ERPS(以太网环形保护交换)，有时被称为G.8032，在ITU-T G.8032中定义，在以太网层提供冗余路径技术，具有非常低的故障转移时间。正如其名称所示，该技术使用以太网交换机来创建一个高度可靠和稳定的环形拓扑，从而可以构建一个健壮的网络。该技术允许服务质量(QoS)的合并，它允许网络设计人员遵守服务提供商行业指示的sla(服务水平协议)。
该技术为网络中随处可见的常见链路故障提供了解决方案，但在某些应用程序中，它并不是唯一的、第一的甚至是最好的解决方案。RPR(弹性分组环)、SONET(同步光网络)和SDH(同步数字层次结构)是已经存在多年的环技术，并因其强大的能力而受到喜爱。然而，这些技术并不使用以太网，因此需要付出一定的成本。使用以太网的动力，正如在运营商网络中看到的那样，是成本之一。以太网技术被广泛使用，这降低了硬件安装和维护的成本。几乎每个网络工程师都了解以太网，但几乎没有人使用过SONET。这意味着，具备理解以太网技能的工程师随处可见，而其他许多技术并非如此。将其与经济的硬件相结合，以太网解决问题的方案比其他技术更可取。
为了更好地理解以太网环技术，我们必须首先理解什么是环。环路是一种配置，其中以太网帧在网络中传播，并最终返回到它开始的地方。图1中右边的图像是一个简单循环的例子。如果我们假设在这些以太网交换机上没有使用防止环路的协议，我们就可以看到一个帧可以从一个交换机发送到下一个交换机。它会不停地转啊转，耗尽带宽。更麻烦的是，在循环中传递的帧会对MAC地址表造成严重破坏。其结果是一个不允许数据包通过的网络。
现在我们了解了循环，我们也知道循环是不好的，但我们希望有循环提供的路径冗余。erp是实现这一目标的一种方法。以太网环由交换机组成，它们形成一个闭合的物理环。每个环形交换机与相邻的两台以太网环形交换机相连。这正是我们之前说要避免的，但是由于每个环交换机在连接它们的端口上运行ERPS，所以它是有效的。
这当然是一个太简单的回答，但它确实是用一种尽可能简洁的方式描述了它。让我们更深入地研究一下。下面的图1.0显示了配置在一个环中的四个开关。交换机A到D的端口P1和P2都被配置为参与一个环，特别是ERPS。其中一个交换机需要将其中一个端口配置为戒指的所有者。以交换机A为例，端口P1为“Owner”。交换机B的P1端口与“Owner”端口直接相连，需要指定为“Neighbor”。这是一种让交换机B，端口P1知道它直接连接到戒指的主人。这一点很重要，因为为了防止循环，这个环中的一个链接不能传递数据。在环中涉及的所有其他端口都必须被定义为环的一部分，而不是所有者或邻居。 While the rest of the loop is intact, the Owner blocks traffic from passing thus preventing the loop. Switch B will also start blocking traffic going out of the P1 port because it has determined that the rest of the ring is intact. This is the ring in a converged state under normal conditions. The word converged is used to refer to a ring that has settled into a particular configuration. It is no longer in a transitional state.
