2024年4月8日发(作者：纵醉)
校园网核心环网解决方案
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大中小
1 前言
随着万兆以太网技术的飞速发展以及应用的不断提升，采用性价比极高的以太网技术来构建
大型的企业网、城域网已经成为一个不可阻挡的趋势。在这类规模大、业务多的网络环境里面，
传统的多级级联式的树型以太网，在故障恢复时间、保护机制以及对组播应用的支持方面还存在
一定不足，难以支持宽带数据网络用户不断发展的需求。以太网（IEEE 802.3）始终没有解决快
速收敛问题。任何链路的中断会导致网络长达数十秒的不可使用，这对承载于网络上的各种实时
业务是难以忍受的。为了解决快速收敛的问题，IEEE工作组又提出了IEEE802.17 RPR技术，RPR
达到了50ms倒换的自愈保护能力。但是相对传统低成本的以太网技术，投资额成了RPR应用的
一个障碍，通常只有对可靠性要求非常严格的用户才会考虑使用RPR技术，而更多的用户需要一
种将以太网低成本与RPR高可靠相结合的技术，既可以大幅减少网络自愈的收敛时间，而又不会
增加投资额。
锐捷网络以太环网技术作为一种大型的环形以太网部署技术，将高端的万兆链路技术和高性
能、高可靠性的环网自愈协议相结合，解决了传统数据网保护能力弱、故障恢复时间长等问题，
是高端网络部署的一种重要的技术选择和解决方案。RERP是一个专门应用于以太网环的链路层
协议，是锐捷网络针对以太环网应用推出的高可靠性的解决方案。可以防止环路上的广播风暴，
链路故障时具有快速收敛的特点。以太环网保护技术在RFC3619(EAPs)中有一个初步的描述，但
仅仅是作为一个参考草案，目前业界仅有少数厂商提供了相关的产品实现。锐捷网络基于对万兆
以太网技术的深刻理解，在RFC3619的基础上，自主开发了RERP协议，并已在锐捷网络的
RG-S8600、RG-S9600等高端系列交换机上实现。
2 校园网核心环网需求分析
传统核心网络设计模模型图
传统统核心网络的的优点：
设备稳定可靠靠性较高、运运行OSPF收敛敛时间在十几几秒时间左右，，基本满足校校园网日常应应用；
还可以优优化提升的机机会点：
1、链路路稳定可靠性性较低，如果果光纤被挖断，，网络中断，存在SRG共享风险组；
2、传统核心心网络收敛速度较慢，无法法满足学校视视频会议、语音音与视频点播播等实时业务务的要
求；
3、如何更好的节省省核心网络的的端口资源和光光纤资源？
4、出现网络络故障恢复相对较慢，任何何链路的中断断会导致网络长长达数十秒的的不可用；导导致运
营校园园网大量用户投诉。
2.1 需要满足足学校语音与视视频点播等实实时业务
核核心网收敛速度度慢，无法满满足学校语音与视频点播等等实时业务的的要求。
2.2 需要满足学学校运营需求求，保证故障恢恢复时间
出现网络故障障恢复较慢，任何链路的中断会导致网网络长达数十十秒的不可用；；导致运营校校园网
大大量用户投诉。
2.3 需需要更高的链链路保护，解决决存在的管道道共享风险组组
双归属核心网络中，光纤纤都处于一个地沟或管道中中，出现了SRRG共享风险组组，链路保护护存在
风险。
2.4 需要提高高交换机端口口及光纤资源利利用率
双归属核心心网络比较浪浪费核心交换机的端口资源源和光纤资源源。
3 校校园网核心环网网解决方案
3.1 解决方案案拓扑图
RERP应用于于以太环网，链链路故障时可可以提供小于50ms的快速收敛，从而实实现链路的快快速切
换。保证IP电话话、视频会议等等业务完全不不被网络切换换所影响。在RERPR环网上可可以承载IPvv4/v6
业务务、MPLS业务务。以太环网作作为一种大型型的环形以太太网部署技术，，将高端的万万兆链路技术和高
