Технологии резервирования DT-RING И DT-RING+

Технологии резервирования в сетях Industrial Ethernet позволяют преодолеть ограничение, связанное с типичной топологией Ethernet, которая обычно имеет форму «звезды» или «дерева», запрещая наличие петель. В классических сетях Ethernet не допускается иметь несколько путей передачи данных между двумя точками, так как это может привести к возникновению широковещательного шторма и полной неработоспособности сети. Однако с использованием технологий резервирования в сетях Industrial Ethernet стало возможным наличие избыточных путей связи для обеспечения надежности и отказоустойчивости сети.

В коммутаторах Kyland реализованы промышленные технологии резервирования DT-Ring и DT-Ring+, которые позволяют создавать сети с избыточными связями по топологии «кольцо» с временем переключения с основного канала связи на резервный не более 50 мс.

Особенности протокола DT-Ring/DT-Ring+

• Все коммутаторы в одном кольце должны иметь одинаковый номер домена
• Разные домены не обязательно должны иметь разные имена
• В каждом кольце может быть только один ведущий и несколько ведомых
• На каждом коммутаторе можно настроить только два порта для кольца
• В одном кольце можно настроить не более двух резервных портов
• На коммутаторе для одного кольца можно настроить только один резервный порт
• DT-Ring-Port и DT-Ring-VLAN нельзя использовать вместе

Принцип работы DT-Ring

Протокол DT-Ring имеет два режима работы:

• DT-Ring-Port — режим, в котором указываются порты для передачи или блокировки пакетов.

• DT-Ring-VLAN — режим, в котором указываются порты для передачи или блокировки пакетов конкретной подсети VLAN. Это позволяет одному порту коммутатора быть частью разных резервных колец, основанных на разных VLAN.

Роли коммутаторов в кольце:

• Master — отправляет пакеты протокола DT-Ring и определяет состояние кольца. Master блокирует один из своих портов, чтобы избежать широковещательного шторма. Кольцевая топология логически превращается в шину. При обрыве соединения Master активирует ранее заблокированный порт, тем самым восстанавливая резервное соединение.

• Slave — прослушивает и пересылает пакеты протокола DT-Ring и сообщает информацию об ошибках Master-устройству.

Принцип работы DT-Ring+

В версии протокола DT-Ring+ добавляются следующие понятия:

Backup port — порт для связи между DT-кольцами.

Master backup port — если кольцо имеет несколько резервных портов, резервный порт с большим MAC-адресом является Master backup port. Он находится в состоянии forwarding.

Slave backup port — если в кольце имеется несколько резервных портов, все резервные порты, кроме Master backup port, являются Slave backup port. Они находятся в состоянии blocking.

Настройка резервирования по протоколу DT-Ring

Режим DT-Ring-Port

Перед соединением коммутаторов в кольцо необходимо их настроить:

1. Настройка адресации

   Каждому коммутатору назначается свой уникальный IP-адрес из одной подсети.

   

2. Настройка резервирования

   Прописываем Domain ID и Domain Name, одинаковые на каждом коммутаторе. Выбираем порты, участвующие в кольце, и назначаем роли коммутаторов в соответствии со схемой.

   

   Только после выполнения этих действий на всех коммутаторах можно соединять их в кольцо.

   Для просмотра статусов портов на каждом коммутаторе достаточно нажать на созданную строку.

   

   А также на самих коммутаторах в режиме Master индикатор Ring будет гореть постоянно, а в режиме Slave — мигать.

Режим DT-Ring-VLAN

*Чтобы доступ ко всем коммутаторам с одного центра управления, построено третье Management-кольцо, которое пропускает VLAN100.

Перед объединением коммутаторов в кольцо необходимо их настроить:

1. Настройка адресации

2. Настройка VLAN

   Назначаем VLAN ID trunk-портам и прописываем разрешенные VLAN ID, которые будут передаваться по этим портам, а также назначаем соответствующие идентификаторы Access-портам для подключения конечных устройств.

   Пример настройки на коммутаторе SW3:

   

3. Настройка резервирования

   Коммутаторы SW1 и SW2 участвуют в двух кольцах, а SW3 и SW4 — в трех. Назначаем согласно схеме на каждом коммутаторе порты, которые будут участвовать в том или ином кольце.
   Каждое кольцо имеет свои Domain ID и Domain Name.

   Пример настройки на коммутаторе SW1:

   

   Пример настройки на коммутаторе SW3:

   

Настройка резервирования по протоколу DT-Ring+

Перед соединением коммутаторов в кольцо необходимо их настроить:

1. Настройка адресации

2. Настройка резервирования
   Настройка колец осуществляется аналогичным образом. Для активации резервных соединений между кольцами необходимо включить протокол DT-Ring+ и выбрать резервный порт на коммутаторе SW1 и SW3.

   

Дополнительно нами была проведена проверка на стойкость текущей схемы. При аппаратной генерации пакетов с размером 1518, 1526 и 9600 байт незначительный уровень потерь возникает только при восстановлении соединения в момент разрыва кольца. При использовании пакетов с размером 9600 байт время задержки возрастает с 320.49 мкс до 1.94 мс.