„Parallel Redundancy Protocol“ – Versionsunterschied
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Das '''Parallel Redundancy Protocol''' ('''PRP''') ist ein [[Netzwerkprotokoll]] für den Betrieb eines [[Redundanz (Technik)|redundanten]] [[Rechnernetzwerk]]es. Es ist seit 2010 im Standard IEC 62439-3<ref>{{Literatur |Autor=Vogel Business Media GmbH & Co. KG |Titel=Seite 2: Eigenschaften des IEC 62439-3 PRP Protokolls |Online=https://www.elektronikpraxis.vogel.de/netzwerkredundanz-und-interoperabilitaet-in-umspannwerken-a-447171/index2.html |Abruf=2018-01-07}}</ref> „Industrial communication networks: high availability automation networks“ standardisiert. Es handelt sich um ein [[OSI-Modell|Layer-2]]-Redundanzverfahren, welches von höheren Schichten unabhängig ist und sich für die in [[IEC 61784#Normung|IEC 61784]] beschriebenen [[Echtzeit-Ethernet]]-Mechanismen eignen soll. PRP wurde für Automatisierungsnetzwerke entwickelt, die für eine kontinuierliche Betriebsfunktionalität [[Hochverfügbarkeit]] erfordern.<ref>{{Literatur |Autor=H. Kirrmann, M. Hansson, P. Muri |Titel=IEC 62439 PRP: Bumpless recovery for highly available, hard real-time industrial networks |Sammelwerk=2007 IEEE Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (EFTA 2007) |Datum=2007-09 |Seiten=1396–1399 |DOI=10.1109/EFTA.2007.4416946 |Online=https://ieeexplore.ieee.org/document/4416946/ |Abruf=2018-01-07}}</ref> |
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Während rekonfigurationsbasierte Redundanzprotokolle wie [[RSTP]] oder [[Media Redundancy Protocol|MRP]] bei Fehlern im Netzwerk immer eine gewisse Umschaltzeit für eine Neukonfigurierung benötigen, bietet das PRP |
Während rekonfigurationsbasierte Redundanzprotokolle wie [[Rapid Spanning Tree Protocol|RSTP]] oder [[Media Redundancy Protocol|MRP]] bei Fehlern im Netzwerk immer eine gewisse Umschaltzeit für eine Neukonfigurierung benötigen, bietet das PRP im Fehlerfall eines der beiden redundanten Netzwerke einen kontinuierlichen Betrieb, bei dem kein [[Datenpaket]] bei der Übertragung verloren geht oder verzögert wird. |
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Parallel_redundancy_Protocol_IEC_62439-3_20170203_HK.jpg|PRP-Netzwerk |
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Parallel_Redundancy_Protocol_Frame_Format_IEC_62439-3_HK_20170204.jpg|PRP-Paketformat (mit Trailer) |
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Parallel_Redundancy_Protocol_IEC_62439-3_PRP_Nodes_Structure_20170204_HK.jpg|Interaktion von PRP-Knoten (DANP) |
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Jeder PRP-Knoten, ein sog. „Dual Attached Node“ (DAN) ist an zwei Netzwerke, |
Jeder PRP-Knoten, ein sog. „Dual Attached Node“ (DAN) ist an zwei Netzwerke, in der Abbildung als LAN A und LAN B bezeichnet, angebunden. Da PRP ein Layer-2-Protokoll ist, muss das Protokoll der beiden Netzwerke auf der [[Media Access Control|MAC]]-Ebene identisch sein. Topologie, Performance und Latenz können bei beiden Netzwerken unterschiedlich sein. Die Latenzen dürfen jedoch nur bis zu einer gewissen Grenze differieren, da PRP ein auf Paketsequenznummern basierendes [[Sliding-Window]]-Protokoll mit endlicher Fensterkapazität ist. Die Netzwerke müssen so ausgelegt sein, dass der Ausfall eines Netzwerks nicht den Weiterbetrieb des anderen Netzwerks beeinträchtigt. Falls bei einem Netzwerk ein Kabel gezogen wird, darf das andere davon nicht beeinflusst werden. Grundsätzlich darf daher keine direkte Verbindung zwischen den beiden LANs bestehen. |
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Das Anschalten eines „Single Attached Node“ (SAN), d. h. eines Endknoten ohne PRP-Fähigkeit, kann durch eine sog. „Redundancy Box“ (RedBox) erfolgen, die sich am parallel redundanten Netz wie ein DAN verhält. |
