Záložní trasy

Verze pro tisk

5. Záložní trasy

5.1. Úvod

RipEX využívá funkci Záložní trasy (Backup routes) pro zvýšení spolehlivosti v datových sítích prostřednictvím záložních cest.

V následujícím příkladu jsou pro trasu mezi zařízeními RipEX A a RipEX B tři možné cesty. Přímý rádiový spoj je nastaven jako primární cesta (protože je nejrychlejší). Cesta přes RipEX C je první záložní cesta (dva skoky), a záložní cesta přes GPRS síť je připravena v případě selhání rádiového spojení. V mobilních sítích je přenos dat zpoplatněný, proto je tu využit jako poslední možnost.

Prioritu cesty lze měnit podle daných požadavků. Cesta s nejvyšší prioritou je vždy primární volbou (v našem příkladu přímý rádiový spoj) a cesta s nejnižší prioritou je poslední možností (v našem příkladu GPRS síť).

Díky funkci Záložní trasy, zvládne RipEX řešit různé problémy v síti, aniž by došlo k přerušení požadované komunikace.

Příklad funkce Záložní trasy

Obr. 5.1: Příklad funkce Záložní trasy

[Poznámka]Poznámka

Funkce Záložní trasy může být použita pouze v režimu Router mode.

Funkce zálohování tras podporuje SNMP.

5.2. Backup Routing Management Protocol

BRMP je proprietární protokol vyvinutý firmou RACOM. Ovládá funkce směrování záložních tras (Backup routing) v radiomodemech RipEX s ohledem na požadavky rádiových sítí.

Protokol

  • nezatěžuje rádiové sítě,

  • umožňuje vytvoření jedné i více záložních tras

  • řeší náhodné ztráty paketů

  • umožňuje velmi rychlé přepínání cest v případě výpadku sítě.

Protokol pracuje vždy mezi dvěma konkrétními rádiovými modemy RipEX. Každá síť s modemy RipEX může obsahovat různé záložní trasy a každá záložní trasa je tvořena několika alternativními cestami. Můžeme dokonce nastavit vnořené zálohovací cesty.

5.2.1. Postup protokolu

  1. RipEX A rozesílá kontrolní „Hello“ pakety (UDP), všemi možnými cestami k jednotce RipEX B.

  2. RipEX B tyto pakety přijíma a ukládá je i s informací o cestě, kterou pakety prošly.

  3. RipEX B pošle seznam přijatých „Hello“ paketů ve svém „Hello“ paketu zpět k jednotce RipEX A.

  4. RipEX A po obdržení tohoto „Hello“ paketu od jednotky RipEX B vyhodnocuje podmínky na jednotlivých cestách.

Jednotlivé alternativní cesty mohou nabývat následujících stavů:

Up

– cesta je funkční a může být použita.

Down

– cesta není funkční a nemůže být použita.

Unknown

– stav cesta nemůže být vyhodnocen z důvodu nedostatku informací. Tento stav je aktivní ihned po spuštění radiomodemu RipEX, nebo není vyhodnocen, protože je používána cesta s vyšší prioritou a je nastaveno, že cesty s nižší prioritou se nevyhodnocují.

5.3. Příklady konfigurace

V této kapitole projdeme několik příkladů na příkladech, abychom vysvětlili použití funkce Záložní trasy v praxi.

Projděte prosím postupně jeden příklad po druhém, abyste plně pochopili konfigurační odlišnosti a výhody různých řešení.

5.3.1. Rádio/Rádio – koncová zařízení připojená sériovým rozhraním

V prvním příkladu tvoří síť pět radiomodemů RipEX. Všechna koncová zařízení jsou připojena k jednotkám RipEX přes sériové rozhraní. Je vhodné použít pouze rádiové IP adresy pro překlad a směrování dat. Ethernetové IP adresy mohou být přiřazeny náhodně (můžete ponechat výchozí nastavení, doporučujeme však pro pořádek nastavit ethernetové adresy podobně jako rádiové adresy).

Topologie sítě 1

Obr. 5.2: Topologie sítě 1

Zařízení připojené k jednotce RipEX A (10.10.10.15) je řídící stanice (Master), ostatní jsou podřízené (Slave).

[Poznámka]Poznámka

V této aplikační poznámce nebudeme konfigurovat rozhraní RS232.

Systém pro zálohování tras je možné použít mezi jednotkou RipEX A (.15) a jednotkou RipEX C (.17), pakety mohou být přenášeny:

  • přímým rádiovým spojením mezi jednotkami RipEX A a RipEX C, nebo

  • záložní (nepřímou) rádiovou cestou přes RipEX B.

