RPR技术及其在数据网中的应用

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【摘要】本文主要探讨了rpr技术的相关问题，进而分析了RPR技术在数据网中的应用，以期能够为RPR技术更好的应用于数据网络中提供有意义的参考和借鉴，提高RPR技术应用效果。

【关键词】RPR技术；数据网；应用

一、前言

RPR技术应用于数据网，需要明确二者之间的联系，分析RPR技术的主要技术特点，并探讨数据网发展中应用RPR技术的可能性，以及需要重点开展的工作。

二、RPR的发展及特点

RPR（弹性分组环）是IEEE802.17工作组（局域网/城域网标准委员会）正在标准化的一种新的MAC层技术，是一个工作在OSI协议栈第二层的介质访问控制（MAC）协议，具有和物理层的无关性，可运行于SONET/SDH、Ethernet和DWDM之上。

RPR技术吸收了千兆以太网的经济性，吸收了SDH的电信级特性与以太网面向数据业务的高带宽分发、灵活性、可扩展能力和APS故障自愈的高可靠性等特性，RPR不仅支持IP业务，而且支持传统的TDM业务。RPR将用以取代SDH来组建以数据为中心的城域网络，为运营商提供弹性、快速故障自愈能力、性能监视能力，是一种很好的组网方案。RPR基于环型拓扑提供数据优化的带宽管理、高性价比多业务传输解决方案，RPR是针对数据业务特征而提出的对现有城域网和核心网的技术演进方案。

三、RPR原理

1.RPR的网络结构

设RPR网由4个节点组成，每个节点包含3个缓存器，即接收缓存、发送缓存和转发缓存（或称插入缓存）。

网络拓扑基于两个正反方向的光传输环，相邻节点通过一对光纤相接，节点间使用光纤连接，也可用WDM进行扩容。RPR的内环和外环都作为传送RPR封装的数据帧和控制帧的工作通道。RPR支持点到点传输，也支持组播传输。因而对数据传输更有利。

2.RPR分层参考模型

RPR的协议分层模型仍遵守开放式系统互连（OSI）参考模型，但作了一些补充，通过研究得知，RPR的主要功能是OSI七层模型中的下两层，即它必须支持物理层和数据链路层的功能。其中物理层可采用以太网技术、SDH技术或WDM技术，因此物理层对上层是透明的。链路层由MAC和LLC子层组成。其中MAC子层为媒体接人控制，用于控制多种媒体的接入方式；LLC为链路逻辑控制，用于流量控制、业务等级支持（SIA）、拓扑自动识别，以及保护倒换等功能。

3.基本MAC协议

RPR的基本结构就是一个缓冲插入环（BIR），在RPR网络结构图中，每个节点上都存在3个缓冲存储器（接收、发送、转发）。当报文到达某节点时，经地址匹配认为本地就是目的地，则把该报文存人本地的接收缓存器；如果目的地不在本地，则经转发缓存器发出；如果本地有要发送的帧，则通过发送缓存器发出。

设置这3个缓存器是为了提高带宽的利用率。由于RPR网是采用争用方式共享网络带宽的，有了缓存，当网络带宽正被占用（不空闲）时，数据就暂存在缓存中；当网络带宽有空闲部分时，就可让数据由缓存转发，这就提高了带宽利用率。

四、RPR应用及解决方案

RPR主要在城域网骨干和接入方面应用，同时也可以在分散的政务网、企业网和校园网中应用，还可应用于IDC和ISP之中。RPR环网的主要目标是建立低成本高性能的城域网，作为城域网中IP业务的承载网络，由于其具有较好的QOS特性和带宽保证，因此也可应用于接入网和VPN业务。

1.城域网骨干应用

RPR网络可通过裸光纤直接相连，简化网络结构，节省用户对传输网络的投资；网络具有高的可靠性，可提供50ms电信级的快速保护倒换；同时RPR环网可提供高的速率，以及很高的带宽利用率，满足城域网骨干的需要。

