Iec 62439 1 2016

field 36 I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 +AMD2:201 CSV  I EC 201 –5– I NTERNATIONAL ELECTROTECHNI CAL COMMI SSI ON I N D U S T RI AL C O M M U N I C AT I O N N E T WO RKS – H I G H AVAI L AB I L I T Y AU T O M AT I O N N E T WO RKS – P a rt : G e n e l c o n c e p t s a n d c a l c u l a t i o n m e t h o d s FOREWORD ) The I nternational El ectrotechnical Commissi on (I EC) is a worl d wi d e organizati on for standard izati on comprisi ng all nati onal electrotech nical com mi ttees (I EC N ati onal Com mittees) The object of I EC is to promote i nternati onal co-operati on on al l q u esti ons cernin g standard izati on i n the el ectrical and el ectronic fi el ds To th is end and in ad di ti on to other acti vi ti es, I EC pu blishes I n ternational Stand ards, Techn ical Specifi cati ons, Technical Reports, Pu bl icl y Avail abl e Specificati ons (PAS) an d Gu i d es (hereafter referred to as “I EC Pu blicati on(s)”) Thei r preparation is entrusted to technical committees; any I EC N ational Comm ittee interested i n th e su bject d eal t wi th may parti ci pate i n thi s preparatory work I nternati onal , governm ental and nongovernmental organizati ons l iaisi ng wi th the I EC also participate i n thi s preparati on I EC coll aborates cl osel y wi th the I n ternational Organization for Stand ard izati on (I SO) in accordance wi th cond i tions d eterm ined by ag reement between th e two organizations 2) The formal decision s or ag reements of I EC on technical m atters express, as nearl y as possibl e, an i nternati onal consensus of opi ni on on the rel evant su bjects si nce each technical committee h as representati on from all i nterested I EC N ati on al Commi ttees 3) I EC Pu bl ications have th e form of recommen d ati ons for in ternati onal u se and are accepted by I EC N ati on al Com mittees in that sense Whi le all reason abl e efforts are mad e to ensu re that th e technical tent of I EC Pu blications is accu rate, I EC cann ot be hel d responsi bl e for th e way i n whi ch th ey are u sed or for any misinterpretati on by an y end u ser 4) I n ord er to promote i nternational u ni formi ty, I EC N ati onal Commi ttees und ertake to appl y I EC Pu blicati ons transparentl y to the maxim um extent possi bl e in thei r nati onal and regi onal pu blicati ons Any d ivergence between an y I EC Pu bl ication and th e correspond ing n ati onal or regi onal publi cation sh all be cl earl y i ndi cated in the l atter 5) I EC i tsel f d oes n ot provi de any attestation of conform ity I nd epend ent certi ficati on bodies provi d e conformity assessment services an d , i n some areas, access to I EC marks of conformi ty I EC i s not responsi bl e for an y services carried ou t by i nd epend ent certi fication bodi es 6) All users should ensu re that they have the latest edi ti on of this pu blicati on 7) N o li abili ty shal l attach to I EC or i ts d i rectors, empl oyees, servan ts or agen ts incl u di ng i nd ivi du al experts and m embers of its tech ni cal comm i ttees and I EC N ati onal Committees for an y personal i nju ry, property d amage or other d am age of any natu re whatsoever, wheth er d irect or i ndi rect, or for costs (i nclud i ng l egal fees) and expenses ari sing out of th e pu bli cati on, use of, or reliance u pon, thi s I EC Pu bl ication or an y other I EC Pu blicati ons 8) Attention is d rawn to the N ormative references ci ted i n this pu bl ication U se of the referenced pu blicati ons is i nd ispensabl e for th e correct appli cati on of this pu blicati on 9) Attention is d rawn to the possibili ty that some of the el ements of thi s I EC Pu bl ication may be th e su bj ect of patent ri ghts I EC shal l not be held responsi bl e for i d en ti fyi ng any or all such patent ri ghts D I S C L AI M E R Th i s C o n s o l i d a te d u ser ve rs i o n c o n ve n i e n c e On l y is th e n ot an o ffi c i a l c u rre n t IEC v e rs i o n s S t a n d a rd of th e an d h as s t a n d a rd been an d i ts p re p a re d fo r a m e n d m e n t( s ) a re t o b e c o n s i d e re d t h e o ffi c i a l d o c u m e n t s Th i s C o n s o l i d a te d t h e fi rs t e d i t i o n ( 2 -0 ) ve rs i o n ( -0 ) [d ocu m e n ts of IEC C /6 /F D I S [ d o c u m e n ts C /8 /F D I S b as e ed i ti on a n d i ts a m e n d m e n ts In is th i s Re d l i n e m o d i fi e d by s t ri k e t h ro u g h v e rs i o n , a an d te xt i n th i s p u b l i cati o n A b e a rs an d line an d s e p a t e th e C /5 /F D I