ERPS概述
ERPS是ITU-T发布的破环标准协议，如果环网内厂商的设备都支持该协议，则可以实现互通。
定义
ERPS（Ethernet Ring Protection Switching）是ITU-T定义的一种二层破环协议标准，标准号为ITU-T G.8032/Y1344，因此又称为G.8032。它定义了R-APS（Ring Auto Protection Switching）协议报文和保护倒换机制。如果环网内厂商的设备都支持该协议，则可以实现互通。
功能 |
ERPSv1 |
ERPSv2 |
|---|---|---|
创建环 |
只支持创建单环，不支持配置子环。 |
支持创建多环，可以配置主环和子环。 |
配置端口角色 |
支持配置RPL owner和普通端口。 |
在支持配置RPL owner和普通端口基础上，还支持配置RPL neighbour端口。 |
配置网络拓扑变化通告 |
不支持该功能。 |
支持该功能。 |
子环传输R-APS报文采用虚通道或非虚通道 |
由于不支持子环，所以不支持此功能。 |
支持该功能。 |
回切\非回切模式 |
默认支持回切模式，不支持配置，不支持非回切模式。 |
支持配置为回切模式或非回切模式。 |
手工切换阻塞点 |
不支持该功能。 |
支持该功能，且支持强制切换和手工切换。 |
目的
以太交换网络通常会采用环网来构建，以便进行链路备份，提高网络的可靠性。但是使用冗余链路会在网络上产生环路，并导致广播风暴以及MAC地址表不稳定等故障现象，从而导致用户通信质量较差，甚至通信中断。为解决交换网络中的环路问题，可以在网络中运行ERPS协议。
ERPS通过阻塞RPL（Ring Protection Link） owner端口来消除环路，有效避免了广播风暴的产生。当检测到网络中出现链路故障时，ERPS通过放开阻塞端口，并通知其他节点刷新FDB表项来有效防止业务中断。
ERPS作为环网协议的一种，和其它环网协议的比较如表10-2所示。
环网协议 |
优点 |
缺点 |
|---|---|---|
ERPS |
|
需要手工配置的功能比较多，配置相对复杂。 |
生成树协议：STP/RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）/MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol） |
|
生成树协议收敛速度慢，且收敛速度受网络大小影响，无法满足收敛速度达到电信级可靠性要求。 |
ERPS概述
ERPS是一个用于破除以太网链路层环路的协议，通过阻塞指定的端口，达到消除环路的目的。
如图10-1所示，为了提高链路可靠性，DeviceA～DeviceD组成双归链路，接入上级IP/MPLS网络。这样的接入方式在整个网络中将引入新的环路。为了消除网络中的冗余环路，有效地保证链路连通性，需要启动破除环路机制。
图10-1是一个典型的部署ERPS协议的单环组网图，下面结合该图介绍ERPS协议的基本概念。
ERPS环
ERPS环，就是由一组配置了相同的控制VLAN且互连的设备构成，是ERPS协议的基本单位。
ERPS环分为主环和子环。主环是封闭的环，子环是非封闭的环。如图10-2所示，DeviceA～DeviceD组成的ERPS环是主环，DeviceC～DeviceF组成的环是子环。
子环的配置只有ERPSv2版本支持，v1版本不支持。
节点
加入ERPS环的设备称之为节点。每个节点不能多于两个端口加入同一个ERPS环。图1中的DeviceA～DeviceD便为ERPS主环的节点。
端口角色
RPL owner端口
一个ERPS环只有一个RPL owner，由用户配置决定，通过阻塞RPL owner端口来防止ERPS环中产生环路。
当RPL owner所在设备收到故障报文得知ERPS环上其他节点或链路故障时，会自动放开RPL owner端口，此端口恢复流量的接收和发送，保证流量不会中断。
RPL owner所在的链路即为环保护链路RPL（Ring Protection Link）。
RPL neighbour端口
RPL neighbour端口指的是与RPL owner端口直接相连的端口。
正常情况下，RPL owner端口和RPL neighbour端口都会被阻塞，以防止环路产生。
当ERPS环出现故障时，RPL owner端口和RPL neighbour端口都会被放开。
引入RPL neighbour端口角色可以减少RPL neighbour端口所在设备刷新FDB表项的次数。
普通端口
在ERPS环中，除RPL owner和RPL neighbour以外的端口都是普通端口。
普通端口负责监测自己直连的ERPS协议的链路状态，并把链路状态的变化消息及时通知其他端口。
端口状态
Forwarding：在Forwarding状态下，端口既转发用户流量又接收/发送ERPS协议报文。
Discarding：在Discarding状态下，端口不转发用户流量，但还能发送和接收ERPS协议报文。
控制VLAN
在ERPS环中，控制VLAN用来传递ERPS协议报文。每个ERPS环必须配置控制VLAN。当端口加入已经配置控制VLAN的ERPS环后，端口将自动加入控制VLAN。而且，不同ERPS环不能使用相同ID的控制VLAN。
与控制VLAN相对，数据VLAN用来传递数据报文。
保护实例