现在让我们看看有缺陷的戒指。在下面的图1.1中，交换机B和交换机c之间发生了故障，交换机a和交换机B已经被通知了故障，并开始允许流量通过它们共享的链路。ERPS可以在50毫秒内完成这一更改。交换机B和交换机C将开始阻塞它们之间的流量，但继续检查链路是否有故障。
一旦断开的连接修复，如果配置为恢复状态，则该环将恢复到“Owner”端口和“Neighbor”端口阻塞流量的状态。如果环被配置为不可恢复，则环将继续阻塞断开链路的端口，等待管理员将环复位到正常状态。这可以帮助链接可能是摆动或故障可能是间歇性的。
让我们看看如何在Antaira交换机上配置erp。在配置一个环的成员时，您需要知道哪两个端口将参与到环中，它们将扮演什么角色，环ID, APS通道，最后，您是否希望环是可恢复的。下面的图2是Antaira开关的屏幕截图，显示了该信息是如何输入的。
端口选择和角色在这里应该非常明显，但是Ring ID和APS通道更有趣一些。APS通道是一个VLAN标签，被赋予包含称为R-APS(环自动保护交换)消息的环控制命令的帧。环的所有成员必须具有相同的APS通道。通过将这些帧封装在VLAN中，协议可以将R-APS消息包含到环中，而不会用无用的帧污染网络的其他部分。此外，由于控制帧只需要绕着环运行，环状态的变化可以快速地通过参与环的交换机传播。这将导致非常快速的更改来修复环中的错误。Ring ID被附加到R-APS控制消息的每一帧，以防止使用同一个APS通道时来自一个环的消息与另一个环的消息混淆
可逆的ERPS配置将使环在故障修复后收敛回正常状态。在大多数情况下，这是一种首选的行为，但有时当链接出现间歇性问题且不能立即修复时，就需要使用非回复配置。这将使环处于故障转移状态，直到管理员可以将环重置回其正常状态
但是参与环的交换机是如何确定链路状态的呢?当数据不能通过时，PHY(物理层)的链路可能保持连接，因此单纯依靠物理层状态是不理想的。CFM(连通性故障管理)和线路状态消息用于检测环链路和交换机故障。这提供了更真实的连接测试，并允许更快地检测故障。CFM使用来自802.1ag标准的CCM(连续性检查消息)，根据g.8032标准的规定，间隔设置为3.3ms，提供非常快速的故障检测和拓扑收敛。
这里有几个R-APS控制消息值得注意。环上的故障将启动一个R-APS信号故障(R-APS SF)消息，同时也会阻塞失败的端口。该消息将由参与该环的两个已经识别出故障的交换机发送出去。在获得此消息后，环的所有者和环的邻居将解除阻塞他们的端口。
当故障修复后，假设环路配置为可恢复状态，与恢复链路相连的交换机将发送R-APS NR (R-APS No Request)消息。RPL (ring protection link)所有者和邻居阻断RPL端口，发送R-APS NR和R-APS RPL (R-APS NR, RB)消息。这些消息会使除RPL所有者和邻居之外的所有其他交换机解除阻塞所有阻塞的端口。在非恢复配置中，故障的修复不会导致R-APS NR消息的发送，而是等待管理员将收敛恢复到正常状态。
有趣的是，以太网环保护(ERP)协议适用于环形拓扑中的单向故障和多链路故障场景。
在交换机之间失去连接之前，单个环可以承受单个故障。环越大，一次出现多个故障的可能性就越大。为了解决这个问题，G.8032(版本2)可以在一个交换机上有多个环。在下面的图2.0中，开关B和C有两个不同的环。如果每个故障发生在不同的环上，则A和F之间的连通性可以在两个地方维持故障。
通过增加更多的环，网络变得更有弹性的故障，开始看起来像一个梯子，如图2.1所示。这被称为多环/阶梯网络。
在以太网世界中，ERPS并不是唯一提供链路冗余的。基于生成树，还有其他类型的年轮和技术。这里值得注意的是，ERPS并不总是提供弹性网络的最佳解决方案。
专有环已经存在了一段时间，但正如名称所示，它们在异构网络或拥有多个硬件制造商的网络中是不可用的。随着越来越多的电子制造商进入网络市场，异构网络正变得越来越普遍。有一些环技术最初是私有的，但已经向其他制造商开放，如MRP(媒体冗余协议)。MRP在以太网交换机的MAC层运行，是Hirschman交换机自2003年以来使用的HiPER-Ring协议的直接演变。该协议广泛应用于赫希曼开关主导多年的市场。
基于生成树的冗余通常比环收敛得慢，但根据实现方式，需要的配置更少。当与vlan (mstp -多生成树协议)一起使用时，该技术将在所有链路保持可用的情况下使用所有路径获得最大带宽。这种情况下，配置可能比ERPS更复杂。一般来说，生成树技术最好用于较小的网络或设备组，因为当太多的设备参与同一生成树时，生成树技术会变慢。
没有一种技术适用于所有应用。ERPS戒指已经找到了一个利基市场，它们不仅表现出色，而且目前提供了最好的选择。你还想知道更多吗?请联系销售工程师在Antaira找到更多或安排演示。
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