S in Fi n al e d i ti o n an d C /6 /R VD ] C /8 /R VD ] ve rt i c a l a m e n d m e n ts re d -1 [d o c u m e n ts th e Th e ve rs i o n an d i ts te ch n i c a l m a rg i n Ad d i ti o n s s h o ws a re wi th n u m ber C /5 /R VD ] , in al l i ts It am en d m en t co n te n t w h e re g re e n ch an g es is th e te xt, c o n s i s ts of am en d m en t ( -0 ) i d en ti cal te ch n i cal d e l e ti o n s a cce p te d is to th e c o n te n t a re in a va i l a b l e –6– I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 +AMD2:201 CSV  I EC 201 I nternational Standard 62439-1 has been prepared by subcommittee 65C: I ndustrial Networks, of I EC technical committee 65: I ndustrial-process measurement, control and automation This edition includes the following significant technical changes with respect to IEC 62439 (2008): – adding a calculation method for RSTP (rapid spanning tree protocol, IEEE 802 Q), – adding two new redundancy protocols: H SR (High-availability Seamless Redundancy) and DRP (Distributed Redundancy Protocol), – moving former Clauses to (introduction, definitions, general aspects) and the Annexes (taxonomy, availability calculation) to I EC 62439-1 , which serves now as a base for the other documents, – moving Clause (MRP) to I EC 62439-2 with minor editorial changes, – moving Clause (PRP) was to IEC 62439-3 with minor editorial changes, – moving Clause (CRP) was to IEC 62439-4 with minor editorial changes, and – moving Clause (BRP) was to IEC 62439-5 with minor editorial changes, – adding a method to calculate the maximum recovery time of RSTP in a restricted configuration (ring) to I EC 62439-1 as Clause 8, – adding specifications of the H SR (H igh-availability Seamless Redundancy) protocol, which shares the principles of PRP to I EC 62439-3 as Clause 5, and – introducing the DRP protocol as IEC 62439-6 The French version of this standard has not been voted upon This publication has been drafted in accordance with I SO/I EC Directives, Part A list of the I EC 62439 series can be found, under the general title In dustria l n e tworks – High a va ila bility a utoma tion n e tworks , on the I EC website commun ica tion The committee has decided that the contents of the base publication and its amendments will remain unchanged until the stability date indicated on the I EC web site under "http: //webstore.iec.ch" in the data related to the specific publication At this date, the publication will be • reconfirmed, • withdrawn, • replaced by a revised edition, or • amended I M P O R T AN T th at it – Th e co n ta i n s u n d e rs t a n d i n g c o l o u r p ri n t e r of 'col ou r c o l o u rs i ts i n si d e' wh i ch co n te n ts l og o a re U s e rs on th e c o ve r p a g e c o n s i d e re d sh ou l d to t h e re fo re o f th i s be p ri n t p u b l i ca ti o n u s e fu l th i s fo r i n d i cate s th e d ocu m en t c o rre c t using a – 116 – f) g) h) i) j) I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 +AMD2:201 CSV  I EC 201 envoyer une seule BPDU partir du Port3 du générateur de trames Cela entrnera l’appareil en essai purger sa table d'adresses MAC et commencer inonder le flux de trafic partir du Port3, ainsi il sera capturé par l'analyseur de trames arrêter de capturer les trames vérifier que l’appareil en essai a commencé inonder le flux partir du Port3 en réponse la BPDU “changement de topologie” mesurer l'intervalle de temps entre la BPDU “changement de topologie” et la première trame de flux répéter a) … i) pour valeurs différentes choisies aléatoirement de l'adresse MAC source utilisée par le Port1 du générateur de trames (et donc l'adresse MAC destination utilisée par le Port2 du générateur de trames) et choisir la valeur maximale parmi toutes les mesures 8.4.4 Exemple d'essai de système 8.4.4.1 Configuration Configurer le système comme suit: a) construire un anneau de commutateurs, composé de 20-40 commutateurs se conformant la spécification I EEE 802.1 D:2004 RSTP comme montré la Figure 22 traffic generator Tx traffic analyzer Rx S0 S-1 root bridge S1 S-2 S2 S(n-2) S-(n-2) S-(n-1) alternate port S(n-1) Sn IEC Lộgende Anglais Traffic generator Franỗais Gộnộrateu r de trafic /1 I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 +AMD2:201 CSV  I EC 201 – 117 – An g l s Fran ỗai s Traffic anal yzer An al yseu r d e trafic Root bri d ge Pon t raci ne Al tern ate port Port remplaỗant Fi gu re 22 – Ban c d 'essai pou r l 'essai d u système b) s'assurer que toutes les liaisons sont conformes aux exigences de déploiement spécifiées