中MAC子層為媒體接人控制，用於控制多種媒體的接入方式；LLC為鏈路邏輯控制，用於流量控制、業務等級支持(SIA)、拓撲自動識別，以及保護倒換等功能。

　　3.基本MAC協議

　　RPR的基本結構就是一個緩衝插入環(BIR)，在RPR網路結構圖中，每個節點上都存在3個緩衝存儲器(接收、發送、轉發)。當報文到達某節點時，經地址配認為本地就是目的地，則把該報文存人本地的接收緩存器；如果目的地不在本地，則經轉發緩存器發出；如果本地有要發送的幀，則通過發送緩存器發出。

　　設置這3個緩存器是為了提高帶寬的利用率。由於RPR網是採用爭用方式共用網路帶寬的，有了緩存，當網路帶寬正被占用(不空閑)時，數據就暫存在緩存中；當網路帶寬有空閑部分時，就可讓數據由緩存轉發，這就提高了帶寬利用率。

　　RPR主要在城域網骨幹和接入方面應用，同時也可以在分散的政務網、企業網和校園網中應用，還可應用於IDC*NISP之中。RPR環網的主要目標是建立低成本高性能的城域網，作為城域網中IP業務的承載網路，由於其具有較好的QOS特性和帶寬保證，因此也可應用於接入網和VPN業務。

　　1.城域網骨幹應用

　　RPR網路可通過裸光纖直接相連，簡化網路結構，節省用戶對傳輸網路的投資；網路具有高的可靠性，可提供50ms電信級的快速保護倒換；同時RPR環網可提供高的速率，以及很高的帶寬利用率，滿足城域網骨幹的需要。匯聚層和骨幹層可建立各自的RPR環網，同時支持乙太網~SONET／SDH物理層，可接入乙太網交換機和路由器。

　　2.城域網接入應用

　　RPR可為城域網中分佈較散的商業樓、居民樓以及住宅區用戶提供低成本、高性能按入功能，用戶可以從中獲取寬頻接入、VPN、VoiP等多種不同級別的服務，服務商可根據用戶的需求和費用的情況，開展不同的業務。在接入部分，RPR對不同用戶網路使用時段的不同提供了一個很好的解決方案，行業客戶白天網路流量大一些，而居民小區則在晚上大一些。同時可利用RPR的公平機制，可保證接入用戶帶寬的公平性，不會出現部分用戶的擁塞，具有很好的可管理性。

　　環節點的可擴展性能夠很好地解決了分散客戶接入的不確定性，使網路的規劃變得簡單，即插即用的特點大大縮短了業務的開通時間，提高了業務提供的靈活性和服務質量。

　　3.區域網應用

　　RPR可為具有分散機構和分支的區域網，如政務網、企業網和校園網提供組建核心層的功能，提供各辦公機構用戶、數據中心、Internet等連接，提供對現有FDDI環網的一種邏輯優化，並保留自愈環的特性。RPR具有的穩定性高、管理性好、可靠性高的特點，可為企業網用戶建立低成本、高效、安全的內部網路，同時支持MPLS，可開展VPN業務。在使用MPLSVPN時，MPLS標簽在環上不改變，每個LSP將整個環作為一跳，既加快前傳速度，又減少每節點的MPLSLSP表的大小。

　　4.IDC應用

　　IDC可提供虛擬主機和主機托管業務，在大量web伺服器和內容伺服器集中上網的場合，環網可提供有效的解決方案，提供內部的高速連接。通過RPR網路連接伺服器，可靠性高，無單點故障，網路穩定，公平機制使得節點業務不會出現擁塞。

　　路由器的RPR介面支持VLAN8O2.1Q，支持VLAN的透傳，可以按需要將該物理介面通道化為多個邏輯介面，為同一物理埠上的多個子網提供有效的隔離，同時大大節省IP地址。

　　5.ISP應用

　　傳統的POP點內的連接通常採用快速乙太網的交換和點到點的連接，其缺點主要是設備組成複雜，網路部件較多、帶寬利用率不高、負載不均衡、不易擴展等。通過改造使用RPR環網，可使網路拓樸簡潔，IP地址得到節省，光纖資源得到較高利用，可靠性也得到提高，同時，IP環網RPR的公平性也使得核心設備的埠壓力得到很大緩解。