Protocole de redondance PRP (Parallel Redundancy Protocol)

Le protocole PRP permet de créer une redondance réseau et peut être construit sur la base d'une communication de données véritablement ininterrompue (« Temps de basculement » de 0 ms).

Si un anneau MRP rapide peut respecter un très grand nombre d’exigences, il existe encore des applications qui ne peuvent tolérer aucun temps de basculement.

Logo PRP Protocole de redondance parallèle

Pour répondre à ces exigences, nous devons adopter une approche entièrement nouvelle de la question de la haute disponibilité garantie. Cette nouvelle approche de la redondance réseau repose sur la disponibilité de deux chemins actifs indépendants entre deux appareils. L’expéditeur utilise deux interfaces réseau indépendantes qui transmettent les mêmes données simultanément. Le protocole de contrôle de la redondance confirme alors que le destinataire utilise uniquement le premier paquet de données et rejette le second. Si un seul paquet est reçu, le destinataire sait qu’une défaillance s’est produite sur l’autre chemin. Ce principe est utilisé par le protocole de redondance parallèle (PRP), décrit dans la norme CEI 62439-3. Le protocole PRP utilise deux réseaux indépendants, quelle que soit leur topologie, et il n’est pas limité aux réseaux en anneau.

 

Les deux réseaux parallèles indépendants peuvent être des anneaux MRP, des réseaux RSTP et même des réseaux sans aucune redondance. Le principal avantage du PRP réside dans ses basculements sans interruption, qui interviennent instantanément en cas de panne et optimisent la disponibilité. Naturellement, cela suppose que les deux réseaux ne tombent pas en panne simultanément.

 

Le protocole PRP est implémenté dans les terminaux, tandis que les commutateurs utilisés dans les réseaux sont des commutateurs standard qui ne font pas appel à PRP.

Un terminal doté de la fonctionnalité PRP est appelé nœud à double attache pour PRP (DAN P) et dispose d’une connexion à chacun des deux réseaux indépendants. Ces deux réseaux peuvent avoir la même structure ou peuvent différer en termes de topologie et/ou de performance. Un périphérique standard doté d'une seule interface réseau (nœud connecté unique, SAN) peut être connecté directement à l’un des deux réseaux. Naturellement, l’appareil ne disposera pas dans ce cas d'un chemin redondant en cas de panne.

 

Un SAN peut également être connecté à un boîtier de redondance (RedBox) qui connecte un ou plusieurs SAN aux deux réseaux. Les SAN peuvent être des appareils standard, qui ne font pas appel au protocole PRP. Dans de nombreuses applications, seuls les équipements stratégiques auront besoin d’une double interface réseau et les appareils moins essentiels peuvent être connectés en tant que SAN, avec ou sans boîtier de redondance.

Explication détaillée de l’image du protocole de redondance parallèle

Réseau avec protocole de redondance parallèle

 

Une implémentation DAN P contrôle la redondance et traite les doublons.

Lorsque les couches supérieures reçoivent un paquet pour transmission, l’unité PRP envoie cette trame au réseau sur les deux ports simultanément. Lorsque ces deux trames traversent les deux réseaux indépendants, leur acheminement vers le destinataire présentera normalement des retards différents. À destination, l’unité PRP transmet le premier paquet vers les couches supérieures (l’application), et rejette le second. L’interface de l’application est donc identique à toute autre interface réseau Ethernet.

Le boîtier de redondance implémente le protocole PRP pour tous les SAN connectés, assure plus ou moins une fonction de proxy de redondance pour tous les types d’équipements standard. Les doublons sont reconnus au moyen des remorques de contrôle de redondance (RCT) introduites dans chaque trame par une connexion PRP ou RedBox. Outre un identificateur de réseau (LAN A ou B) et la longueur des données utilisateur contenues dans la trame, ces champs d’identification 32 bits comportent également un numéro de séquence incrémenté pour chacune des trames envoyées par un nœud.

 

Une connexion RedBox ou DAN P peut ainsi reconnaître les doublons, et si nécessaire les rejeter, sur la base des caractéristiques clairement identifiables contenues dans chaque trame (adresse source physique [MAC] et numéro de séquence). Étant donné que la remorque RCT est insérée à la fin de la trame, les SAN peuvent toujours lire le trafic du protocole et ils interprètent l simplement comme un remplissage supplémentaire sans signification. Cela signifie qu’un SAN connecté directement à un réseau PRP (sans RedBox) peut communiquer avec tous les DAN P et tous les SAN du même réseau (A ou B). Il ne manque que les connexions aux nœuds de l’autre réseau, car un DAN P ne transmet aucune trame d’un LAN à l’autre. Les temps de basculement PRP respectent les exigences les plus élevées. Le protocole PRP offre également une extrême flexibilité en ce qui concerne la structure du réseau et les topologies possibles, mais il nécessite toujours un double de l’infrastructure installée des commutateurs et autres composants réseau.

 
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