【文章內(nèi)容簡介】 復(fù)雜而且設(shè)備也很昂貴。 近幾年來，國內(nèi)外各種針對城域網(wǎng)的新技術(shù)層出不窮，其中一種技術(shù)就是彈性分組環(huán)（ RPR）技術(shù)。 將 RPR技術(shù)應(yīng)用于 MSTP，既保持了SDH對 TDM業(yè)務(wù)的支持，又可以利用 RPR技術(shù)有效地支持分組業(yè)務(wù)，能形成一種很好的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)傳送解決方案。 RPR技術(shù)的主要特點可歸納如下。 （ 1）采用雙環(huán)（內(nèi)環(huán)和外環(huán)）結(jié)構(gòu)，每對節(jié)點之間都有兩條路徑，保證了高可用性；并且對環(huán)路帶寬采用空間重用機制，單播數(shù)據(jù)傳送可在環(huán)的不同部分同時進行，整個環(huán)的容量將是單條光纖的數(shù)倍（ 2～ 8倍）。 （ 2）具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自動發(fā)現(xiàn)和更新功能，每個節(jié)點收到 RPR環(huán)上其他節(jié)點的 MAC地址后，自動建立和更新自己的拓?fù)鋱D，使得網(wǎng)絡(luò)初始化配置變得極其簡單，實現(xiàn)了即插即用，可避免手工配置帶來的錯誤，便于進行網(wǎng)絡(luò)維護和管理。 （ 3） RPR網(wǎng)可采用兩種保護機制，一種是在發(fā)生故障的兩個節(jié)點進行環(huán)回（ Wrapping）的方式（類似于SDH的二纖 MSSPRing方式）；另一種是不需要環(huán)回的源路由方式（ Steering），即直接在業(yè)務(wù)的源點進行倒換，可保證業(yè)務(wù)走最佳路徑，因此 IEEE RPR草案把源路由模式確定為默認(rèn)方式。 （ 4）帶寬管理是 RPR的一個重要特點，它支持靈活的帶寬顆粒、帶寬動態(tài)共享和分配以及統(tǒng)計復(fù)用。每個節(jié)點維護通過自身的負(fù)載量數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)發(fā)送給環(huán)上其他節(jié)點，其他節(jié)點根據(jù)這些信息就知道在源節(jié)點上有多少帶寬可以利用。 （ 5） RPR具有同步機制和嚴(yán)格的時延和抖動保障能力，可對 TDM話音業(yè)務(wù)提供電信級的服務(wù)，目前商用的 RPR產(chǎn)品可提供 E1/T STM1的TDM業(yè)務(wù)接口。 （ 6） RPR可提供嚴(yán)格的 CoS分類，可靠地保障高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的服務(wù)。規(guī)范了 A、 B、 C 3種業(yè)務(wù)等級， A類業(yè)務(wù)又可以細(xì)分成 A0和 A1。 A類業(yè)務(wù)被分配一個 CIR速率，提供最短的端到端的延時和時延抖動； B類業(yè)務(wù)被分配一個 CIR速率，對于CIR以內(nèi)的流量提供有邊界的端到端延時和時延抖動，對于超過 CIR的流量，被標(biāo)記為 EIR流量，這一部分流量與 C類業(yè)務(wù)一起參加帶寬公平； C類業(yè)務(wù)即提供盡力而為的業(yè)務(wù)。 （ 7）采用一種分布式的公平控制算法實現(xiàn)了各節(jié)點帶寬的動態(tài)公平分配，僅適用于 C類的低優(yōu)先級業(yè)務(wù)和B類沒有帶寬保證部分的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可對具有突發(fā)性的數(shù)據(jù)流量變化作出快速公平響應(yīng)。 （ 8）作為二層（ L2）的 MAC協(xié)議，RPR的物理層（ L1）是開放的，可分為基于 SDH和基于 WAN/LAN以太網(wǎng)兩種，其中前者采用 GFP或字節(jié)同步的類似于 HDLC的成幀來支持 SDH的 PHY，并工作在155 Mbit/s到 Gbit/s的速率；后者支持 GE和 10GE的 PHY。 彈性分組環(huán)結(jié)構(gòu)描述 RPR的基本數(shù)據(jù)單元是數(shù)據(jù)幀，它繼承了 IEEE FDDI環(huán)的特征，其數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)如圖 79所示。 圖 79 RPR數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu) 除了環(huán)控制字節(jié)體現(xiàn) RPR特色外，其余字段與以太幀格式很類似。 通常情況下 RPR幀的最大傳送長度（ MTU）為 1 522 byte，超長幀的 MTU為9 216 byte。 與 SDH拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類似， RPR采用互逆雙環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖 710所示，環(huán)上的每段光路工作在同一速率上。 不同的是， RPR的雙環(huán)都能夠傳送數(shù)據(jù)。 圖 710 RPR互逆雙環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 靠近外部的環(huán)稱為外環(huán)（ Ringlet0），靠近里邊的環(huán)稱為內(nèi)環(huán)（ Ringlet1）。 RPR外環(huán)的數(shù)據(jù)傳送方向為順時針方向，內(nèi)環(huán)的數(shù)據(jù)傳送方向為逆時針方向。 