汇聚层和骨干层可建立各自的RPR环网，同时支持以太网和SONET/SDH物理层，可接入以太网交换机和路由器。

2.城域网接入应用

RPR可为城域网中分布较散的商业楼、居民楼以及住宅区用户提供低成本、高性能接入功能，用户可以从中获取宽带接入、VPN、VoIP等多种不同级别的服务，服务商可根据用户的需求和费用的情况，开展不同的业务。

在接入部分，RPR对不同用户网络使用时段的不同提供了一个很好的解决方案，行业客户白天网络流量大一些，而居民小区则在晚上大一些。同时可利用RPR的公平机制，可保证接入用户带宽的公平性，不会出现部分用户的拥塞，具有很好的可管理性。

环节点的可扩展性能够很好地解决了分散客户接入的不确定性，使网络的规划变得简单，即插即用的特点大大缩短了业务的开通时间，提高了业务提供的灵活性和服务质量。

3.区域网应用

RPR可为具有分散机构和分支的区域网，如政务网、企业网和校园网提供组建核心层的功能，提供各办公机构用户、数据中心、Internet等连接，提供对现有FDDI环网的一种逻辑优化，并保留自愈环的特性。

RPR具有的稳定性高、管理性好、可靠性高的特点，可为企业网用户建立低成本、高效、安全的内部网络，同时支持MPLS，可开展VPN业务。在使用MPLSVPN时，MPLS标签在环上不改变，每个LSP将整个环作为一跳，既加快前传速度，又减少每节点的MPLSLSP表的大小。

4.IDC应用

IDC可提供虚拟主机和主机托管业务，在大量Web服务器和内容服务器集中上网的场合，环网可提供有效的解决方案，提供内部的高速连接。通过RPR网络连接服务器，可靠性高，无单点故障，网络稳定，公平机制使得节点业务不会出现拥塞。

路由器的RPR接口支持VLAN802.1Q，支持VLAN的透传，可以按需要将该物理接口通道化为多个逻辑接口，为同一物理端口上的多个子网提供有效的隔离，同时大大节省IP地址。

5.ISP应用

传统的POP点内的连接通常采用快速以太网的交换和点到点的连接，其缺点主要是设备组成复杂，网络部件较多、带宽利用率不高、负载不均衡、不易扩展等。通过改造使用RPR环网，可使网络拓朴简洁，IP地址得到节省，光纤资源得到较高利用，可靠性也得到提高，同时，IP环网RPR的公平性也使得核心设备的端口压力得到很大缓解。

五、公平算法

环网的资源在结点之间是共享的，RPR将提供一种整个环网级别的全局公平算法，以保证节点间公平享用带宽，同时又尽力提高带宽的最大利用率。RPR环网结点将监测自身带宽资源的使用情况，同时在节点间提供显式的反馈机制。对于公平算法的Congestion Dectection，除了具有通过Transitbuffer门限判断拥塞外同时，RPR还加入了ingressheadoflinetiner以及lowpriority+excess lowpriorityoutpu-tratemonitor两个判断条件，使算法更加有效。

公平算法能够自动动态的对网络流量进行调控，尽量避免网络拥塞，对于突发的大数据流量进行有效地调节，保证用户正常地使用网络。

RPR使用独特的技术来合理的利用现有的带宽，提高带宽利用率，具体分为以下三个部分：

确定节点拥塞的门限；确定节点向其它节点广播的速率；确定节点本地能允许上环的速率。

其原理是：当一个节点有拥塞发生，它将通过与传送数据相反方向的结点发送拥塞公告（Advertise），告知一个Advertise速率，上游节点利用这个Advertise速率，通过反压信号通知Host/L3，来调整自己允许上环的速率，以不超过拥塞节点Advertise速率，如果该节点也发生了拥塞，就同样计算其Advertise速率发到其上游节点。

带宽管理只作用于低优先级数据包，对于高优先级数据包和控制包不起作用，可以保障高优先级业务的优质服务。

六、结束语

总而言之，RPR技术在应用的过程中，一定要更加重视RPR技术应用的要点和难点，针对RPR技术的特点，提出应用的方案，将RPR技术应用到数据网中，一定要采取更加有效的方法。

参考文献

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