RPR技術及其在數據網中的應用

【摘要】本文主要探討了RPR技術的相關問題，進而分析了RPR技術在數據網中的應用，以期能夠為RPR技術更好的應用于數據網絡中提供有意義的參考和借鑒，提高RPR技術應用效果。

【關鍵詞】RPR技術；數據網；應用

一、前言

RPR技術應用于數據網，需要明確二者之間的聯系，分析RPR技術的主要技術特點，并探討數據網發展中應用RPR技術的可能性，以及需要重點開展的工作。

二、RPR的發展及特點

RPR（彈性分組環）是IEEE802.17工作組（局域網/城域網標準委員會）正在標準化的一種新的MAC層技術，是一個工作在OSI協議棧第二層的介質訪問控制（MAC）協議，具有和物理層的無關性，可運行于SONET/SDH、Ethernet和DWDM之上。

RPR技術吸收了千兆以太網的經濟性，吸收了SDH的電信級特性與以太網面向數據業務的高帶寬分發、靈活性、可擴展能力和APS故障自愈的高可靠性等特性，RPR不僅支持IP業務，而且支持傳統的TDM業務。RPR將用以取代SDH來組建以數據為中心的城域網絡，為運營商提供彈性、快速故障自愈能力、性能監視能力，是一種很好的組網方案。RPR基于環型拓撲提供數據優化的帶寬管理、高性價比多業務傳輸解決方案，RPR是針對數據業務特征而提出的對現有城域網和核心網的技術演進方案。

三、RPR原理

1.RPR的網絡結構

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）。

網絡拓撲基于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。其中物理層可采用以太網技術、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，用于控制多種媒體的接入方式；LLC為鏈路邏輯控制，用于流量控制、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沖插入環（BIR），在RPR網絡結構圖中，每個節點上都存在3個緩沖存儲器（接收、發送、轉發）。當報文到達某節點時，經地址匹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。由于RPR網是采用爭用方式共享網絡帶寬的，有了緩存，當網絡帶寬正被占用（不空閑）時，數據就暫存在緩存中；當網絡帶寬有空閑部分時，就可讓數據由緩存轉發，這就提高了帶寬利用率。

四、RPR應用及解決方案

RPR主要在城域網骨干和接入方面應用，同時也可以在分散的政務網、企業網和校園網中應用，還可應用于IDC和ISP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業務的承載網絡，由于其具有較好的QOS特性和帶寬保證，因此也可應用于接入網和VPN業務。

1.城域網骨干應用

RPR網絡可通過裸光纖直接相連，簡化網絡結構，節省用戶對傳輸網絡的投資；網絡具有高的可靠性，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，滿足城域網骨干的需要。

匯聚層和骨干層可建立各自的RPR環網，同時支持以太網和SONET/SDH物理層，可接入以太網交換機和路由器。

2.城域網接入應用

RPR可為城域網中分布較散的商業樓、居民樓以及住宅區用戶提供低成本、高性能接入功能，用戶可以從中獲取寬帶接入、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對不同用戶網絡使用時段的不同提供了一個很好的解決方案，行業客戶白天網絡流量大一些，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，使網絡的規劃變得簡單，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，并保留自愈環的特性。

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、安全的內部網絡，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服務器和內容服務器集中上網的場合，環網可提供有效的解決方案，提供內部的高速連接。通過RPR網絡連接服務器，可靠性高，無單點故障，網絡穩定，公平機制使得節點業務不會出現擁塞。

路由器的RPR接口支持VLAN802.1Q，支持VLAN的透傳，可以按需要將該物理接口通道化為多個邏輯接口，為同一物理端口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點內的連接通常采用快速以太網的交換和點到點的連接，其缺點主要是設備組成復雜，網絡部件較多、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，可使網絡拓樸簡潔，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端口壓力得到很大緩解。

五、公平算法

環網的資源在結點之間是共享的，RPR將提供一種整個環網級別的全局公平算法，以保證節點間公平享用帶寬，同時又盡力提高帶寬的最大利用率。RPR環網結點將監測自身帶寬資源的使用情況，同時在節點間提供顯式的反饋機制。對于公平算法的Congestion Dectection，除了具有通過Transitbuffer門限判斷擁塞外同時，RPR還加入了ingressheadoflinetiner以及lowpriority+excess lowpriorityoutpu-tratemonitor兩個判斷條件，使算法更加有效。

公平算法能夠自動動態的對網絡流量進行調控，盡量避免網絡擁塞，對于突發的大數據流量進行有效地調節，保證用戶正常地使用網絡。

RPR使用獨特的技術來合理的利用現有的帶寬，提高帶寬利用率，具體分為以下三個部分：

確定節點擁塞的門限；確定節點向其它節點廣播的速率；確定節點本地能允許上環的速率。

其原理是：當一個節點有擁塞發生，它將通過與傳送數據相反方向的結點發送擁塞公告（Advertise），告知一個Advertise速率，上游節點利用這個Advertise速率，通過反壓信號通知Host/L3，來調整自己允許上環的速率，以不超過擁塞節點Advertise速率，如果該節點也發生了擁塞，就同樣計算其Advertise速率發到其上游節點。

帶寬管理只作用于低優先級數據包，對于高優先級數據包和控制包不起作用，可以保障高優先級業務的優質服務。

六、結束語

總而言之，RPR技術在應用的過程中，一定要更加重視RPR技術應用的要點和難點，針對RPR技術的特點，提出應用的方案，將RPR技術應用到數據網中，一定要采取更加有效的方法。

參考文獻

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