Протоколы резервирования МЭК 62439-3 HSR/PRP

Протоколы «бесшовного резервирования высокой доступности» (HSR - High Availability Seamless Redundancy) и «параллельного резервирования» (PRP - Parallel Redundancy Protocol) – это новейшие дополнения к стандарту МЭК 62439 для промышленных Ethernet сетей высокой доступности. Будучи разработанным для критически важных и чувствительных к временным параметрам применений, таких, как автоматизация подстанций и управление движением, HSR и PRP обеспечивает гарантированное поведение в неблагоприятных условиях и повышенную надежность сети. Увеличенное время безотказной работы сети приводит к уменьшению количества простоев и обслуживания, что ощутимо сказывается на общем снижении затрат средств.

HSR и PRP обеспечивают резервирование сети и бесшовное переключение в случае возникновения отказов. Это особо важно для автоматизации и управления технологическими процессами в приложениях, которые в своей работе полностью зависимы от скорости, точности времени и не могут допускать потери пакетов и задержки.

Протокол Параллельного Резервирования (PRP)

Для выполнения вышеупомянутых требований необходимо принять совершенно новый подход к вопросу о гарантированной высокой доступности. В основе этого иного подхода к резервированию сети наличие двух независимых активных путей между двумя устройствами. Отправитель использует два независимых сетевых интерфейса, которые передают одни и те же данные одновременно. Протокол мониторинга для резервирования удостоверяется, что получатель использует только первый пакет данных и отбрасывает второй. Если получен только один пакет, получатель знает, что на другом пути произошел сбой.

По такому принципу и работает Протокол Параллельного Резервирования (PRP - Parallel Redundancy Protocol), который описан в стандарте МЭК 62439-3. PRP использует две независимые сети с любой топологией, не ограничиваясь только кольцевыми связями. Двумя независимыми параллельными сетями могут быть кольца Turbo Ring, RSTP и даже сети без резервирования вовсе. Основным преимуществом PRP является его переключение без прерываний (бесшовное), которое вообще не затрачивает время на активацию резервирования в случае отказа, тем самым предлагая максимально возможную доступность. Естественно, если только обе сети не выходят из строя одновременно.

PRP принцип работы архитектуры

Еще один протокол стандарта МЭК 62439: Кольцо HSR

В архитектуре HSR основной и резервирующий пакеты отправляются в противоположные направления по кольцу. Принимающая точка обрабатывает первый пакет и отбрасывает дублирующий. Это обеспечивает резервирование на уровне пакетов с бесшовным переходом в случае отказа.

HSR принцип работы архитектуры

Оборудование с поддержкой протокола HSR/PRP

	Устройство для резервирования Red Box «Устройство для резервирования» (RedBox – Redundancy Box) позволит присоединяться к существующей сети HSR или PRP без наличия узлов HSR/PRP. Устройства со встроенным HSR или PRP модулем будут иметь возможность подключаться непосредственно к сети для организации экономически более выгодных решений.
	Управляемый модуль резервирования EOM-G103-PHR-PTP – это встраиваемый 3-портовый управляемый модуль резервирования Gigabit Ethernet от компании MOXA, созданный специально для разработчиков оборудования. Благодаря его компактности (размер 60х80мм) Вы можете добавить поддержку технологий МЭК62439-3 Clause 4 (PRP) и МЭК 62439-3 Clause 5 (HSR) в Ваше собственное оборудование.
	Коммутаторы серии PT-7728-PTP Более гибкое решение — это модули для коммутаторов серии PT-7728-PTP, с возможностью взаимодействия между стандартами протоколов PRP, HSR и RSTP. Долгожданные новинки обеспечивают работу по 24 + 4G портам, с возможностью подключения по меди, оптическому волокну или одновременно вместе. Данное решение обеспечивает превосходную доступность сети и бо́льшую гибкость для критически важных задач, как это описано в протоколах группы МЭК 62439-3. Возможность пары коммутаторов PT-7728-PTP проводить информацию между более чем тысячей RSTP устройств в сети на базе HSR (это больше стандартных 40 устройств в обычном PSTP кольце) помогает построить или модернизировать сетевую инфраструктуру в соответствии с современными требованиями критически важных задач и оперативности.
	Компьютеры серии DA-820 Компьютеры серии DA-820 от компании Moxa являются первыми в мире высокопроизводительными серверами с поддержкой протокола PRP/HSR. Протокол PRP/HSR обеспечивает параллельное резервирование, что позволяет избежать одиночных отказов линии связи и повысить эффективность работы сети. Встроенное в систему управления PRP/HSR программное обеспечение позволяет соединять различные устройства на подстанциях, также дает возможность быстрее и проще обнаруживать и устранять неисправности.
	Компьютеры серии UNO-4000 и ECU-4000 Компьютеры серии UNO-4000 и ECU-4000 от компании Advantech – это специализированные серверные системы для применения на подстанциях, с возможностью поддержки протокола PRP/HSR. Линейки включают в себя энергоэффективные модели на базе Intel Atom и высокопроизводительные, на базе intel Core. Каждая модель дополнительно комплектуется модулем расширения PRP/HSR - ECU-P1524PE, который соответствует стандарту МЭК 62439-3. Данный модуль позволяет создавать системы резервирования с нулевыми потерями и нулевым временем восстановления, снижает нагрузку на процессор, увеличивает безопасность и производительность системы.