Podívejte se na následující konfiguraci menu Routing jednotky RipEX A:

Menu Routing pro RipEX A – příklad č. 1

Obr. 5.3: Menu Routing pro RipEX A – příklad č. 1

V jednotce RipEX A máme jednu trasu využívající Záložní trasy a dvě jednoduché trasy do dalších jednotek RipEX.

Záložní trasa je nazvaná „Backup # 1“ a její stav je kontrolovaný proti rádiové IP adrese jednotky RipEX C. Nejvyšší priorita je nastavena na přímou linku a druhou možností je použití jednotky RipEX B pro retranslaci. Obě trasy jsou nyní ve výchozím nastavení a jsou zaškrtnuty jako aktivní.

[Poznámka]Poznámka

Použít lze pouze buďto rádiová nebo Ethernetová adresa vzdálené jednotky RipEX (nelze použít IP adresy zařízení připojených za jednotkou RipEX).

Podívejte se na příslušné konfigurace jednotek RipEX B a C.

Menu Routing pro RipEX B – příklad č. 1

Obr. 5.4: Menu Routing pro RipEX B – příklad č. 1

[Poznámka]Poznámka

RipEX B není koncovým bodem (Peer IP) záložní trasy, proto není záložní trasa definována.

Menu Routing pro RipEX C – příklad č. 1

Obr. 5.5: Menu Routing pro RipEX C – příklad č. 1

Praktická zkouška

V tomto případě, budeme přepínat na záložní trasu vzhledem k nedostatečnému rádiovému signálu (velikost hodnoty RSS). Změníme proto nastavení ve sloupci Policy pro přímou linku (Direct link) a nastavíme RSS. Klikněte na příslušné tlačítko „Default“ ve sloupci Policy.

[Poznámka]Poznámka

Spojení můžete zkontrolovat pomocí funkce Ping (Diagnostic → Ping).

RipEX A – Policy button

Obr. 5.6: RipEX A – Policy button

Zobrazí se nové okno. Změňte hodnotu v řádku Parameters na „Manual“ a vyplňte hodnotu v řádku RSSI [-dBm] podle aktuální RSS hodnoty (viz menu Neighbours). Hodnota musí být vyšší než je aktuální hodnota. Např. v tomto příkladu, je aktuální hodnota RSS -56 dBm a podmínka pro přepnutí na záložní (nepřímou) cestu je nastavena na -50 dBm.

RipEX A – změna RSS záložní trasy

Obr. 5.7: RipEX A – změna RSS záložní trasy

Uložte změny a klikněte na tlačítko „Backup status“ aby se zobrazily změny. Ve sloupci Policy je hodnota nastavena na „Manual“ a záložní cesta je používána.

RipEX A – záložní trasaje používána

Obr. 5.8: RipEX A – záložní trasaje používána

[Poznámka]Poznámka

Pro správnou funkci nezapomeňte tyto kroky opakovat na protistanici – jednotce RipEX C. Nejsou-li parametry nastaveny správně na obou radiomodemech, může RipEX A komunikovat s jednotkou RipEX C primární cestou v jednom směru a záložní cestou v opačném směru (asymetrický routing).

Chcete-li se vrátit komunikaci na primární cestu, zakažte RSS kontrolu, nebo zlepšete hodnotu RSS signálu mezi oběma jednotkami RipEX.

5.3.2. Rádio/Rádio – koncové zařízení připojené přes ethernetové rozhraní

V druhém příkladu používáme stejnou konfiguraci jako u prvního, kromě toho, že zařízení RTU jsou připojená přes ethernetová rozhraní. Viz následující obrázek:

Topologie sítě 2

Obr. 5.9: Topologie sítě 2

[Poznámka]Poznámka

V tomto příkladu jsme změnili priority pro náhradní trasy.

Koncová zařízení jsou nyní připojena přes ethernetové porty, což znamená, že musíme do příslušných radiomodemů RipEX doplnit správné IP adresy a routing.

Pokud již není nastavena, změňte ethernetovou IP adresu podle této topologie:

  • RipEX A – 192.168.15.1/24

  • RipEX B – 192.168.16.1/24

  • RipEX C – 192.168.17.1/24

Teď musíme nastavit správný routing. Pro jednoduchost budeme ignorovat RipEX D a RipEX E v naší konfiguraci.