en c) configurer le générateur de trafic pour envoyer des trames destinées l'adresse MAC du port Rx partir de son port Tx I l convient de choisir le débit de transmission suffisamment élevé pour que temps de reprise de panne puisse être calculé sur la base d'un nombre de paquets perdus avec une résolution de l'ordre de milliseconde d) configurer le générateur de trafic pour envoyer des trames arbitraires de faible débit (par exemple une fois en quelques secondes) partir de son port Rx avec l'adresse MAC source du port Rx (afin que les commutateurs l’apprennent) e) configurer l'analyseur de trafic pour afficher les compteurs de trames Tx et Rx f) mettre tous les paramètres RSTP des commutateurs aux valeurs par défaut Vérifier que tous les commutateurs ont leur “bridge priority” mis 32 768 g) mettre le “bridge priority” S du commutateur, afin que S soit élu comme un commutateur racine h) mettre 096 le “bridge priority” S du commutateur, afin que S soit le meilleur prochain candidat racine après S 4.4.2 Procédu re La procédure est comme suit: a) vộrifier que le port remplaỗant est sur le commutateur S n , sur la liaison S n –S - (n–1 ) b) commencer émettre faible débit des trames fictives partir du port de trafic Rx Vérifier que les commutateurs S –1 , S et S ont appris l'adresse MAC du port Rx c) commencer émettre des trames partir du port Tx Vérifier que le compteur Rx s'incrémente avec le compteur Tx et qu'aucun trafic n'est perdu d) couper la liaison S –S e) vérifier que le compteur Rx s'incrémente (c'est-à-dire la connectivité a été rétablie) f) arrêter d'émettre partir du port Tx g) lire les compteurs Tx et Rx et calculer le nombre de trames perdues h) calculer le temps de reprise de panne en utilisant la formule t = (nombre de trames perdues) / (débit de trames) Li mites de topol og i e RSTP et temps d e rétabli ssemen t maxi mal N OTE Dan s la prochai ne éd iti on d e l ’ I EC 62439-1 , ce nou veau Paragraphe sera renum éroté 8 5.1 Paramètres d u protocol e RSTP Le présent paragraphe explique les paramètres du protocole RSTP ayant une influence sur les temps de rétablissement maximaux et décrit comment une configuration spécifique de topologie et de protocole les influence Les termes spécifiques RSTP sont d'abord définis Des lignes directrices de base relatives la conception du réseau sont ensuite données, tandis qu'une méthode de détermination d'une approximation d'un temps de reconfiguration de réseau de limite supérieure le plus défavorable pour des réseaux maillés RSTP est fournie Le présent paragraphe traite en particulier des réseaux RSTP composés de plus d'un anneau Pour un seul anneau Ethernet fonctionnant sur RSTP, le temps de reconfiguration du réseau – 118 – I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 +AMD2:201 CSV  I EC 201 peut être déterminé comme le montre le Cependant, les énoncés suivants concernant des paramètres RSTP s'appliquent également dans un réseau en anneau 8.5.2 Termes et définitions spécifiques RSTP N OTE Ces termes sont ti rés d e l 'I EEE 802 D 8.5.2.1 Délai de transmission (TxHoldCount) Chaque port d'un pont RSTP comprend un compteur TxHoldCount Ce compteur démarre zéro et est incrémenté chaque envoi de BPDU par le port U ne minuterie décrémente le compteur chaque seconde Si TxHoldCount atteint la valeur maximale, aucune autre BPDU n'est transmise sur ce port jusqu'à ce que le compteur soit décrémenté nouveau, quelle que soit l'importance de la BPDU pour la reconfiguration du réseau La valeur maximale par défaut de TxHoldCount est de et le numéro configurable maximal est de 8.5.2.2 Bridge Max Age Chaque pont RSTP comprend un paramètre Bridge Max Age qu'il convient de configurer une valeur identique dans chacun des ponts Bridge Max Age définit le nombre total maximal de “bonds physiques” ou de liaisons entre le pont racine et tour pont participant au même réseau RSTP Sa valeur par défaut est de 20 et peut être configurée de une valeur maximale de 40 Dans certains cas particuliers, Bridge Max Age est configuré de manière différente dans certains ponts Etant donné que Bridge Max Age définit l'extension maximale d'un réseau RSTP, il est souvent appelé “diamètre du réseau” Cependant, le terme “Bridge Max Age” et le diamètre du réseau réellement utilisable ne sont pas synonymes, voir 5.2.4 8.5.2.3 Message Age Chaque BPDU comprend un paramètre Message Age A réception d'une BPDU, un pont incrémente Message Age puis le compare son propre “Bridge Max Age” Si le paramètre Message Age est supérieur Bridge Max Age, le pont rejette