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Introducción al protocolo MRP (Media Redundancy Protocol)

¿Qué el el protocolo MRP?

El protocolo de redundancia de medios (MRP) monitoriza los enlaces de red para evitar puntos únicos de fallo y así garantizar una alta disponibilidad de las redes Ethernet. A medida que los sistemas de automatización dependen cada vez más de redes Ethernet, la necesidad de tolerancia a fallos requiere estructuras de red redundantes como conexiones en anillo. Sin embargo, la naturaleza de transmisión de Ethernet no soporta este tipo de anillos físicos debido a los paquetes de broadcast de forma que es necesario disponer de algún protocolo adicional como MRP que se encarga de bloquear de forma lógica algún camino redundante si el anillo está cerrado y no hay ningún corte o interrupción del tráfico..

MRP, estandarizado en IEC 62439-2, aborda los requisitos de redes industriales. Garantiza tiempos de conmutación deterministas (menos de 500 ms en el peor de los casos, normalmente mucho más rápidos) para topologías de anillo con hasta 50 nodos. Cada nodo MRP tiene dos puertos de anillo; un nodo actúa como administrador de redundancia de medios (MRM) y monitoriza el anillo en busca de fallos. Cuando el MRM detecta una interrupción, bloquea la ruta fallida y desbloquea la ruta redundante, restaurando la conectividad.

¿Cómo funciona MRP?

Básicamente MRP es un protocolo de redundancia en anillo capaz de detectar un corte en el tráfico del anillo debido a un equipo o un enlace con problemas y redirigir el tráfico en ambos sentidos del anillo asegurando el restablecimiento del tráfico con el resto de nodos operativos del anillo.

Uno nodo del anillo funciona como Media Redundancy Manager (MRM)

El MRM monitoriza el estado del anillo enviando unas tramas de test a través de sus puertos conectados al anillo. Si el anillo está cerrado (sin cortes) el MRM bloquea uno de sus puertos para evitar las tormentas de paquetes broadcast.. En caso de pérdida de estos paquetes de test, el MRM asume un fallo en el anillo y desbloquea el puerto del anillo previamente bloqueado restaurando el tráfico con el resto de nodos operativos del anillo. En caso de restauración del fallo el MRM vuelve a bloquear dicho puerto.

MRP proporciona tiempos de recuperación determinísticos

MRP garantiza un tiempo máximo de recuperación/conmutación de 500ms, 200 ms, o incluso tan bajo como 10 ms, dependiendo de la configuración del protocolo. Sin embargo, los tiempos típicos de recuperación son habitualmente de una cuarta parte de estos valores. Por ejemplo, un anillo con configuracióm de recuperación máxima en 200ms suele recuperar el tráfico en unos 50ms o 60ms. Este determinismo proporciona una cierta predictibilidad a la disponbilidad de la red lo cual es realmente importante en entornos industriales.

MRP está optimizado para topologías en anillo

Mientras que Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) puede usarse tanto en anillos como como en otras topologías como estrellas o buses o combinación de todas ellas, MRP está optimizado para anillos de hasta 50 nodos. MRP evita problemas como la impredecibilidad del tiempo de recuperación que provee RSTP de forma que MRP es preferible en redes críticas donde debemos minimizar los tiempos de indisponibilidad.

Beneficios del protocolo MRP

Tiempo de recuperación rápido

MRP puede llegar a proporcionar un tiempo de recuperación inferior a 10ms en caso de un único fallo en el anillo gracias a su sistema de moniorización contínua del estado del mismo a través de tramas de test. Esta características es fundamental para redes industriales sensibles al retardo y la pérdida de paquetes.

Tolerancia ante fallos

MRP permite recuperar el tráfico del anillo en un tiempo muy breve ante un fallo de un nodo o un enlace independientemente de la ubicación del problema.. Este mecanismo provee de fiabilidad y alta disponibilidad a las redes industriales..

Compatibilidad

MRP es compatible con STP, permitiendo que ambos protocolos puedan operar sobre la misma red. Podemos conectar varios anillos MRP a una red STP, donde STP se encarga de gestionar los enlaces redundantes entre los anillos MRP. Esta interoperabilidad permite al diseñador de la red garantizar la redundancia en redes amplias y complejas con diferentes topologías sin perder la rapidez de conmutación de MRP ni la flexibilidad de STP.

MRP vs RSTP

En la siguiente tabla mostramos una comparativa entre MRP y RSTP

EspecificacionesRSTP (IEEE 802.1D-2004)MRP (IEC 62439-2)
TopologíaCualquiera (anillo, estrella, bus,…)Anillo
Número máximo de nodosCualquiera50
Tiempo de reconfiguración (en el peor caso)>2s para pérdidas de más de una BPDU500ms, 200ms, 30ms, 10ms(dependiendo de la configuración del protocolo)
Tiempo habitual de reconfiguraciónDifícil de estimar, dependiente del tipo de fallo y de la topología y dimensión de la red.Aprox. 200ms, 60ms, 15ms, <10ms (dependiendo de la configuración del protocolo)
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