性能能、高可靠性的的环网自愈协议相结合，解解决了传统数据据网保护能力力弱、故障恢复复时间长等问问题，
是高端网网络部署的一一种重要的技术选择和解决决方案。
3.2 解决方案技术术原理简介
3.2.11 健康检测与与端口堵塞
图3-1 主节点3的环路阻断
如图所示，主主节点定期从从主端口向Reegion发送REERP Hello报文来检测链路路健康状况，如果
Regiion中的所有有链路都是健康康的，则该报报文会在主节节点的从端口接接收到。在正正常情况下，主节
点通通过将从端口阻塞，使得所所有数据vlann的数据在该该端口上不会被被转发，从而而可以剪除整整个环
网中的二层环路路。
3.2.2 链链路中断与与业务流恢复复
图3-2 链路路发生故障与与业务流恢复
当环网中某条条链路出现故故障，比如说传传输节点1设备和传输节设节点2设备间的的线路中断掉掉，此
时传传输节点1和传输节点2都会识别到线都线路中断的情况况(线路DOWNN)。传输节点点1会通过另一个
健康康端口的Conttrol Vlan向主节点的从端端口发送一个个链路LINK DDOWN信息。传传输节点2也通过也
另一个健康康端口的Conttrol Vlan向主节点的主端向端口发送一个个链路LINK DDOWN信息。
主节点在收到到LINK DOWNN信息后将清除本机保存的的的数据VLANN 相关的二层层转发信息和和三层
的IP转发信息，以便重新学习新的地址信信息。同时，主节点还将向环路发送FFLUSH NOW报文，报
通知知所有的传输节节点设备清除除所有数据VLLAN相关的二二层转发信息和和三层的IP转发表，同时时将从
端端口的阻塞状态态恢复为转发发状态，实现链路的切换和和业务流恢复复。
3.2.3 链路恢复与与链路再切换
图3-3 链链路恢复与链路再切换
当环网的中断断链路恢复时时，比如说传传输节点1和传传输节点2间的中断线路间又恢复连接((线路
UP)。。此时传输节节点1和传输节点2都会将将连接在这条条刚恢复的链路路两端的端口口设置成临时时阻塞
状态态，不允许转发发任何数据vllan的报文，而而后它们都通通过之前健康的的端口向主节节点发送链路LINK
UP通告。
主节点收到LINK UP通告告后将从端口重重新设置成阻阻塞状态，而后后主节点会通通过主端口和和从端
口向向Region发送送FLUSH NOW报文通告Reggion中的各个个传输节点清清除所有数据VLAN中的二二层地
址表表信息和三层的IP转发表。传输节点1和传输节点点2两台设备在在收到主节点点的FLUSH NOOW报
文后后，除了清除所所有数据VLAAN内的二层地地址表信息和三层的IP转发表外，转同时时将处于临时时阻塞
的端口口恢复成转发状态。
3.22.4 主节点失失效检测
图3-44 主节点出现现故障
用户可以指定定某台传输节节点设备为备备份主节点。如果备份主节点如点在一定时间间内没有检测测到主
节点点发出的HELLLO报文后，将将认为主节点点失效，同时自自动将自己升升级为主节点，并通过Helllo
报文文告知Regionn内的其它传输节点设备更更新主节点信信息。
备份主节点切切换为主节点点后，会即刻将从端口阻塞塞，防止可能能的环路出现。。由于主节点点失效
有多多种原因，包括括：主节点两两个端口的链路路断裂、主节节点二层交换异常、主节点点二层交换正正常但
软件件异常无法发出Hello报文文。在前两种情情况下，由于于备份主节点无无法在从端口口上接收到备备份主
节点点自己发出的Hello报文，因此一段时间之后，备份份主节点将把把从端口设置成成转发状态。对于
主节节点异常发不出报文的情况况，由于主节点点的二层交换换还是正常的的，备份主节点点会在从端口口上接
