多层快速环网保护技术MRPP白皮书20070910概要

1、以太网建网模式的重大革新-多层快速环网保护技术(MRPP) 白皮书神州数码网络有限公司目 录1.缩写和术语12.需求背景13.MRPP环技术概述14.MRPP销售方案概述14.1方案一24.2方案二24.3方案三34.4方案四54.5四种主流方案对比表65.MRPP技术方案的特色61. 缩写和术语MRPP （Multi-layer Ring Protection Protocol）“多层环网保护协议”2. 需求背景随着数据通信技术的发展，以IP为核心的以太网为多种业务的融合提供了很好的开放性和相对低廉的建设成本，所以越来越受到企业IT建设者和各大运营商的重视。目前，以太网不但在企业园区网占据了

2、统治地位，还逐步向城域网甚至广域网领域渗透。以太网环境需要利用备份的链路快速取代发生故障的链路，以保障数据的通信不受影响，特别是在语音、视频、数据融合的网络中，百毫秒级甚至十毫秒级恢复能力，已经成为承载网的基本要求。在这种需求背景下，神州数码网络有限公司在对以太网的深刻理解和技术积累的基础之上，推出了新一代快速环网保护技术-MRPP。MRPP的全称是 Multi-layer Ring Protection Protocol“多层环网保护协议”，是在传统的环网保护协议的基础上，引入环的层次(layer)概念，每个层次中提供多个同级别的以太环网，多层以太环网共同实现从核心到汇聚的快速收敛。MRPP

3、在不同的Layer中实现链路的快速恢复，和生成树协议相比，具有收敛速度快、协议计算简单、占据系统资源少、组网理念清晰简洁等优势，可有效提高以太网运营的可靠性。3. MRPP环技术概述MRPP是一个用于以太网环路保护的链路层协议。它在以太网环完整时能够防止数据环路引起的广播风暴，而当以太网环上一条链路断开时能迅速恢复环网上各个节点之间的通信通路。以太网内的部分交换机连接成一个MRPP环，MRPP的主节点阻塞其副端口，以保证该链路的畅通，且防止链路不成为环路。在该环上任意一个节点的端口（需是接入该环路的端口）发生Down事件时，MRPP协议会在这种情况下立即打开其主节点的副端口，从而保证了整个链路

4、的畅通，保证了数据通信不被中断。而在发生Down事件的节点Up之后，MRPP协议会重新阻塞其副端口，恢复MRPP协议运行时的初始状态。4. MRPP建网方案概述神州数码网络的MRPP是一个完整的网络构建方案，有四种主要的方案架构：4.1 方案一 图1 方案一拓扑：核心环（每个楼或分区通过1台核心交换机入环）+ 楼或分区内N台接入交换机星型连接主要技术点：环上起MRPP，启动OSPF等高级路由协议。主要优点：组网简单，一个层(Layer)，一个环，环下简单接入。4.2 方案二 图2 方案二网络拓扑：核心环（每个楼或分区通过2台核心交换机入环）+ 楼或分区内N台接入汇聚层交换机双归属上联。主要技术

5、点：环上起MRPP，启动OSPF等高级路由协议。环下双归属，MSTP执行vlan负载分担，VRRP执行三层路由分担。主要优点：组网相对简单，一个层(Layer)，一个环，环下双归属接入，核心环接入点实现双备份。解决了方案一中有可能存在单点故障的危险。4.3 方案三 图3 方案三网络拓扑：第一层（layer 1）：核心环第二层（layer 2）：分区A、分区B内N台核心汇聚交换机各自成为MRPP环。多个MRPP环形成layer 2。（如果要扩展，还可以增加第三层。）环外接入：分区B内某子区域（如楼甲）采取双归属接入Layer 2。Layer 1 和layer 2之间采取单归属上联，走三层流量。主

6、要技术点：Layer1的环上起MRPP，启动OSPF等高级路由协议。Layer2的各个环起MRPP，启动OSPF、RIP等路由协议。各环上的接入设备启VRRP。 层内（环内）跑二层流量，层与层之间跑三层流量，并通过OSPF路由链路备份。接入环的网络部分，可以采取星型连接，也可以采取双归属接入。后者可通过MSTP执行二层vlan负载分担，通过VRRP执行三层路由分担。主要优点：层次多，更好的发挥了层的扩展性。层与层间三层隔离。接入汇聚环的节点有冗余。很好的解决了方案二中扩展性不好的问题。4.4 方案四图4 方案四网络拓扑：第一层（layer 1）：核心环第二层（layer 2）：分区A、分区B内