la BPDU et ignore les informations qu'elle contient Le pont racine commence par envoyer des BPDU avec Message Age = Le premier pont situé après le pont racine (ainsi que les ponts suivants jusqu'à ce que le paramètre Message Age atteigne Bridge Max Age) reỗoit la BPDU , incrộmente Message Age” de , le compare au paramètre “Bridge Max Age” puis transmet les BPDU accompagnées des informations mises jour 8.5.2.4 Diamètre et rayon du réseau Le “diamètre” du réseau RSTP est le nombre de ponts sur le chemin actif le plus long d'une arborescence réseau entre deux ponts les plus éloignés entre eux Le diamètre ne correspond pas nécessairement au paramètre RSTP Bridge Max Age (voir Figure 23) Le ”rayon” d'un réseau RSTP correspond au nombre de ponts partir (et comprenant) du pont racine actif vers le pont le plus éloigné de cette racine active dans la topologie I l s'agit de la longueur (en sauts) du chemin le plus long sur lequel il est nécessaire de transférer les informations du protocole RSTP (voir Figure 23) Le rayon maximum pris en charge par RSTP peut être défini comme: rayon max = Bridge Max Age + Le rayon est indispensable pour déterminer les topologies les plus défavorables Dans des conditions de défaillance les plus défavorables (en l'absence d'un réseau technique et de ponts racines placés avec attention), en cas de défaillance d'un pont racine, la feuille la plus éloignée pourrait être le pont racine de secours, susceptible de devenir la racine suivante I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 – 119 – +AMD2:201 CSV  I EC 201 Dans ce cas, le diamètre du réseau peut devenir le rayon et devient le chemin réel que les informations RSTP doivent parcourir pour se rendre vers les ponts individuels (Voir Figure 23) N OTE Les BPDU RSTP sont u n iq uement transmises su r l a l iaison si tu ée entre d eu x pon ts d i rectement connectés Chacu n d es ponts somme et prod ui t ces BPDU , m ais l es informations RSTP q u 'il s transportent parcou rent d ivers chemi ns travers l e réseau (d ans u n état de réseau stabl e et sans reconfi gu rati on) 8.5.3 Exemple d'arborescence RSTP de petite taille IEC 53 /1 Lộgende An glai s Franỗais Bri d ge M ax Age confi g u red to a valu e of Paramètre Bri dg e M ax Age confi gu ré su r u ne val eu r de Before root brid ge fail u re Avant l a défai llance d ’u n pont raci n e After root bri d ge fai lu re Après la d éfaillan ce d ’u n pon t raci ne Root Raci ne Backu p root Raci ne de secou rs Age Âg e Seg mented from origi nal spanni ng tree Segmenté d e l ’arborescence d’ ori gine Di ameter Di amètre Rad i us Rayon Figure 23 – Diamètre et Bridge Max Age N OTE La val eu r d e a été attri bu ée au paramètre RSTP Bri d ge M ax Age pou r l es besoi ns d u présent exem pl e même si 802 D ne permet pas u ne valeu r i nféri eu re – 20 – I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 +AMD2:201 CSV  I EC 201 Dans l'exemple de la Figure 23, le réseau sans défaillance se trouve d'abord dans une condition stable avec Bridge Max Age = et parce que le rayon réel est de (la configuration RSTP pourrait supporter un rayon maximal de 5) Le diamètre est de 7, d'une feuille d'une branche l'autre feuille située dans l'autre branche, via le pont racine Etant donné que le pont racine est l'élément racine d'une arborescence équilibrée, Bridge Max Age = suffit pour tous les ponts afin de recevoir les BPDU RSTP partir de la même racine RSTP Une défaillance de pont racine et un choix de racine de secours défavorable changent ce processus Après la défaillance d'un pont racine, la liaison redondante précédemment bloquée est activée Le diamètre est désormais de Parallèlement, le rayon est également augmenté pour atteindre Etant donné que l'une des feuilles des branches d'origine est désormais devenue le pont racine, le paramètre Bridge Max Age de ne suffit plus pour que les informations racines RSTP atteignent tous les ponts du réseau, car les informations RSTP doivent alors parcourir l'ensemble du diamètre, maintenant équivalent au rayon Par conséquent, le dernier pont est segmenté, comme indiqué dans la Figure 23 Ce pont rejette la BPDU , car le paramètre Message Age a dépassé le paramètre configuré Bridge Max Age Pour concevoir des réseaux stables et haute performance, il est nécessaire d'observer et de comprendre la différence entre le diamètre du réseau et le rayon, respectivement le paramètre Bridge Max Age Ce dernier est maintenu une valeur aussi élevée que nécessaire afin de ne pas segmenter de dispositif dans le scénario de défaillance