01. MRPP

1.1. Общие сведения о MRPP

MRPP (Mult-layer Ring Rrotection Protocol), протокол канального уровня применяемый для защиты от петель в кольцевой топологии Ethernet. Он позволяет предотвратить возникновение широковещательного шторма в кольце, при этом восстановить связность при разрыве одного из линков в кольце.

Протокол MRPP по функциональному назначению похож на STP, но предназначен для использования только в топологии кольца и имеет низкое время сходимости, в некоторых условиях не превышающее 50-100мс.

1.1.1. Основные понятия

Control VLAN
Control VLAN - это виртуальная VLAN, которая используется только я идентификации пакетов MRPP, передаваемых в сети. Номер VLAN MRPP может пересекаться с номером VLAN, уже используемой в сети, но во избежании путаницы рекомендуется использовать для MRPP уникальную VLAN.

MRPP Ring
Под MRPP ring понимается используемая в Ethernet сети кольцевая топология. MRPP ring может находиться в двух состояниях: Health state - замкнутое состояние, все соединения кольца активны; Break state - разомкнутое состояние, одно или несколько соединений кольца нарушены.

Node type
Каждый коммутатор выполняет одну из двух ролей в MRPP ring: Primary node и Transfer node. Primary node - основной узел, который выполняет рассылку MRPP сообщений и принимает решение о разрыве или соединении линка кольца. Transfer node - каждый узел, не являющийся Primary node. Роль узла определяется конфигурацией пользователя. Как показано на рисунке 64.1, коммутатор Switch A является Primary node, а все остальные - Transfer node.

Primary и Secondary порты
Каждый коммутатор в кольце имеет 2 подключенных к сети порта Primary (первичный) и Secondary (вторичный). Роли портов определяются конфигурацией пользователя.
Первичный порт коммутатора Primary Node используется для отправки пакета проверки работоспособности кольца (Hello), вторичный порт используется для приема этого пакета. Когда кольцо находится в замкнутом состоянии, вторичный порт на Primary Node блокирует весь остальной трафик, кроме пакетов Hello. Когда кольцо находится в разомкнутом состоянии, вторичный порт Primary Node пересылает пакеты данных.

Таймер
MRPP предусматривает 2 таймера: Hello-Timer - определяет интервал отправки Hello пакетов; Fail-Timer - определяет время разблокировки Secondary порта при неполучении Hello пакета, равен трем интервалам Hello.

1.1.2. Типы пакетов MRPP

Hello packet - рассылается первичным портом (Primary port) и используется для обнаружения кольца. Если вторичный порт Primary Node может принимать Hello-пакеты, кольцо считается замкнутым;

LINK-DOWN event packet - после того, как Transfer node обнаружил событие Down на порту, он посылает этот пакет на Primary Node для информирования о разрыве кольца;

LINK-DOWN-FLUSH-FDB packet - рассылается Primary Node для обновления таблицы MAC-адресов после того, как Primary Node обнаружил разрыв кольца или принял LINK-DOWN event packet и разблокировал Secondary порт;

LINK-UP-FLUSH-FDB packet - рассылается Primary Node для обновления таблицы MAC-адресов после того, как Primary Node обнаружил замыкание кольца и заблокировал Secondary порт.

64.1.3. Операций протокола MRPP

Обнаружение разрыва линка:

Когда Transfer Node обнаруживает состояние DOWN на кольцевом порту, он отправляет LINK-DOWN пакет на Primary Node. Получив LINK-DOWN пакет Primary Node немедленно освобождает Secondary порт из состояния Block, а также отправляет LINK-DOWN-FLUSH-FDB пакет для информирования транзитных узлов о необходимости обновить таблицу MAC.

Опрос кольца:

Primary Node отправляет через первичный порт Hello пакет в соответствии с настроенным интервалом. Если кольцо замкнуто, Secondary порт на Primary Node получает Hello-пакеты, и Primary Node блокирует трафик на это порту. Если кольцо разомкнуто, Secondary порт на Primary Node не может принимать Hello-пакеты и он выходит из состояния Block.

Восстановление кольца:

После того, как Primary Node обнаружил разрыв кольца, если Secondary порт получает Hello пакет, это будет означать, что кольцо восстановлено. Поэтому Primary Node блокирует свой Secondary порт и отправляет своим соседям LINK-DOWN-FLUSH-FDB.

Если порт на транзитном узле в MRPP кольце перешел в состояние UP, Primary Node не сразу найти замкнутое состояние кольца и создать широковещательный шторм. Чтобы избежать такого нежелательного поведения, транзитный узел блокирует изменивший свое состояние порт до получения LINK-DOWN-FLUSH-FDB, пропуская только трафик MRPP VLAN.

1.2. Конфигурация MRPP

1. Включить MRPP;
2. Настроить MRPP кольцо;
3. Настроить метод обнаружения падения порта;
4. Настроить режим совместимости;
5. Просмотр информации о конфигурации и отладка.

1. Включить MRPP:

2. Настроить MRPP кольцо:

3. Настроить метод обнаружения падения порта:

4. Настроить режим совместимости:

5. Просмотр информации о конфигурации и отладка:

1.3. Пример конфигурации MRPP

Рисунок 64.1 - Конфигурация MRPP

Представленная выше топология позволяет использовать MRPP в качестве протокола защиты от петли. Коммутатор Switch A является основным узлом MRPP-кольца 4000, порт Eth 1/0/1 – Primary порт, E1/0/2 – Secondary. Остальные узлы являются транзитными (Transfer) узлами MRPP-кольца 4000 с настроенными основным и дополнительным портами.

Конфигурация коммутатора Switch A:

Switch(Config)#mrpp enable
Switch(Config)#mrpp ring 4000
Switch(mrpp-ring-4000)#control-vlan 4000
Switch(mrpp-ring-4000)#fail-timer 18
Switch(mrpp-ring-4000)#hello-timer 5
Switch(mrpp-ring-4000)#node-mode master
Switch(mrpp-ring-4000)#enable
Switch(mrpp-ring-4000)#exit
Switch(Config)#interface ethernet 1/0/1
Switch(config-If-Ethernet1/0/1)#mrpp ring 4000 primary-port
Switch(config-If-Ethernet1/0/1)#interface ethernet 1/0/2
Switch(config-If-Ethernet1/0/2)#mrpp ring 4000 secondary-port

Конфигурация коммутаторов Switch B, C и D:

Switch(Config)#mrpp enable
Switch(Config)#mrpp ring 4000
Switch(mrpp-ring-4000)#control-vlan 4000
Switch(mrpp-ring-4000)#enable
Switch(mrpp-ring-4000)#exit
Switch(Config)#interface ethernet 1/0/1
Switch(config-If-Ethernet1/0/1)#mrpp ring 4000 primary-port
Switch(config-If-Ethernet1/0/1)#interface ethernet 1/0/2
Switch(config-If-Ethernet1/0/2)#mrpp ring 4000 secondary-port

1.4. Решение проблем при конфигурации MRPP

Нормальная работа MRPP-протокола зависит от корректной конфигурации коммутаторов внутри MRPP-кольца, однако есть вероятность возникновения широковещательного шторма и петель:

• Не замыкайте кольцо до полной конфигурации всех коммутаторов в нем;
• Если при корректной конфигурации возникает широковещательный шторм или блокирование кольца, используйте функцию отладки на основном узле MRPP, а также информационные команды, отображающие статистику по основному узлу и транспортным узлам сети;