收到到Hello报文，，因此备份主主节点的从端端口会一直处于于阻塞状态。
如果备份主节节点再次收到到原来主节点点发出的Hello报文，则会将将控制权重新新交还给原有有的主
节点点，并将从端口设置成转发发状态，然后后自身重新降级级为备份主节节点。
3.3 典型应应用模式
3.3.1 单环环组网
当网络拓扑中只有一个环环的情况下，只只需定义一个个RERP域和一一个RERP环。。每台设备都都有两
个端端口接入到环，，网络设备间间以环形拓扑通过Trunk口连接。口当网络拓扑发生改改变时，单环环的收
敛时时间最短。
33.3.2 相切环环组网
锐捷网络REERP支持多环相切组网，即即网络拓扑中中有多个环，各各个环属于不不同的域且相相互之
间只只有一个公共点点。如图所示示，Region1和Region2由于于业务需求需需要进行互相通通信。通过配配置，
我们们指定两个Reegion共享一台设备，这样样在该设备上上将有两组主从从端口分属于于两个Regionn。这
两组组主从端口间的RERP信息是隔离的，但数据报文却但却允许通信，从而保证了数从数据VLAN连通通，但
各自自的环路控制隔隔离。这样该设备既能负责责两个Regionn间的数据转转发，又能在所所属的两个Reegion
里承承担各自的环路路保护角色。当网络规模较大，同级网网络需要划分分管理时，可以以采用这种组组网方
式。
33.3.3 相交环环组网
网络中有两个个或两个以上上的环，两环相交有两个交交点。交点即为两环公共节节点。公共节节点之
间直直连的链路为两两环的公共链链路。此时只只要配置一个域域，选择其中中一个为主环，其它的为子子环。
在相相交环中，主环环可以为子环环提供两条备备份链路，使得得组网的灵活活性和稳固性加强。
4 解决方案案价值和特点
高可靠：
以太环网上任一链路或节点的发生故障时，以太环网解决方案能保证链路倒换时间为50ms以
内，业务倒换时间在50-200ms之间。
低成本：
以太环网相对SDH/RPR等环网技术说，最大的优势就是便宜。以太环网技术是一个基于以
太网技术的纯软件功能，无需要增加任何新硬件，实现十分简单，丝毫不增加组网成本；核心网
络采用环网架构可以提高交换机端口和光纤资源的利用率。
安全保障：
使用专属VLAN传送控制报文，与其他数据报文隔离，保证控制报文不受用户网络情况的影
响，保证其安全性，并且通过给此VLAN设置优先级，保证控制报文优先传输；环网拓扑下的网
络由于节点间的光纤分别走不同的管道，不会存在SRG的问题，同时提供快速的保护倒换；以太
环网的应用不会破坏IP分组交换的一些好处，比如带宽控制、链路复用等。
扩展性好：
以太环网和链路无关，只要是以太链路，无论100M还是1G，或者10G都可以轻松部署，支
持链路聚合。
QoS保证：
支持原有的以太网Qos能力，支持Qos平滑过渡。
带宽的利用率比较高：
RERP环上带宽只在通信的节点之间消耗，单播数据只占用RERP环上源和目的设备间的带宽。
与其它协议的共存：
RERP能与VRRP、OSPF、BGP等多种三层协议共存，也可与STP、RSTP等二层协议共存，对
于学校应用热点的IPV6技术、MPLS技术支持良好。
5 结束语
随着IP网络向多业务承载方向的发展，3G/NGN、IPTV等业务对于网络的可靠性、QOS要求
越来越高。在三层网络中，可以通过路由快速收敛来保证，而对于接入网二层网络，传统的技术
不能满足快速收敛、链路切换的要求。RERP为二层以太网络提供高可靠性和服务质量保证，可
以防止环路上的广播风暴，链路故障时可以提供小于50ms的快速收敛，从而实现链路的快速切
换。锐捷网络的以太网交换机提供对RERP的支持，可以应用于宽带接入网，在二层网络中提供