le plus défavorable et une valeur la plus faible possible afin de réduire au maximum le temps de rétablissement du réseau tel que décrit dans les paragraphes suivants Le rayon du réseau détermine la valeur Bridge Max Age nécessaire pour chacune des topologies considérées Le paramètre Bridge Max Age peut être maintenu une valeur faible en positionnant la fois le pont racine et le pont racine de secours dans une position centrale au sein du réseau, par exemple sur l'anneau principal d'une topologie hiérarchique multi-anneaux N OTE U ne au tre méthod e, q ui n'est pas trai tée dans l e présent d ocu ment, siste confi gu rer di fférentes val eu rs Bri dg e M ax Age su r l e pont raci ne et su r l e pont raci n e d e secou rs, conformément leu rs posi ti ons respectives d ans l e réseau 8.5.4 Hypothèse relative TxHoldCount Le calcul ou l'approximation d'un temps de reconfiguration de limite supérieure est effectué partir de l'hypothèse selon laquelle le paramètre Transmit Hold Count (TxH oldCount) n'est jamais atteint et qu'aucune BPDU nécessaire une reconfiguration rapide du réseau n'est perdue Ceci peut cependant se produire en pratique, notamment pendant la reconfiguration du réseau Dès que le paramètre TxHoldCount d'un port de pont est “saturé”, aucun des ponts reliés au port saturé ne recevra plus de BPDU jusqu'à ce TxHoldCount ait été décrémenté Si les BPDU rejetées sont essentielles la reconfiguration du réseau, le temps de rétablissement du réseau peut être rallongé de plusieurs secondes Cette hypothèse est d'une importance pratique majeure et est considérée comme la plus grande menace pour le temps de reconfiguration du réseau des réseaux RSTP 8.5.5 Topologie la plus défavorable et détermination du rayon Etant donné que le rayon le plus défavorable et le paramètre Bridge Max Age le plus faible possible sont corrélés, la détermination du rayon le plus défavorable est importante pour déterminer le temps de reconfiguration de limite supérieure le plus défavorable Dans un réseau maillé arbitrairement, les liaisons reconfigurées du réseau en régime établi après reconfiguration peuvent être prévues avant la défaillance, mais étant donné que le protocole est basé sur la réception et l'envoi de BPDU dans chaque pont individuel, des conditions de concurrence peuvent avoir lieu pendant la reconfiguration Par conséquent, le temps de reconfiguration maximal ne peut être donné que comme une limite la plus défavorable basée sur le temps de réaction maximal de chaque pont et sur le nombre maximal de sauts autorisés par le protocole I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 – 21 – +AMD2:201 CSV  I EC 201 En outre, certains supports tels que 000Tx présentent des temps de détection de défaillance de liaison importants Ainsi, l'auto-négociation désactivée sur des liaisons fibre Gigabit peut compromettre le temps de défaillance RSTP en cas de défaillance de liaison N OTE Des d éfaill ances mal veil lantes, par exem pl e u n pont i ncapabl e de tran sférer d es trames d e d on nées u til es mais q u i échange touj ou rs des BPDU avec ses voi si ns, ne peu vent être prises en compte d an s l es calculs Lors de la conception d'un réseau fonctionnant avec RSTP, le rayon du réseau partir de l'emplacement du pont racine et de l'emplacement de la racine de secours vers le pont de la feuille la plus éloignée doit être calculé Ce calcul de rayon tient également compte d'une défaillance la plus défavorable, car des défaillances de topologie peuvent augmenter le rayon Par exemple, la Figure 24 illustre le pont racine et le pont racine de secours situés sur l'anneau principal Le rayon le plus défavorable pour cette topologie spécifique est atteint par deux défaillances simultanées positionnées comme le montre Figure 24, et s'élève pour la racine indiquée IEC 54 /1 Fi gu re 24 – Déterm i n ation d u chemi n l e pl u s défavorable Une fois déterminée la valeur du rayon le plus défavorable pour un scénario de défaillance la plus défavorable dans la topologie de réseau, il convient de configurer Bridge Max Age précisément au nombre - Ceci permet de réduire au maximum le temps de reconfiguration de limite supérieure du réseau, puisqu'un paramètre Bridge Max Age plus faible limite le temps de parcours des BPDU dans le réseau 5.6 M éth od e d e déterm inati on d u rayon l e pl u s d éfavorable en cas d'arch i tectu re ann eau -an neau Dans une topologie d'anneau anneaux, l'anneau principal se compose de “N” ponts + × “M” ponts qui relient “M” sous-anneaux de manière redondante, chacun