Redondance transparente haute disponibilité

Le HSR assure principalement une fonction de redondance de médias et peut être utiisé pour une transmission de données totalement ininterrompue (« temps de basculement » de 0 ms).

Le protocole HSR (1High-availability Seamless Redundancy) est un développement ultérieur de l’approche PRP

 

Logo HSR (1High-availability Seamless Redundancy)

Le HSR assure principalement une redondance de médias tandis que le PRP, comme décrit dans la section précédente, crée une redondance réseau. Le PRP et le HSR sont tous deux décrits dans la norme CEI 62439 3. Contrairement au PRP, le HSR est principalement conçu pour être utilisé dans des topologies en anneau (couplés de manière redondante). À l'instar du PRP, il utilise deux ports réseau, mais contrairement au PRP, une connexion HSR intègre un DAN H (nœud à double association pour le HSR) qui connecte les deux interfaces pour former un anneau (voir Figure - Réseau en anneau HSR). Une trame de l’application reçoit un tag HSR par la connexion HSR.
Comme en PRP, le RCT contient la longueur des données utilisateur, le port qui les a transmises et le numéro de séquence de la trame.

 

Cependant, contrairement au PRP, l’en-tête HSR est utilisé pour encapsuler la trame Ethernet. L’avantage de cette procédure réside dans le fait que les doublons de toutes les trames sont reconnus dans tous les appareils dès réception de l’en-tête HSR. Il n’est pas nécessaire d’attendre la réception de la trame intégrale et de son RCT pour qu’un doublon puisse être reconnu comme tel. Cela signifie que, de manière similaire à la commutation cut-through, les connexions HSR et les RedBoxes peuvent commencer à transmettre la trame vers le deuxième port d'anneau dès que son en-tête HSR a été reçu et la reconnaissance des doublons effectuée.

 

Chaque nœud HSR prend les trames de données qui lui sont spécifiquement adressées sur le réseau et les retransmet à l'applicatif. Les nœuds de l'anneau transfèrent les messages Multicast and broadcast, puis les transmettent à l'applicatif. Afin d’éviter que les trames de Multicast and broadcast ne continuent à circuler indéfiniment, le nœud qui a initialement placé la trame de Multicast and broadcast sur l’anneau la retire dès qu’elle a terminé un cycle (voir Flux de données HSR dans Figure - Réseau en anneau HSR).

Image détaillée pour la page PRP - Protocole de redondance parallèle

Réseau en anneau HSR

 

Contrairement au PRP, il n’est pas possible d’intégrer des nœuds SAN directement dans un réseau HSR sans casser l’anneau : un SAN ne dispose pas de la deuxième interface réseau nécessaire pour un anneau fermé. C’est l’une des raisons pour lesquelles les SAN doivent être connectés aux réseaux HSR via des boîtiers de redondance (redundancy boxes). La deuxième raison est l’encapsulation du trafic réseau sur l’anneau effectuée par l’en-tête HSR. Contrairement au PRP, cela empêche les nœuds de réseau ordinaires de participer au trafic HSR. Bien que les nœuds SAN interprètent les RCT PRP comme du remplissage, cela n’est pas possible pour le tag HSR : sa position dans la trame signifie qu’elle est toujours interprétée comme une information de trame de couche 2 valide, ce qui empêche les nœuds SAN de lire correctement les données utilisateur de la trame.

 

Étant donné que certains appareils HSR peuvent avoir besoin de communiquer avec une station d'administration ou un ordinateur portable à des fins de configuration et de diagnostic, les connexions HSR acceptent temporairement les appareils qui transmettent des trames Ethernet standard, même sur des ports d'anneau. Dans ce cas, les connexions HSR communiquent sans encapsuler l’en-tête HSR, bien que ce trafic ne soit pas transmis au réseau HSR. Il fournit simplement des communications bidirectionnelles entre la station d'administration sur un port HSR et l'équipement HSR Les communications HSR normales ne sont pas redémarrées tant que l’anneau n’a pas été fermé. Les couplages entre deux anneaux HSR sont toujours mis en œuvre au moyen d'un composant de couplage d'anneaux (QuadBox). Ces composants facilitent le couplage entre deux HSR sans point de défaillance (voir Figure - Anneaux HSR couplés (extrait de la norme CEI 62439 3)).

 

En ce qui concerne les temps de basculement, le HSR se comporte comme le PRP : le HSR envoie des trames de données en double à partir des deux ports. De cette façon, si l'un des chemins ne fonctionne pas, les données seront toujours transmises sur le chemin qui reste intact.

Cela signifie que la redondance fonctionne à nouveau avec un temps de basculement nul et, que, contrairement au PRP, elle ne nécessite pas deux réseaux parallèles. Un réseau HSR est cependant moins flexible que le PRP au stade de l'installation, car il se trouve toujours dans une structure en anneau ou en anneaux couplés.

En raison de la double transmission des trames dans les deux directions, 50 % seulement de la bande passante est disponible pour le trafic de données.

Image détaillée pour la page PRP - Protocole de redondance parallèle

Anneaux HSR couplés (extrait de la norme CEI 62439 3)

 

Ressources connexes