Le protocole Ethernet Ring Protection Switching (ERPS), également connu sous le nom de G.8032, est un protocole de protection/redondance pour les réseaux en anneau développé par l'Union Internationale des Télécommunications (UIT). C'est un protocole qui fonctionne au niveau de la couche liaison de données et a été conçu pour les anneaux Ethernet. ERPS prévient les tempêtes de broadcast causées par des boucles de données dans un anneau et permet de récupérer rapidement la communication entre les nœuds en cas de déconnexion d'un lien dans l'anneau Ethernet.
Le protocole Spanning Tree Protocol (STP) est une autre technique utilisée pour résoudre le problème des boucles au niveau 2. Tant STP que ses évolutions (RSTP et MSTP) offrent des temps de convergence supérieurs, ce qui rend ERPS particulièrement intéressant. ERPS offre une vitesse de convergence inférieure à 50 ms, bien plus rapide que celle de STP, RSTP et MSTP.
Quelques concepts préalables nécessaires pour comprendre ce protocole :
- États de l'anneau : Un anneau peut être dans différents états
- Idle : Tous les liens et dispositifs de l'anneau sont opérationnels
- Protection/Protected : Un lien de l'anneau n'est pas opérationnel ou est indiqué comme déconnecté.
- Pending : Le lien qui n'était pas opérationnel a été rétabli et un temps déterminé est attendu avant de réactiver le lien RPL.
- Messages ou Paquets R-APS : Ces messages servent à informer tous les nœuds du réseau en anneau de l'état de tous les liens et des changements possibles. Il existe plusieurs types de messages différents :
- Signal Fail (SF) : Lorsqu'un lien d'un nœud tombe en panne, ce même nœud envoie un paquet SF aux autres pour notifier la défaillance du lien.
- No Request (NR) : Lorsque le lien défaillant est rétabli et redevient opérationnel, le nœud envoie un paquet NR pour notifier le nœud RPL-Owner.
- RPL Blocked (NR, RB) : Lorsque tous les nœuds d'un anneau ERPS fonctionnent correctement, le nœud RPL Owner envoie ces paquets périodiquement.
- Flush : Dans une topologie avec plusieurs anneaux, lorsqu'il y a un changement dans un sous-anneau, les nœuds adjacents envoient des paquets flush pour notifier les autres anneaux.
- Lien de Protection de l'Anneau (RPL) : Dans un anneau Ethernet (qu'il s'agisse d'un anneau simple ou d'un sous-anneau Ethernet), il n'y a qu'un seul RPL. Par défaut, dans un anneau Ethernet avec le protocole ERPS activé, le RPL est bloqué et ne transmet pas les paquets de données pour éviter les boucles. En cas de défaillance d'un autre lien, le RPL s'activera pour maintenir la communication. À une extrémité de cet anneau se trouve le port RPL Owner et à l'autre le port RPL-Neighbour.
- Port RPL Owner : Ce port est responsable de bloquer le trafic via le lien RPL pour éviter les boucles. Un anneau ERPS n'a qu'un seul port RPL Owner. Lorsque le nœud sur lequel le port RPL Owner est configuré reçoit une PDU RAPS indiquant une défaillance d'un lien ou d'un nœud dans un anneau ERPS, le nœud déverrouille le port RPL Owner pour activer le RPL. Ensuite, le port RPL Owner enverra et recevra du trafic pour garantir la communication. Si le problème avec le lien ou le dispositif défaillant est résolu, le RPL sera à nouveau bloqué via le port RPL Owner.
- Nœud RPL Owner : Nœud dont l'un des ports agit comme port RPL Owner.
- Timers ERPS :
- Holdoff Timer : Il est utilisé pour minimiser les changements trop fréquents dans un anneau ERPS dus à un lien fonctionnant de manière intermittente. ERPS n'exécute un changement dans la topologie que si un lien échoue pendant la durée définie par ce timer.
- Guard Timer : Il est utilisé pour empêcher qu'un dispositif reçoive des messages R-APS périmés ou non mis à jour. Lorsque le lien est détecté comme rétabli, ce timer démarre et pendant cette période, tous les paquets R-APS sauf les Flush sont ignorés.
- Wait to Restore (WTR) Timer : Il est effectif uniquement pour le nœud RPL Owner. Lorsque ce nœud détecte qu'une panne a été résolue, il effectue le changement de topologie (bloque le port RPL Owner) seulement si la durée indiquée par ce timer est écoulée. Si pendant cette période le lien retombe en panne, le timer est annulé et la topologie ne change pas.
Pour cet exemple, un réseau en anneau sera réalisé avec un switch Reyee RG-NBS3100-8GT2SFP-P-V2 qui supporte le protocole ERPS et 2 switches NIS3100-8GT4SFP-HP Notre recommandation pour créer un réseau en anneau est d'utiliser des appareils du même fabricant si vous utilisez le protocole ERPS. Cela simplifiera la configuration et améliorera les temps de convergence.
La topologie est la suivante :
Dans cet exemple, nous utilisons les VLAN suivantes :
VLAN Données -------- VLAN 1
VLAN de Contrôle ERPS -------- VLAN 10
Les VLAN sont créées sur les 3 switches et les ports qui les relient sont configurés en port Trunk en utilisant la VLAN1 comme native et en autorisant les deux VLAN (VLAN1 et VLAN10) (cette configuration est identique sur les 3 switches)
Configuration de l'ERPS sur le switch RG-NBS3100-8GT2SFP-P-V2 (Switch principal) :
Configuration de l'ERPS sur le switch RG-NIS3100-8GT4SFP-HP (NŒUD_1) :
Configuration de l'ERPS sur le switch RG-NIS3100-8GT4SFP-HP (NŒUD_2) :
Après avoir effectué cette configuration, nous fermons l'anneau entre le port 10 du Nœud_2 et le port 10 du Switch principal et vérifions que cela fonctionne correctement car aucun ping n'est perdu entre les switches.
- Il est recommandé de faire la configuration dans l'ordre suivant : switch principal puis chaque switch de terrain consécutif au principal (car si un switch intermédiaire est configuré avant, la connexion vers celui-ci serait perdue)
- Il faut ensuite fermer l'anneau et attendre 2 minutes pour qu'il devienne stable et que l'anneau passe à l'état Idle. Une fois ce temps écoulé, la configuration devrait être correcte et la redondance peut être testée.