étant composé de “R” ponts (à l'exception du pont utilisé pour relier l'anneau principal) La Figure 25 donne un exemple d'anneau principal (N = 3) doté de deux sous-anneaux (M = 2) reliés de manière redondante via un total de quatre ponts (deux par sous-anneau) l'anneau principal, avec R = – 22 – I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 +AMD2:201 CSV  I EC 201 IEC 56/1 Légende An gl ais Root l ocati on Franỗai s Empl acement de l a raci ne Figure 25 – Exemple de topologie anneau-anneau Le pont racine et le pont racine de secours restent sur l'anneau principal (cette position est garantie en configurant la priorité RSTP de la racine et de la racine de secours sur l'anneau principal avec une valeur de priorité supérieure tout autre pont dans les sous-anneaux) Une seule défaillance au niveau de l'anneau principal et une défaillance au niveau du sousanneau sont prises en compte Le support simultané d'une défaillance sur l'anneau principal et d'une deuxième défaillance sur un sous-anneau est un cas limite Le rayon le plus défavorable (c'est-à-dire que le paramètre Bridge Max Age qui nécessite une configuration et qui est équivalent au rayon le plus défavorable - ) est alors: rayon le plus défavorable = N + Bridge Max Age = (rayon le plus défavorable – ) = N + où “R” “N” “M” ×M+R × M + R -1 est le nombre de ponts dans le sous-anneau et possédant le plus grand nombre de dispositifs; est le nombre de ponts dans l'anneau principal (à l'exception des ponts qui relient les sous-anneaux); est le nombre de ponts sur l'anneau principal qui relient l'anneau principal aux sousanneaux Dans le schéma ci-dessus, on tient compte de N=3, M=2, R=4, le rayon le plus défavorable étant = 1 Par conséquent, il convient de configurer le paramètre de protocole RSTP “Bridge Max Age” une valeur de afin d'optimiser les temps de rétablissement du réseau I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 – 23 – +AMD2:201 CSV  I EC 201 8.5.7 Rayon le plus défavorable d'une architecture multicouche optimisée Avec un grand nombre de ponts, il convient d'optimiser la topologie du réseau afin de ne pas atteindre la limite Bridge Max Age et de maintenir les temps de reconfiguration les plus défavorables un niveau bas Une solution simple consiste considérer une topologie multicouche, composée de “L” couches, comme illustré dans la Figure 26: IEC 57/1 Lộgende An gl ais Franỗai s Root l ocati on Empl acement de l a raci ne Layer Cou che Figure 26 – Exemple de topologie multicouche La couche supérieure est composée de ponts principaux qui sont définis pour être les ponts racines/ponts racines de secours (I l est prévu que la valeur de priorité de ces ponts soit définie en conséquence la priorité la plus élevée et la deuxième priorité la plus élevée) La taille maximale de la couche est définie par des sous-anneaux composés de “R” ponts Le paramètre “R” exclut les ponts reliant le sous-anneau individuel de couche la couche 2, qui est intégré au calcul grâce au paramètre “L” Une seule défaillance par couche est prise en compte Le rayon le plus défavorable est alors égal à: rayon le plus défavorable = (2 × L) + R Dans le schéma ci-dessus, L=3, R=4, et par conséquent le rayon le plus défavorable = Ceci donne lieu un paramètre Bridge Max Age de – 24 – I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 +AMD2:201 CSV  I EC 201 Le point d'intérêt est que ce résultat ne dépend pas du nombre de dérivations par couche, et cette topologie est éventuellement en mesure de prendre en charge un grand nombre de nœuds avec un faible paramètre Bridge Max Age La limite est le nombre maximal de ports des ponts utilisés au niveau de chaque couche: U n grand nombre de ports physiques est préjudiciable aux performances RSTP sur les ponts 8.5.8 Temps de reconfiguration approximatif de limite supérieure destiné aux réseaux RSTP La défaillance du pont racine RSTP est le scénario le plus défavorable affectant le temps de reconfiguration Le temps de reconfiguration de limite supérieure est le temps nécessaire au rétablissement après une défaillance du pont racine Le temps de rétablissement des défaillances de liaisons ou des défaillances de ponts qui ne sont pas la racine ne sera pas supérieur au temps de rétablissement d'une défaillance de pont racine Etant donné qu'il s'agit du scénario le plus défavorable, le temps de rétablissement est par conséquent estimé pour une défaillance du pont racine Lorsque l'on considère le temps de reconfiguration du réseau d'un réseau RSTP maillé, trois phases distinctes peuvent