Das Anschalten eines „Single Attached Node“ (SAN), d. h. eines Endknoten ohne PRP-Fähigkeit, kann durch eine sog. „Redundancy Box“ (RedBox) erfolgen, die sich am parallel redundanten Netz wie ein DAN verhält. |
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Ein Anwendungsfall findet sich im Bereich Drahtloskommunikation als "[[Diversity-Technik|Timing Combiner]]", mit dem beispielsweise für Sicherheitsanwendungen die Verfügbarkeit eines drahtlosen "[[Black Channel]]" verbessert werden kann. |
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*http://www.ines.zhaw.ch/de/engineering/ines/high-availability/prp/technologie.html |
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*http://www.hirschmann.com/de/Hirschmann/Industrial_Ethernet/Technologien/PRP_-_Parallel_Redundancy_Protocol/index.phtml |
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Aktuelle Version vom 11. Dezember 2023, 18:38 Uhr
Das Parallel Redundancy Protocol (PRP) ist ein Netzwerkprotokoll für den Betrieb eines redundanten Rechnernetzwerkes. Es ist seit 2010 im Standard IEC 62439-3[1] „Industrial communication networks: high availability automation networks“ standardisiert. Es handelt sich um ein Layer-2-Redundanzverfahren, welches von höheren Schichten unabhängig ist und sich für die in IEC 61784 beschriebenen Echtzeit-Ethernet-Mechanismen eignen soll. PRP wurde für Automatisierungsnetzwerke entwickelt, die für eine kontinuierliche Betriebsfunktionalität Hochverfügbarkeit erfordern.[2]
Während rekonfigurationsbasierte Redundanzprotokolle wie RSTP oder MRP bei Fehlern im Netzwerk immer eine gewisse Umschaltzeit für eine Neukonfigurierung benötigen, bietet das PRP im Fehlerfall eines der beiden redundanten Netzwerke einen kontinuierlichen Betrieb, bei dem kein Datenpaket bei der Übertragung verloren geht oder verzögert wird.
Topologie
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PRP-Netzwerk -
PRP-Paketformat (mit Trailer) -
Interaktion von PRP-Knoten (DANP)
Jeder PRP-Knoten, ein sog. „Dual Attached Node“ (DAN) ist an zwei Netzwerke, in der Abbildung als LAN A und LAN B bezeichnet, angebunden. Da PRP ein Layer-2-Protokoll ist, muss das Protokoll der beiden Netzwerke auf der MAC-Ebene identisch sein. Topologie, Performance und Latenz können bei beiden Netzwerken unterschiedlich sein. Die Latenzen dürfen jedoch nur bis zu einer gewissen Grenze differieren, da PRP ein auf Paketsequenznummern basierendes Sliding-Window-Protokoll mit endlicher Fensterkapazität ist. Die Netzwerke müssen so ausgelegt sein, dass der Ausfall eines Netzwerks nicht den Weiterbetrieb des anderen Netzwerks beeinträchtigt. Falls bei einem Netzwerk ein Kabel gezogen wird, darf das andere davon nicht beeinflusst werden. Grundsätzlich darf daher keine direkte Verbindung zwischen den beiden LANs bestehen.
Das Anschalten eines „Single Attached Node“ (SAN), d. h. eines Endknoten ohne PRP-Fähigkeit, kann durch eine sog. „Redundancy Box“ (RedBox) erfolgen, die sich am parallel redundanten Netz wie ein DAN verhält.
Ein Anwendungsfall findet sich im Bereich Drahtloskommunikation als "Timing Combiner", mit dem beispielsweise für Sicherheitsanwendungen die Verfügbarkeit eines drahtlosen "Black Channel" verbessert werden kann.
Weblinks
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Ehemalige Internet-Seite zu PRP vom Institute of Embedded Systems an der ZHAW ( vom 6. Oktober 2013 im Internet Archive)*
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ Vogel Business Media GmbH & Co. KG: Seite 2: Eigenschaften des IEC 62439-3 PRP Protokolls. (vogel.de [abgerufen am 7. Januar 2018]).
- ↑ H. Kirrmann, M. Hansson, P. Muri: IEC 62439 PRP: Bumpless recovery for highly available, hard real-time industrial networks. In: 2007 IEEE Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (EFTA 2007). September 2007, S. 1396–1399, doi:10.1109/EFTA.2007.4416946 (ieee.org [abgerufen am 7. Januar 2018]).