对于运行ERPS协议的二层设备，传递ERPS协议报文和数据报文的VLAN必须映射到保护实例中，这样ERPS协议才会按照其阻塞原则对这些报文进行转发或阻塞。否则，VLAN报文可能会在成环的网络中产生广播风暴导致网络不可用。
定时器
Guard Timer
链路故障或节点故障所涉及到的设备在故障恢复或执行清除操作后，向其他设备发送NR R-APS（No Request Ring Auto Protection Switching）报文，并同时启动Guard Timer，在该定时器超时前不处理R-APS报文，目的是防止收到过期的SF R-APS报文。如果定时器超时后还能收到其他端口发送的SF R-APS报文，则本端口的转发状态变为Forwarding状态。
WTR Timer
当RPL owner端口由于其他设备或链路故障而被放开后，如果故障恢复，而有的端口可能还未由Down状态变为Up状态，为了防止立即阻塞RPL owner端口而引起阻塞点震荡，当RPL owner端口收到某端口的NR R-APS报文后，启动WTR Timer，如果在定时器未超时前收到其他端口的SF R-APS报文（SF RAPS报文：ERPS环内的设备检测到自身端口变Down后就会向其他设备发送SF RAPS报文），关闭WTR Timer，此时不会阻塞RPL owner端口。如果在WTR Timer超时前始终没有收到其他端口的SF R-APS报文，则当WTR Timer超时后，阻塞RPL owner端口，发送NRRB（No Request, RPL Blocked） R-APS报文。其他端口在收到该报文后，再将自己端口的转发状态设置为Forwarding状态。
Holdoff Timer
对于运行ERPS的二层网络，保护倒换的顺序可能会有不同的要求，例如：多层业务的应用中，服务器出现故障后，用户可能会希望能有一段时间恢复服务器的故障，而客户端感知不到，即不会立即进行保护倒换。可设置合适的Holdoff Timer定时器，当发生故障时，故障并不会立即上报ERPS，而只有当Holdoff Timer定时器超时后，如果故障仍未能恢复才会上报。
WTB Timer
当清除端口的人工切换状态（强制切换或手工切换）时，启用WTB Timer，因为ERPS环内可能存在多个手工切换阻塞节点，只有当定时器超时后，清除操作才起作用，这样可以防止立即阻塞RPL owner端口而引起阻塞点震荡。
WTB Timer定时器不支持配置，该定时器的值为Guard Timer的值加5s。
回切/非回切模式
当ERPS链路恢复正常后，可以通过设置ERPS的回切/非回切模式来决定是否重新阻塞RPL owner端口。
- 在回切模式下，如果故障链路恢复，等待WTR时间后，会重新阻塞RPL owner端口。阻塞链路会重新切回到RPL上。
- 在非回切模式下，如果故障链路恢复，不启动WTR Timer，而且阻塞链路还保持在原来的故障链路上，不会重新切回到RPL上。
ERPSv1版本只支持回切模式，ERPSv2版本两种模式都支持。
阻塞点切换方式
阻塞点人工切换是ERPSv2版本的功能，在ERPSv1版本不支持。
- 强制切换：配置了强制切换的端口会马上被阻塞，不管环上其他链路是否存在故障等情况。
- 手工切换：如果环上既没有链路故障也没有人工切换（包括强制切换和手工切换）端口，命令指定的节点端口就会阻塞，否则不阻塞。
- 清除本地配置的手工切换和强制切换功能。
- 当ERPS环处于回切模式时，在WTB Timer定时器或WTR Timer定时器超时之前，手工触发回切动作。
- 当ERPS环处于非回切模式时，手工触发回切动作。
子环R-APS报文传输方式
ERPSv2版本除了支持单环组网，还支持相交环等多环组网方式。在相交环组网中，子环R-APS报文传输方式分为虚通道VC（Virtual-Channel）和非虚通道NVC（Non-Virtual-Channel）两种方式。
- 虚通道方式：子环的R-APS协议报文会通过相交节点在主环内运行。即相交节点不终结子环的协议报文。子环的阻塞端口会同时阻塞子环的R-APS协议报文和数据流量。该方式下，阻塞节点数据报文和协议报文均阻塞。
非虚通道方式：子环的R-APS协议报文会在相交节点上终结，子环的阻塞端口仅阻塞数据流量，不阻塞子环的R-APS协议报文。该方式下，阻塞节点只阻塞数据报文，不阻塞协议报文。
ERPSv2版本支持相交环的子环下再挂子环的组网场景，下挂的子环需要使用非虚通道方式。
如图10-3所示，一个主环分别和两个子环相交，其中左边的子环R-APS报文传输方式为虚通道方式，右边的子环的R-APS报文传输方式为非虚通道方式。
缺省情况下，子环R-APS报文传输方式为非虚通道方式，除了如图10-4所示的特殊组网场景下必须使用虚通道方式外，其他组网建议采用缺省的非虚通道方式即可。
虚通道和非虚通道两种子环R-APS报文传输方式的优缺点比较如表10-3所示。
| 子环R-APS报文传输方式 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
虚通道 |
可应用于如图10-4所示的特殊组网中。即，方便用户连接多个现有的以太环网，甚至是连接非ERPS环网，且将现有的环网作为主环，不需要通过配置作任何改变。 |
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非虚通道 |
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不能应用于如图10-4所示的特殊组网中。 |