être identifiées: – Phase de vieillissement: Phase au cours de laquelle la défaillance du réseau est détectée et où de multiples informations racines (anciens et nouveaux vecteurs de priorité de racine) sont encore présentes au sein du réseau Les anciennes informations racines peuvent encore circuler au sein du réseau jusqu'à ce que le paramètre Message Age des BPDU atteigne la valeur Bridge Max Age Une fois l'ancien vecteur de priorité de racine issu du pont racine défectueux complètement éliminé du réseau seulement, le vecteur de priorité de racine de secours peut être prépondérant La phase de vieillissement est ainsi le temps partir de la défaillance jusqu'au moment où l'ancien vecteur de priorité BPDU racine est éliminé et, dans une situation la plus défavorable, lorsque tout autre nouveau vecteur racine temporaire inférieur atteint le pont racine de secours et déclenche la phase de convergence – Phase de convergence: La phase au cours de laquelle la racine de secours diffuse son nouveau vecteur racine au réseau et n'est plus perturbée par des informations de l'ancien vecteur racine La phase de convergence débute immédiatement après la phase de vieillissement et se termine lorsque le pont le plus éloigné de la nouvelle racine de secours a reỗu les informations de la nouvelle racine – Phase de vidange: Après la reconfiguration de la topologie active, plusieurs ponts peuvent vider leurs bases de données filtrantes pour s'assurer que les nouveaux chemins de communication sont correctement appris RSTP utilise des BPDU de changement de topologie (TC) pour initier la vidange Dans l'hypothèse du cas le plus défavorable, cette phase débute immédiatement après la phase de convergence et se termine lorsque la notification de changement de topologie partir du pont le plus éloigné de la racine a atteint le pont racine N OTE Lors d 'u ne d éfaill ance d e pont racine, sou vent pl us d 'u n pont revend i q u e u n e raci ne Cepend ant, lorsq u e l a raci ne d e secou rs présen te l a meil leu re pri orité restante, son vecteu r d e pri ori té est rapi d ement (u ne seule propagati on d e priorité au sein d e la topol ogie) prépond érant par rapport au x ponts raci nes temporai res Tou tefois, en cas d e scén ario l e plu s d éfavorabl e, l e m eil leu r vecteu r d e pri ori té issu de l 'anci enn e raci n e peu t encore “ci rcul er” pl us l ongtemps Par conséq uen t, il s'agit d e l 'élémen t li mi te q u i d éfinit l a l on gu eu r d e l a phase d e vieill issement Le temps total de reconfiguration de limite supérieure Trec d'un réseau RSTP maillé peut par conséquent être estimé sous la forme: où Tage Tconv Tflush Trec = TL + Tage + Tconv + Tflush = × Bridge Max Age × TPA; = rayon le plus défavorable × TPA; = rayon le plus défavorable × TTC; I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 – 25 – +AMD2:201 CSV  I EC 201 TL est le temps maximal requis par un pont pour détecter une défaillance de liaison (dépend du type de liaison); TPA est le temps maximal requis par une paire de ponts pour établir une liaison d'accord de proposition RSTP; égal la somme des temps de traitement BPDU des deux ponts de la paire Les valeurs TPA peuvent varier d'un fournisseur un autre et d'un produit un autre; TTC est le temps nécessaire un pont Ethernet pour traiter un changement de topologie RSTP Valeurs types d'une implémentation “RSTP rapide”: TPA = ms lorsque le fournisseur exige ms/saut de temps de rétablissement TL = 4-6 ms pour des liaisons 00BASE-TX et 00BASE-FX = 20 ms pour des liaisons 000BASE-X = 700 ms pour des liaisons 000BASE-T (définies par l'I SO/I EC 8802-3) Cette approximation montre qu'il est avantageux pour le temps total de rétablissement de définir le paramètre Bridge Max Age une valeur aussi élevée que nécessaire pour prendre en charge la topologie donnée (par rapport aux éventuelles défaillances), mais aussi faible que possible afin de réduire au maximum son impact sur le temps de rétablissement du réseau Cette approximation du temps de rétablissement couvre le scénario le plus défavorable, savoir la défaillance du pont racine En comparant la probabilité d'une défaillance du pont racine la probabilité d'une défaillance d'un pont qui ne se trouve pas la racine ou d'une liaison, une défaillance du pont racine est nettement moins probable (si l'on suppose des probabilités de défaillance similaires pour tous les dispositifs et supports participant) car pour chaque pont racine, un grand nombre de connexions de support et de ponts non-racines peut présenter une défaillance