環網冗餘

環網冗餘是一種乙太網高速冗餘技術。此項技術不僅能夠保證網路在遇到故障時，通訊能在300毫秒內恢復(運用於20個以上交換機時)，還可以在環網連結斷開時通過出錯繼電器、指示燈或SNMP發出警報。一旦出現環網斷開的情況，指示燈將會在下線交換機上發出警報，激活其狀態繼電器，將出錯信息通過SNMP反饋給用戶。

基本介紹

• 中文名：環網冗餘
• 外文名：Rapid Ring
• 領域：工程技術
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簡介

環形網路是使用一個連續的環將每台設備連線在一起。它能夠保證一台設備上傳送的信號可以被環上其他所有的設備都看到。而環網冗餘是指交換機是否支持網路出現線纜連線中斷的情況出現時，交換機接收到此信息，激活其後備連線埠，使網路通信恢復正常運行。同時，網路中7口和8口下線的交換機，繼電器閉合，指示燈向用戶發出錯誤警報。線纜修復正常後，繼電器和指示燈恢復正常狀態的功能。

通俗地講，乙太網環冗餘技術能夠在通信鏈路發生故障的時候，啟用另外一條健全的通信鏈路，使網路通信的可靠性大大提高。隨著乙太網在工業控制領域的廣泛套用，國內外眾多研究機構在網路冗餘、容錯方面做了大量的工作。各大自動化設備生產廠商也都紛紛提出了自己的網路冗餘技術（SW-Ring）解決方案來提高工業乙太網的可靠性。

解決方案

以太環網是最簡單的環網冗餘拓撲結構。在一個環網中，任何一個網路節點都只有兩個相鄰的節點。在一個
典型的冗餘環網中，有一個主交換機。正常工作時，主交換機的其中一個連線連線埠會被置為阻塞狀態，阻止乙太網數據幀轉發，僅允許轉發冗餘控制幀，保證了物理上是一個迴路，但是沒有邏輯迴路。這樣，在正常情況下，主交換機有一個轉發連線埠 ( 主連線埠 ) 和一個擁塞連線埠 ( 次連線埠 )，環上其他設備節點的兩個連線埠均為轉發連線埠。

故障檢測機制

環網冗餘的故障檢測機制有兩種，分別是循環檢測和故障告警。冗餘環網通常使用其中一種或同時使用兩種
機制來檢測環網的連通性和故障。

循環檢測

通過主設備節點的轉發連線埠周期性地傳送檢測幀來檢測環網故障。如果環網工作正常，那么檢測幀在環網一
周后，被主設備節點的次連線埠接收到。如果在固定時間內，阻塞連線埠沒有接收到檢測幀，認為出現網路故障，主設備節點會迅速打開阻塞連線埠，這樣，環網在邏輯上仍然是只有一個線性結構。主設備節點清空 FDB 表 ( 交換機中的 MAC 轉發表 )，並傳送數據包指示網路上其他節點清空FDB 表。然後，所有交換機學習新的拓撲結構。

故障告警

當環網中的某個交換機檢測到其兩個連線埠中的任意一個出現連線故障時，都會給主設備節點傳送一個告警信
息。主設備節點接收到告警信息後，迅速打開其擁塞連線埠，清空 FDB 表。然後，主設備節點向環上所有節點多播數據包，指示節點清空 FDB 表，並學習新的拓撲結構。

故障恢復機制

在處於環故障狀態下，主設備節點仍周期性地在主連線埠上傳送檢測幀，一旦環故障恢復，下一個檢測幀將在
次連線埠上被接收到，這就會導致主節點回到正常狀態，從而次連線埠在邏輯上將阻塞非控制報文，刷新 FDB 表，傳送控制報文到傳輸節點，指示傳輸節點刷新其 FDB 表，並重新學習新的網路拓撲。