对于电信级业务的高可靠性和QOS的保障。
2024年4月8日发(作者：纵醉)
校园网核心环网解决方案
下载
大中小
1 前言
随着万兆以太网技术的飞速发展以及应用的不断提升，采用性价比极高的以太网技术来构建
大型的企业网、城域网已经成为一个不可阻挡的趋势。在这类规模大、业务多的网络环境里面，
传统的多级级联式的树型以太网，在故障恢复时间、保护机制以及对组播应用的支持方面还存在
一定不足，难以支持宽带数据网络用户不断发展的需求。以太网（IEEE 802.3）始终没有解决快
速收敛问题。任何链路的中断会导致网络长达数十秒的不可使用，这对承载于网络上的各种实时
业务是难以忍受的。为了解决快速收敛的问题，IEEE工作组又提出了IEEE802.17 RPR技术，RPR
达到了50ms倒换的自愈保护能力。但是相对传统低成本的以太网技术，投资额成了RPR应用的
一个障碍，通常只有对可靠性要求非常严格的用户才会考虑使用RPR技术，而更多的用户需要一
种将以太网低成本与RPR高可靠相结合的技术，既可以大幅减少网络自愈的收敛时间，而又不会
增加投资额。
锐捷网络以太环网技术作为一种大型的环形以太网部署技术，将高端的万兆链路技术和高性
能、高可靠性的环网自愈协议相结合，解决了传统数据网保护能力弱、故障恢复时间长等问题，
是高端网络部署的一种重要的技术选择和解决方案。RERP是一个专门应用于以太网环的链路层
协议，是锐捷网络针对以太环网应用推出的高可靠性的解决方案。可以防止环路上的广播风暴，
链路故障时具有快速收敛的特点。以太环网保护技术在RFC3619(EAPs)中有一个初步的描述，但
仅仅是作为一个参考草案，目前业界仅有少数厂商提供了相关的产品实现。锐捷网络基于对万兆
以太网技术的深刻理解，在RFC3619的基础上，自主开发了RERP协议，并已在锐捷网络的
RG-S8600、RG-S9600等高端系列交换机上实现。
2 校园网核心环网需求分析
传统核心网络设计模模型图
传统统核心网络的的优点：
设备稳定可靠靠性较高、运运行OSPF收敛敛时间在十几几秒时间左右，，基本满足校校园网日常应应用；
还可以优优化提升的机机会点：
1、链路路稳定可靠性性较低，如果果光纤被挖断，，网络中断，存在SRG共享风险组；
2、传统核心心网络收敛速度较慢，无法法满足学校视视频会议、语音音与视频点播播等实时业务务的要
求；
3、如何更好的节省省核心网络的的端口资源和光光纤资源？
4、出现网络络故障恢复相对较慢，任何何链路的中断断会导致网络长长达数十秒的的不可用；导导致运
营校园园网大量用户投诉。
2.1 需要满足足学校语音与视视频点播等实实时业务
核核心网收敛速度度慢，无法满满足学校语音与视频点播等等实时业务的的要求。
2.2 需要满足学学校运营需求求，保证故障恢恢复时间
出现网络故障障恢复较慢，任何链路的中断会导致网网络长达数十十秒的不可用；；导致运营校校园网
大大量用户投诉。
2.3 需需要更高的链链路保护，解决决存在的管道道共享风险组组
双归属核心网络中，光纤纤都处于一个地沟或管道中中，出现了SRRG共享风险组组，链路保护护存在
风险。
2.4 需要提高高交换机端口口及光纤资源利利用率
双归属核心心网络比较浪浪费核心交换机的端口资源源和光纤资源源。
3 校校园网核心环网网解决方案
3.1 解决方案案拓扑图
RERP应用于于以太环网，链链路故障时可可以提供小于50ms的快速收敛，从而实实现链路的快快速切
换。保证IP电话话、视频会议等等业务完全不不被网络切换换所影响。在RERPR环网上可可以承载IPvv4/v6
业务务、MPLS业务务。以太环网作作为一种大型型的环形以太太网部署技术，，将高端的万万兆链路技术和高