avant Par conséquent, le temps de rétablissement type sera plus rapide que le temps de rétablissement du cas le plus défavorable susceptible d'être estimé par le présent article, mais ceci ne peut être pris en compte N OTE On peu t assister une conséq u ence su ppl émen taire l orsq u 'u n pon t d oté d e pl usi eu rs ports connectés au réseau RSTP fai t parti e d e la topol ogi e active (en particul ier l orsq ue ce di spositi f est l a racine), savoi r q u e l 'envoi d e BPDU su r les mu ltiples ports n'est pas total ement si mu ltan é Ce phénomène peu t être d 'au tant pl us compli q u é si di fférents supports sont présents su r ces mu l ti pl es ports Le temps d e reconfi gu rati on peu t al ors être rall ongé par cet effet – 26 – I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 +AMD2:201 CSV  I EC 201 Bibliographie I EC 61 58 (toutes les parties), Rése a ux de commun ica tion in dustriels – Sp é cifica tion s de s b us de terra in I EC/TR 61 58-1 , Overvie w and In dustria l guida n ce commun ica tion for th e IEC 61 58 n e tworks and – Fie ldbus IEC 61 784 specifica tion s se ries (dispon ib le – Pa rt en 1: a n gla is se ule me n t) I EC/TR 61 58-6 (all parts), In dustria l commun ica tion n e tworks – Fieldbus specifica tion s Pa rt 6: Symme trica l pa ir/qua d ca b les with tra n smission ch a cte ristics up to – 000 MHz – Work a re a wirin g (dispon ib le e n a n gla is se ule men t) I EC 61 588, Pre cision clock syn ch ron iza tion protocol for n e tworke d me a sure me n t a n d trol syste ms I EC 61 784-2: 2007, Ré se a ux de commun ica tion in dustrie ls – Profils – Pa rtie 2: Profils de bus de te rra in comp lé men ta ires pour les rése a ux en te mps ré e l se lon l'ISO/IEC 8802-3 I EC 61 91 8: 2007, In dustria l commun ica tion n e tworks – In sta lla tion of commun ica tion n e tworks in in dustria l pre mise s I EC 62439-2, Ré sea ux in dustrie ls de commun ica tion – Rése a ux de h a ute disp on ibilité pour l’a utoma tion – Pa rtie 2: Protocole de re don da n ce du sup port (MRP) I EC 62439-3, Ré se a ux de commun ica tion in dustrie ls – Rése a ux d'a utoma tisme h a ute dispon ib ilité – Pa rtie 3: Protocole de redon da n ce pa llè le (PRP) e t redon da n ce tra n spa re n te de h a ute disp on ib ilité (HSR) I EC 62439-4, Ré sea ux de commun ica tion in dustrie ls – Ré se a ux d'a utoma tisme h a ute h a ute disp on ib ilité – Pa rtie 4: Protocole de Re don da n ce ré se a u Croisé (CRP) I EC 62439-5, Ré sea ux de commun ica tion in dustrie ls – Ré sea ux d'a utoma tisme disp on ib ilité – Pa rtie 5: Protocole de re don da n ce ba lise (BRP) IEC 62439-6, Ré sea ux in dustrie ls de commun ica tion – Ré se a ux de h a ute dispon ibilité pour l’a utoma tion – Pa rtie 6: Protocole de re don da n ce distribué e (DRP) IEC 62439-7, Ré se a ux de commun ica tion in dustrie ls – Rése a ux de h a ute dispon ibilité pour l'a utoma tion – Pa rtie 7: Protocole de re don da n ce p our ré se a u e n a n n ea u (RRP) ISO/I EC 2382 (toutes les parties), Tech n ologies de l'in forma tion – Voca bula ire I SO/I EC 9646 (toutes les parties), Te ch n ologie s de l'in forma tion – ln tercon n e xion de systè me s ouve rts (OSI) – Ca dre gé n é l e t mé th odologie de s te sts de formité ISO/I EC 0731 , Te ch n ologie s de l'in forma tion – ln te rcon n e xion de système s ouve rts (OSI) – Modè le de ré fére n ce de b a se – Con ve n tion s p our la dé fin ition des se rvice s OSI ISO/I EC 1 801 :2002, Tech n ologie s de l'in forma tion – Câ bla ge gé n érique de s loca ux d'utilisa teurs Amendement (2008) ISO/I EC 5802-3 , Te ch n ologies de l'in forma tion – Té lé commun ica tion s et éch a n ge d'in forma tion e n tre systè mes – Ré se a ux loca ux e t mé tropolita in s – Spé cifica tion s commun e s – Pa rtie 3: Pon ts du Con trôle d'a ccè s a u sup port I EC 62439-1 : 201 0+AMD1 : 201 +AMD2:201 CSV  I EC 201 I EEE 802 Q , IEEE sta n da rds for – 27 – loca l a n d me tropolita n a re a n e twork Virtua l bridge d loca l a re a n e tworks PU STYLN I K M , ZAFI ROVI C-VU KOTIC, M , MOORE, R , Pe rforma n ce of th e Ra p id Spa n n in g Tree Protocol in Rin g Ne twork Topology, Rugged Com In c http: //www ruggedcom com/pdfs/white_%20papers/performance_of_rapid_spanning_tree_protocol_in_ri ng_network_topology pdf _ INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSI ON 3, rue de Varembé PO Box 31 CH-1 21 Geneva 20 Switzerland Tel: + 41 22 91 02 1 Fax: + 41 22 91 03 00 info@iec.ch www.iec.ch

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