7、N台核心汇聚交换机各自成为MRPP环。多个MRPP环形成layer 2。（如果要扩展，还可以增加第三层。）环外接入：分区B内某子区域（如楼甲）采取双归属接入Layer 2。Layer 1 和layer 2之间采取双归属上联，走三层流量。主要技术点：Layer1的环上起MRPP，启动OSPF等高级路由协议。Layer2的各个环起MRPP，启动OSPF、RIP等路由协议。各环上的接入设备启VRRP。 层内（环内）跑二层流量，层与层之间跑三层流量，并通过OSPF路由链路备份。接入环的网络部分，可以采取星型连接，也可以采取双归属接入。后者可通过MSTP执行二层vlan负载分担，通过VRRP执行三层路由

8、分担。不同环Layer之间的多条链接必须采取不同的Vlan ID。主要优点：层次多，可扩展性好。层与层间三层隔离。接入汇聚环的节点有冗余。层与层之间亦保证节点冗余。4.5 四种主流方案对比表5. MRPP技术方案的特色1）多层多重环将网络从核心到汇聚到接入，分为多个层。层内每个相对独立的客户区域内都可以再建环，即：多个层，层内多个环。这样全网均可实现快速收敛，而且上联带宽也足够宽，这种模型比起相切环和相交环模型来，具备更高的可靠性和更大的带宽。2）MRPP和VRRP、OSPF技术结合，同时实现二、三层的冗余备份和快速收敛。MRPP实现的是二层的冗余，VRRP和OSPF实现的是三层的冗余。环网以

9、下的星型网络，采取VRRP备份，不同层之间，采用OSPF冗余技术。这样，全网从L2到L3均实现冗余，有效的保证了用户网络的稳定运行。3）既保障链路的可靠性；又保障节点的可靠性传统的环网技术解决的是链路失效的问题，不能解决节点失效的问题。MRPP整体方案通过环环之间的双交叉连接，以及环下的双归属接入，结合VRRP、OSPF等，就可解决节点失效的问题。同时本方案融合了环、OSPF、VRRP等多种技术，是一种新型、高级的网络架构。4）组网层次清晰，每个环独立，便于扩展，收敛快速核心层组成一个大环，下层的每个区域内自成一环，依次类推。层次非常清晰，便于扩充。同时环环之间通过L3和OSPF互联。这样的模

10、型便于扩展，收敛快速，每个环的收敛速度可达50毫秒级。由于环环之间采取三层隔离，所以不会发生相互影响收敛的事情。除非发生多处链路连续断裂（几率非常低），大多数情况下（统计平均），全网的收敛速度可与单环收敛速度媲美。5）层内跑二层流量，层间做三层转发，隔离安全威胁每个层内的环跑的是纯L2流量，当需要做三层转发时流量会出环，进入新的层次。这样每个独立区域（环）发生的安全威胁如病毒、广播风暴、二层攻击等行为不会危及其他区域。6）适应Vlan负载分担，适应多重VRRP组接入层VLAN负载分担是目前比较常用的技术；MRPP整体解决方案可以适应这种实际需要，即在接入层启动MSTP。同时可以在MRPP环上的

11、2个设备之间互起多重“VRRP组”。7）节省VLAN资源城域网、园区核心层的VLAN ID都是紧缺资源。神州数码网络的MRPP环的控制Vlan ID只是一个虚的ID而已，不占用实际的VLAN。6. MRPP的典型应用1、 城域网应用场景图5 MRPP在城域网中的应用MRPP已逐级渗透到城域组网当中，我们采用二层MRPP的形式来构建城域网络，第一层在核心部署MRPP，第二层，在汇聚的区、县等地部署二层MRPP。这是一种层次多，具备良好扩展性的网络架构，如果有需要，还可以扩展三层MRPP。推荐采用神码的DCRS-7600构建核心，DCRS-5950构建汇聚，DCRS-5200或DCS-3950做接入，形成完