性能能、高可靠性的的环网自愈协议相结合，解解决了传统数据据网保护能力力弱、故障恢复复时间长等问问题，
是高端网网络部署的一一种重要的技术选择和解决决方案。
3.2 解决方案技术术原理简介
3.2.11 健康检测与与端口堵塞
图3-1 主节点3的环路阻断
如图所示，主主节点定期从从主端口向Reegion发送REERP Hello报文来检测链路路健康状况，如果
Regiion中的所有有链路都是健康康的，则该报报文会在主节节点的从端口接接收到。在正正常情况下，主节
点通通过将从端口阻塞，使得所所有数据vlann的数据在该该端口上不会被被转发，从而而可以剪除整整个环
网中的二层环路路。
3.2.2 链链路中断与与业务流恢复复
图3-2 链路路发生故障与与业务流恢复
当环网中某条条链路出现故故障，比如说传传输节点1设备和传输节设节点2设备间的的线路中断掉掉，此
时传传输节点1和传输节点2都会识别到线都线路中断的情况况(线路DOWNN)。传输节点点1会通过另一个
健康康端口的Conttrol Vlan向主节点的从端端口发送一个个链路LINK DDOWN信息。传传输节点2也通过也
另一个健康康端口的Conttrol Vlan向主节点的主端向端口发送一个个链路LINK DDOWN信息。
主节点在收到到LINK DOWNN信息后将清除本机保存的的的数据VLANN 相关的二层层转发信息和和三层
的IP转发信息，以便重新学习新的地址信信息。同时，主节点还将向环路发送FFLUSH NOW报文，报
通知知所有的传输节节点设备清除除所有数据VLLAN相关的二二层转发信息和和三层的IP转发表，同时时将从
端端口的阻塞状态态恢复为转发发状态，实现链路的切换和和业务流恢复复。
3.2.3 链路恢复与与链路再切换
图3-3 链链路恢复与链路再切换
当环网的中断断链路恢复时时，比如说传传输节点1和传传输节点2间的中断线路间又恢复连接((线路
UP)。。此时传输节节点1和传输节点2都会将将连接在这条条刚恢复的链路路两端的端口口设置成临时时阻塞
状态态，不允许转发发任何数据vllan的报文，而而后它们都通通过之前健康的的端口向主节节点发送链路LINK
UP通告。
主节点收到LINK UP通告告后将从端口重重新设置成阻阻塞状态，而后后主节点会通通过主端口和和从端
口向向Region发送送FLUSH NOW报文通告Reggion中的各个个传输节点清清除所有数据VLAN中的二二层地
址表表信息和三层的IP转发表。传输节点1和传输节点点2两台设备在在收到主节点点的FLUSH NOOW报
文后后，除了清除所所有数据VLAAN内的二层地地址表信息和三层的IP转发表外，转同时时将处于临时时阻塞
的端口口恢复成转发状态。
3.22.4 主节点失失效检测
图3-44 主节点出现现故障
用户可以指定定某台传输节节点设备为备备份主节点。如果备份主节点如点在一定时间间内没有检测测到主
节点点发出的HELLLO报文后，将将认为主节点点失效，同时自自动将自己升升级为主节点，并通过Helllo
报文文告知Regionn内的其它传输节点设备更更新主节点信信息。
备份主节点切切换为主节点点后，会即刻将从端口阻塞塞，防止可能能的环路出现。。由于主节点点失效
有多多种原因，包括括：主节点两两个端口的链路路断裂、主节节点二层交换异常、主节点点二层交换正正常但
软件件异常无法发出Hello报文文。在前两种情情况下，由于于备份主节点无无法在从端口口上接收到备备份主
节点点自己发出的Hello报文，因此一段时间之后，备份份主节点将把把从端口设置成成转发状态。对于
主节节点异常发不出报文的情况况，由于主节点点的二层交换换还是正常的的，备份主节点点会在从端口口上接