節(jié)點與環(huán)配合，采用分組 ADM式數(shù)據(jù)交換，完成各種數(shù)據(jù)操作。 常用的基本數(shù)據(jù)操作包括： （ 1）上環(huán)（ Insert），節(jié)點設(shè)備把從其他接口轉(zhuǎn)發(fā)過來的報文插入到 RPR環(huán)的數(shù)據(jù)流中； （ 2）下環(huán)（ Copy），節(jié)點設(shè)備從RPR環(huán)的數(shù)據(jù)流中接收數(shù)據(jù)，交給節(jié)點上層作相應(yīng)處理； （ 3）過環(huán)（ Transit），將途經(jīng)本節(jié)點的數(shù)據(jù)流繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點； （ 4）剔除（ Strip），使途徑本節(jié)點的數(shù)據(jù)不再往下轉(zhuǎn)發(fā)。 彈性分組環(huán)的 MAC參考模型 RPR的 MAC分層參考模型遵守開放系統(tǒng)互連（ OSI）結(jié)構(gòu)，并對其作了適當(dāng)修改，以適應(yīng) RPR的特殊要求，如圖 711所示。 圖 711 RPR的 MAC分層參考模型 從總體上看，分為了業(yè)務(wù)層、 MAC層和物理層 3個層面，業(yè)務(wù)層與 MAC層之間是 MAC業(yè)務(wù)接口， MAC層與物理層之間是物理業(yè)務(wù)接口。 此外，這 3個層面都有管理接口與MAC管理層進行配合。 MAC層（ MAC實體）是 RPR技術(shù)中最主要、最基本的功能，也是標(biāo)準(zhǔn)化組織研究的重點。 MAC層包含一個 MAC控制子層和兩個 MAC數(shù)據(jù)通道子層。 兩個 MAC數(shù)據(jù)通道分別負(fù)責(zé)內(nèi)環(huán)和外環(huán)的數(shù)據(jù)交換。 MAC控制實體從這兩個數(shù)據(jù)通道中收發(fā)數(shù)據(jù)幀，并且通過 MAC業(yè)務(wù)接口與MAC客戶端之間進行控制和數(shù)據(jù)的交互。這個結(jié)構(gòu)如圖 712所示。 圖 712 MAC層結(jié)構(gòu)模型 圖 713 多 RPR節(jié)點數(shù)據(jù)流程 彈性分組環(huán)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)及網(wǎng)絡(luò)保護功能 RPR拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)機制實現(xiàn)方法如下：節(jié)點從某個環(huán)或者雙環(huán)發(fā)送一個拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)控制幀，并在這個幀中加入本節(jié)點的 MAC地址、環(huán)標(biāo)識以及長度標(biāo)識，相鄰節(jié)點在收到這個拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)控制幀后再加入自己的MAC地址，環(huán)上的每個節(jié)點將其 MAC地址加入到拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)控制幀中。 當(dāng)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)控制幀在環(huán)上循環(huán)一周回到原節(jié)點時，原節(jié)點通過對此幀內(nèi)容的分析得到整個環(huán)的拓?fù)鋱D。 拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)機制的執(zhí)行為網(wǎng)絡(luò)環(huán)保護功能的實現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。 RPR保護協(xié)議提供了保護時間小于50 ms的業(yè)務(wù)保護倒換機制，即所謂的彈性。 保護協(xié)議屬于 MAC控制子層，主要包括強制支持的源路由保護倒換機制，以及選擇性支持的回路保護倒換機制兩種。 這兩種保護倒換機制都能較好地滿足RPR的要求。 其中，回路保護倒換機制與 SDH保護機制基本類似，在具體實現(xiàn)時往往要借用SDH的物理層，保護時間小于 50 ms。 一個 RPR回繞保護環(huán)包括兩個獨立反向回繞單向環(huán)。 如果設(shè)備失效，從失效點進出的業(yè)務(wù)將回繞到沿反方向發(fā)送（取決于保護體系）。 在保護倒換協(xié)議的控制之下，保護回繞發(fā)生于與故障點相鄰的站點，業(yè)務(wù)流將通過回繞保護從失效點進行重路由。 圖 714所示為回繞保護發(fā)生前后的數(shù)據(jù)通道。 在光纖切斷前，站點 4送給站點 1的數(shù)據(jù)通道為 S4→S5→S0→S1 。 圖 714 回繞保護發(fā)生前的數(shù)據(jù)通道 圖 715 回繞保護發(fā)生后的數(shù)據(jù)通道 圖 716 拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)和隨后的優(yōu)化路徑選擇 帶寬的公平調(diào)度 RPR技術(shù)的一個主要特點是帶寬的公平調(diào)度，采用共享帶寬方式實現(xiàn)各節(jié)點對帶寬資源的利用。 RPR是一個帶寬共享的環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)中各個節(jié)點都希望爭取到最大的帶寬。 在數(shù)據(jù)流量較小的情況下， RPR