什么是MRP？

为什么需要MRP

传统的以太环网协议（如生成树协议）收敛时间较长（秒级），并且随着网络半径的增加，环网的收敛时间也会增长，因此在设备规模通常较大的工业以太网中，传统的以太环网协议无法满足工业场景的实时性和可靠性需求。

为解决上述问题，MRP协议应运而生。MRP能够在环形网络中消除环路、避免广播风暴；同时MRP又能提供节点和链路的冗余，当环形网络中的设备或设备间的链路发生单点故障时，MRP协议能够在短时间内恢复网络的功能，以满足工业场景需求，保证高可靠性的同时，提升可维护性。

MRP的典型应用场景

如下图所示，工业场景下，为保证高可靠性的同时，提升可维护性，可以部署MRP功能。MRP提供节点和链路的冗余，当环形网络中的设备或设备间的链路发生单点故障时，MRP协议能够在短时间内恢复网络的功能。

DeviceA～DeviceD组成MRP冗余域1，DeviceA作为MRP冗余域1的MRM，对MRP冗余域1的环路状态进行检测，并对冗余域进行管理。

MRP应用场景

MRP的工作原理

MRP协议部署在由多个设备组成的环网中，环网中的每个设备均运行MRP协议。

MRP冗余域

MRP冗余域模型图

在应用了MRP协议的组网中，对于一个MRP冗余环，每台支持MRP的设备都有且仅有两个端口连接其他设备，最终形成一个环形连接，这样的一个环形连接被称之为MRP环。每个MRP冗余环在MRP协议中都是一个冗余域。

设备间还可能通过多条物理链路进行连接，从而构建多个环形拓扑（例如Interface1互连形成的MRP冗余域1，以及Interface2互连形成MRP冗余域2）。此时，使用不同的MRP冗余域UUID就能唯一标识不同的MRP冗余环。

一个冗余域的标识包括冗余域名以及冗余域UUID。其中，冗余域名仅具有本地含义，冗余域UUID则是网络中MRP冗余域的唯一标识。

MRP互联域

MRP互联域模型图

在运行了MRP协议的网络中，为了给MRP冗余环之间的互联链路提供冗余，可以使用两条链路来连接两个MRP环。如上图所示，MRP冗余环1和冗余环2之间形成了新的环路。要管理这个环路，MRP引入了“互联域”的概念，互联域的范围即为构成两个MRP环之间环路的四台设备（例如MRP冗余环1和冗余环2之间的DeviceC、DeviceD、DeviceE、DeviceF）。

在互联拓扑中，设备也可以通过在多个物理端口上创建链路来设定多个互联环（例如DeviceC、DeviceD、DeviceE、DeviceF组成互联环1，DeviceC、DeviceD、DeviceI、DeviceJ组成互联环2）。

一个互联域的标识包括互联域名以及互联域ID。其中，互联域名仅具有本地含义，互联域ID则是网络中MRP互联域的唯一标识。

MRP冗余域的角色

在MRP网络中，网络管理员需要指定支持MRP功能的设备的角色。不同的MRP域设备可以承担的角色不同。

在MRP冗余域中，设备的角色分为以下几种：

• MRM（Media Redundancy Manager，介质冗余管理者）：MRM设备在环网中起到监控环路和控制链路的作用。MRM设备对环路或者链路故障做出反应，通过阻塞自身设备在环网内的端口或放开阻塞的端口，实现在环路闭合时消除环路，以及在环网内的链路出现故障时，恢复节点间的通信链路。
• MRC（Media Redundancy Client，介质冗余客户端）：MRP环上除了MRM设备以外的其他MRP设备。MRC会监控自身设备上的环端口链路状态，并将链路变化通告给MRM，MRM根据链路变化的情况做出相应的处理。
• MRA（Media Redundancy Automanager，介质冗余自动管理者）：在一个MRP冗余域中，具有MRP能力的设备均可以成为MRM或MRC，但同一时间内，有且只能有一台设备处于MRM的工作状态，这样在MRM发生故障时将无法保证对环网的管理，影响了MRP协议的可靠性。MRP为此引入了一个过渡角色MRA，通过MRA的竞选机制提供MRM站点的冗余。这样在整个系统启动后，同一MRP冗余域内的MRA会进行自动竞选，直到选举出一个唯一的MRM，其他的MRA则作为MRC工作。竞选出的MRM出现故障时，同一MRP冗余域内未故障的MRA将自动重新竞选出MRM，如此往复，提高了MRP协议的可靠性。

  在一个MRP冗余域中，具有MRP能力的设备均可以被网络管理员配置为MRM、MRA或MRC，但同一时间内，有且只能有一台设备处于MRM的工作状态。

MRP互联域的角色

在MRP互联域中，设备可以承担的角色分为以下两种：

• MIM（Media Redundancy Interconnection Manager，介质冗余互联管理者）：MIM设备在MRP互联域中起到监控环路和控制链路的作用。MIM设备对环路或者链路故障做出反应，通过阻塞自身设备在互联域内的端口，或放开阻塞的端口，实现在环路闭合时消除环路，以及在互联域内的链路出现故障时，恢复节点间的通信链路。
• MIC（Media Redundancy Interconnection Client，介质冗余互联客户端）：MRP互联域中除了MIM设备以外的其他所有设备。MIC会监控自身设备上的互联端口链路状态，并将链路变化通告给MIM，MIM根据链路变化的情况进行相应的处理。

  在一个MRP互联域中，具有MRP能力的设备均可以被网络管理员配置为MIM或MIC，但同一时间内，有且只能有一台设备处于MIM的工作状态。

  MRP互联域中的节点角色与MRP冗余域中的节点角色互不影响，即一台设备既可以成为MRC/MRM，也可以成为MIM/MIC。

MRP环端口

运行了MRP协议的设备连接至MRP环的端口叫做MRP环端口。在同一个MRP冗余域内，每台设备有且只有两个环端口。除了环端口以外，设备上的其他端口均不参与MRP协议的过程，仅用于连接用户终端等。

环端口支持以下两种状态：

• Blocked：在此状态下，除了MRP协议报文以及符合IEEE 802.1D标准定义的报文，环端口丢弃其他所有的报文。
• Forwarding：在此状态下，环端口可以转发所有的报文。

  在MRP冗余域中，MRM设备上物理链路状态先Up的端口称为主端口（Primary Port），物理链路状态后Up的端口称为次端口（Secondary Port）。

MRP互联端口

运行了MRP协议的设备连接至其他相邻MRP环的端口叫做MRP互联端口，在同一个MRP互联域内，每台设备有且只有一个互联端口。

互联端口支持以下两种状态：

• Blocked：在此状态下，除了MRP协议报文、符合IEEE 802.1D标准定义的报文以及符合IEEE 802.1Q标准定义的链路检测报文，互联端口丢弃其他所有的报文。
• Forwarding：在此状态下，互联端口可以转发所有的报文。

MRP VLAN

在MRP冗余域和MRP互联域中，MRP协议的所有报文均在指定的VLAN中传输。相连的MRP冗余域和MRP互联域使用相同的传输MRP协议报文的VLAN，以确保MRP协议报文能够在冗余域和互联域之间转发。不同的MRP冗余域/互联域可以使用不同的VLAN来承载MRP协议报文，设备也可以在不同的MRP冗余域/互联域中承担不同的角色，以实现MRP网络的灵活规划。