收到到Hello报文，，因此备份主主节点的从端端口会一直处于于阻塞状态。
如果备份主节节点再次收到到原来主节点点发出的Hello报文，则会将将控制权重新新交还给原有有的主
节点点，并将从端口设置成转发发状态，然后后自身重新降级级为备份主节节点。
3.3 典型应应用模式
3.3.1 单环环组网
当网络拓扑中只有一个环环的情况下，只只需定义一个个RERP域和一一个RERP环。。每台设备都都有两
个端端口接入到环，，网络设备间间以环形拓扑通过Trunk口连接。口当网络拓扑发生改改变时，单环环的收
敛时时间最短。
33.3.2 相切环环组网
锐捷网络REERP支持多环相切组网，即即网络拓扑中中有多个环，各各个环属于不不同的域且相相互之
间只只有一个公共点点。如图所示示，Region1和Region2由于于业务需求需需要进行互相通通信。通过配配置，
我们们指定两个Reegion共享一台设备，这样样在该设备上上将有两组主从从端口分属于于两个Regionn。这
两组组主从端口间的RERP信息是隔离的，但数据报文却但却允许通信，从而保证了数从数据VLAN连通通，但
各自自的环路控制隔隔离。这样该设备既能负责责两个Regionn间的数据转转发，又能在所所属的两个Reegion
里承承担各自的环路路保护角色。当网络规模较大，同级网网络需要划分分管理时，可以以采用这种组组网方
式。
33.3.3 相交环环组网
网络中有两个个或两个以上上的环，两环相交有两个交交点。交点即为两环公共节节点。公共节节点之
间直直连的链路为两两环的公共链链路。此时只只要配置一个域域，选择其中中一个为主环，其它的为子子环。
在相相交环中，主环环可以为子环环提供两条备备份链路，使得得组网的灵活活性和稳固性加强。
4 解决方案案价值和特点
高可靠：
以太环网上任一链路或节点的发生故障时，以太环网解决方案能保证链路倒换时间为50ms以
内，业务倒换时间在50-200ms之间。
低成本：
以太环网相对SDH/RPR等环网技术说，最大的优势就是便宜。以太环网技术是一个基于以
太网技术的纯软件功能，无需要增加任何新硬件，实现十分简单，丝毫不增加组网成本；核心网
络采用环网架构可以提高交换机端口和光纤资源的利用率。
安全保障：
使用专属VLAN传送控制报文，与其他数据报文隔离，保证控制报文不受用户网络情况的影
响，保证其安全性，并且通过给此VLAN设置优先级，保证控制报文优先传输；环网拓扑下的网
络由于节点间的光纤分别走不同的管道，不会存在SRG的问题，同时提供快速的保护倒换；以太
环网的应用不会破坏IP分组交换的一些好处，比如带宽控制、链路复用等。
扩展性好：
以太环网和链路无关，只要是以太链路，无论100M还是1G，或者10G都可以轻松部署，支
持链路聚合。
QoS保证：
支持原有的以太网Qos能力，支持Qos平滑过渡。
带宽的利用率比较高：
RERP环上带宽只在通信的节点之间消耗，单播数据只占用RERP环上源和目的设备间的带宽。
与其它协议的共存：
RERP能与VRRP、OSPF、BGP等多种三层协议共存，也可与STP、RSTP等二层协议共存，对
于学校应用热点的IPV6技术、MPLS技术支持良好。
5 结束语
随着IP网络向多业务承载方向的发展，3G/NGN、IPTV等业务对于网络的可靠性、QOS要求
越来越高。在三层网络中，可以通过路由快速收敛来保证，而对于接入网二层网络，传统的技术
不能满足快速收敛、链路切换的要求。RERP为二层以太网络提供高可靠性和服务质量保证，可
以防止环路上的广播风暴，链路故障时可以提供小于50ms的快速收敛，从而实现链路的快速切
换。锐捷网络的以太网交换机提供对RERP的支持，可以应用于宽带接入网，在二层网络中提供
对于电信级业务的高可靠性和QOS的保障。