弹性分组环

弹性分组环(ResilientPacketRing，RPR)是一种采用环型拓扑的城域网技术。2004年公布的IEEE802．17标准定义了RPR的介质访问控制方法、物理层接口以及层管理参数，并提出了用于环路检测和配置、失效恢复以及带宽管理的一系列协议。802．17标准也定义了环网与各种物理层的接口和系统管理信息库。RPR支持的数据速率可达10Gbps。

中文名：弹性分组环

外文名：ResilientPacketRing

简称：RPR

提出时间：2000

1、发展

弹性分组环(RPR)技术来源于Cisco公司2000年提出的DPT城域网解决方案．DPT可以使Cisco公司的吉比特交换路由器(GSR)在组网时共享同一带宽，并具有完善的保护倒换能力，可以达到电信级运营的要求。随后，Nortel公司基于自己设备的特点提出了IPT解决方案与Cisco公司抗衡。新兴的Luninous公司也推出了具有自己特色的解决方案RPT。这些方案虽然基本思路相似，但具体的实现方法却有很大的不同，包括在环上传输的包的封装结构、带宽共享控制协议、保护倒换协议和QoS策略等。RPR技术集IP的智能化、以太网的经济性以及光纤环网的高带宽效率和可靠性于一体，为宽带IP城域网运营商提供了一个良好的组网方案。RPR技术使得运营商在城域网内以低成本提供电信级的服务成为可能，在提供类似SDH级网络可靠性的同时还降低了传送费用。

RPR有别于传统的MAC，它最吸引人的特点是具有电信级的可靠性，使其不仅仅只是局限于处理面向数据的业务传送需求，同时可以形成处理多业务传送的综合传输解决方案。可以这样说，RPR是IP技术与光网络技术直接融合的产物，它源于客户对IP业务发展的需求，顺应最新的技术潮流，为IP城域网的建设带来了一套低成本、高品质的解决方案。

2、工作原理

RPR系统是由两个独立的、方向相反的单向环组合成的双环结构。一个单向环由一系列相连的节点组成，每个节点具有相同的数据速率，但可能具有不同的延时特性。RPR环上的节点数最多为255个，最长距离为2000km，数据传输速率可达10Gbit/s。

正常情况下两个环同时工作，当一个环发生故障时则由另一个环承担所有帧的传输。环网上的节点共享带宽，不需要进行电路指配。利用公平控制算法环网上的各个节点能够自动地完成带宽协调。每个节点都有一个环形网络拓扑图，都能将数据发送到光纤子环上，迭往目的节点。两个子环都可作为工作通道。为了防止光纤或节点故障发生时导致链路中断，利用保护算法来消除相应的故障段。

环中传送的帧类型可以包括单播帧、多播帧和组播帧。单播帧与多播帧及组播帧的处理方式是不相同的。单播帧由目的节点将数据帧接收并将其从环网上删除。多播帧及组播帧采用广播方式在环网中传输一周后，由源节点将其从环网上删除，同时为了防止帧在网上的无限循环，帧结构中还设置了TTL字段，帧每经过一个节点，TTL值减I，当TTL值为0时，收到该帧的任意点都将其从网上删除。

3、体系结构

MAC服务接口提供上层协议的服务原语：MAC控制子层控制MAC数据通路，维护MAC状态，并协调各种MAC功能的相互作用：MAC数据通路子层提供数据传输功能：MAC子层通过PHY服务接口发送/接收分组。

PRP体系结构

RPR采用了双环结构，由内层的环1(ringlet1)和外层的环0(ringletO)组成，每个环都是单方向传送。相邻工作站之间的跨距(span)包含传送方向相反的两条链路(Link)。如果x站接收Y站发出的分组，则x是Y的下游站，而Y是x的上游站。RPR支持多达255个工作站，最大环周长为2000km。

4、特点

①环回方式：在这种方式下，当节点检测到传输链路出现故障时，并不立即进行环保护切换，而是将帧继续向原环发送。当帧到达故障点(设备故障或传输介质故障)时，若此时故障点具有环回功能，则由故障点将帧进行环回，通过另一环进行传输。

②源节点切换方式：在这种方式下，当节点检测到传输链路出现故障时，立即将进入本节点的数据帧通过另一环传输出去，而终止向故障环的数据帧发送。

两种方式各具有其自身的优缺点。环回方式在故障点具有环回功能时，结构简单，数据包丢失少，但占用带宽多。源节点切换方式的优缺点正好与环回方式相反。无论那种方式，其切换时间均能达到50ms。

A类：保证信息速率(CIR)业务，需要固定分配带宽。这种业务支持有保证的带宽、低时延、低时延抖动的应用。适合语音、视频、电路仿真业务的应用。对于这类业务RPR采用预留带宽的方式予以保证。

B类：支持有保证信息速率和附加信息速率(EIR)。其中，CIR需要预分配带宽，而EIR并不预指派带宽而是通过公平算法动态获取带宽。B类业务对时延抖动要求低于A类，但仍然有指标要求。适合多种企业级的业务应用。对于这类业务中的有最低保证速率的业务采用带宽预留的方式，而对于附加流量，则自动参与公平算法。

c类：尽力传送业务。不分配带宽，不能保证数据传送速率、也不保证严格的时延抖动指标，适合IP业务的应用。对于这类业务则完全参与动态的带宽分配算法。