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Meinberg, dispositivi e reti Parallel Redundancy Protocol (PRP): soluzioni professionali di sincronizzazione di tempo e frequenza

MeinbergRetiPRPImplementazione di dispositivi e reti PRP. 27 maggio 2021 di Douglas Arnold, Meinberg.
In un precedente post ho parlato dei nuovi protocolli di rete ridondanti High Availability Seamless Redundancy (HSR) e Parallel Redundancy Protocol (PRP). 
Questi protocolli sono definiti nello standard IEC 62439-3. Oggi voglio parlare più in dettaglio dei dispositivi e delle reti PRP.

Ricorda che una rete PRP ha due LAN Ethernet parallele a cui i dispositivi possono connettersi. 

Figura 1. Mostra i diversi modi in cui un dispositivo può collegarsi alle LAN PRP. 
I nodi doppiamente collegati (DAN) si connettono a entrambe le LAN. 

I singoli nodi collegati (SAN) si connettono solo a una delle LAN. 
L'opzione SAN consente ai dispositivi a una porta di connettersi alla rete PRP. 
Una SAN non ha bisogno di hardware ridondante, ma rinuncia ai vantaggi di una maggiore disponibilità tramite la ridondanza. 
Un normale dispositivo Ethernet può connettersi a una rete PRP E ottenere i vantaggi o la ridondanza collegandosi a una scatola di ridondanza (RedBox). 
Il Redbox traduce tra semplice Ethernet e PRP.

PRP network Figura 1. Una rete PRP che mostra le diverse modalità di connessione dei dispositivi. Le LAN sono reti di switch Ethernet interconnessi. Mostrato qui come una linea per semplicità.

Il modo in cui funziona è mostrato nella Figura 2. 
Durante la trasmissione, un DAN o un RedBox ricevono un messaggio da tradurre dai livelli più alti dello stack di rete e fanno due copie del messaggio, identiche tranne che per il LanID nell'intestazione del PRP, e nel checksum risultante. 
Le due copie del messaggio vengono trasmesse nelle due LAN PRP. Alla ricezione il DAN o RedBox invia la prima copia del messaggio ai livelli superiori dello stack di rete e scarta la seconda copia del messaggio.

 

 

PRP PTP stack 2048x1104Figura 2. I nodi PRP (DAN) doppiamente collegati trasmettono e ricevono messaggi.

IEC 62439-3 definisce anche una mappatura per PTP su PRP, illustrata nella Figura 3. 
Nota come il traffico PTP viene trattato in modo diverso rispetto ad altro traffico PRP. 
Nello slave PTP, invece di inoltrare la prima copia ricevuta di un messaggio PTP, alle applicazioni PTP, una porta viene selezionata come attiva e l'altra passiva. 
Il motivo è che il jitter temporale potrebbe essere aumentato, ad esempio, accettando il messaggio Sync a volte dalla porta A ea volte dalla porta B invece che in modo coerente dalla stessa porta. 
Lo slave PTP beneficia ancora della ridondanza poiché ha la capacità di commutare la porta attiva passiva e la porta passiva attiva se c'era un problema.

 

PRP stack 2048x1106Figura 3. I nodi PRP doppiamente collegati (DAN) trattano il PTP in modo diverso dagli altri messaggi PRP. 
Gli slave PTP hanno una porta attiva e passiva (di backup).

In nessun caso un DAN o RedBox può prendere messaggi o informazioni di protocollo ricevuti su una LAN e trasmetterli sull'altra. 
Ho dovuto scrivere la precedente dichiarazione in grassetto perché ci sono alcune implementazioni non conformi di PRP nel campo che non riescono a mantenere separate le LAN. 

Proteggere una LAN da tutto ciò che sta accadendo sull'altra fa parte di ciò che rende affidabile il PRP. 

Un errore di implementazione comune è che un RedBox agisce come un Boundary Clock rispetto al PTP, ma così facendo collega le LAN A e B insieme come un unico dominio PTP. Ciò interromperà la separazione delle LAN e viola la norma IEC 62439-3. 

Quindi, prova l'attrezzatura che acquisti, in laboratorio, prima di inserirla nella tua rete business-critical. 

Quel test potrebbe salvarti il lavoro.

https://www.meinbergglobal.com

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