Podívejte se na nastavení routingu v jednotce RipEX A na následujícím příkladu:

Menu Routing pro RipEx A - příklad č. 2

Obr. 5.10: Menu Routing pro RipEx A – příklad č. 2

Všimněte si, že jsme použili systém Zálohování tras pro body v síti 192.168.17.0/24. Také si všimněte, že jsme vyplnili Peer IP vzdálenou Ethernetovou IP adresou radiomodemu RipEX. Aktuálně použitá cesta je primární (nepřímá), ale obě cesty jsou označeny „Up“.

[Poznámka]Poznámka

Je možné použít pouze IP adresu vzdáleného radiomodemu – rádiovou nebo hlavního Ethernetového rozhraní (ne subnet adresu nebo adresu připojeného zařízení).

Menu Routing pro RipEx B - příklad č. 2

Obr. 5.11: Menu Routing pro RipEx B – příklad č. 2

Přidali jsme také cesty do jednotky RipEX B pro ethernetové sítě za dalšími jednotkami RipEX.

Menu Routing pro RipEx C - příklad č. 2

Obr. 5.12: Menu Routing pro RipEx C – příklad č. 2

V jednotce RipEX C máme velmi podobnou konfiguraci jako v jednotce RipEX A, ale pro opačný směr.

Praktický test

V tomto příkladu budeme používat jinou metodu pro přepínání mezi primární a záložní cestou. Nastavili jsme nejvyšší prioritu pro nepřímé spojení (naše záložní cesta v předchozím příkladu). Kdykoliv je RipEX B vypnutý, systém Záložní trasy použijte přímou cestu.

Rozpoznání výpadku jednotky RipEX závisí na nastavení hodnot Policy.

[Poznámka]Poznámka

Pokud nastavíte nízkou hodnotu parametru „Hello packed period“ (například 10 sekund) a „Hello packed success rate“ na 100%, proces bude velmi rychlý. Ale při tomto nastavení snížíte kapacitu rádiového kanálu pro uživatelská data a aktivní cesta je hned po ztrátě prvního „Hello“ paketu je označena za nefunkčni („Down“).

V tomto příkladu nebudeme měnit výchozí hodnoty.

Default hodnoty Policy

Obr. 5.13: Default hodnoty Policy

[Poznámka]Poznámka

Hodnocení parametru „Hello packet success rate“ je založeno na posledních osmi kontrolních „Hello“ paketech.

Chcete-li vidět celý postup, můžete začít s vysíláním ping paketů. Jděte do RipEX menu Diagnostic → Ping a vyplňte cílovou IP adresu (192.168.17.1). Poté budou ping pakety úspěšné a budou přenášeny primární (nepřímou) cestou (např. můžete zkontrolovat RX / TX LED diody radiomodemu RipEX).

Úspěšné Ping pakety – primární cesta

Obr. 5.14: Úspěšné Ping pakety – primární cesta

Můžete také zapnout monitorování rádiového rozhraní. Jděte do menu Diagnostic → Monitoring a zkontrolujte rádiové rozhraní. Nechte ostatní parametry na výchozích hodnotách (default) a klikněte na tlačítko Start. Sledovat můžete všechny pakety v rádiové síti (ping pakety, „Hello“ pakety, ARP, …).

Nyní vypněte RipEX B a sledujte rozdíly. Vidíte, že nejsou žádné odpovědi na ping pakety v Ping and Monitoring menu. Obnovte hodnoty v menu Routing (stiskem tlačítka Backup status), abyste viděli, že aktivní cesta je přepnuta na záložní (přímou) cestu.

RipEX A routing menu – RipEX B vypnutý

Obr. 5.15: RipEX A routing menu – RipEX B vypnutý

Jakmile funkce Záložní Trasy vyhodnotí situaci správně, ping pakety opět úspěšně procházejí. Všimněte si také, že RTT hodnota ping paketů je nižší než u používané primární (nepřímé) cesta.

RipEX A Ping pakety – záložní (přímá) cesta

Obr. 5.16: RipEX A Ping pakety – záložní (přímá) cesta

Nyní můžete RipEX B znovu zapnout. Vzhledem k tomu, že RipEX pravidelně kontroluje primární (nepřímou) cestu pomocí kontrolních Hello“ paketů, přepne se zpět na primární cestu. Tato změna nezpůsobí žádnou ztrátu ping paketů.

5.3.3. Ethernet/Rádio

V tomto testu, je primární cestou cesta přes Ethernetovou linku a je zálohována rádiovou linkou.

Podívejte se na následující příklad:

Topologie sítě č.3

Obr. 5.17: Topologie sítě č.3

Menu Routing pro RipEX A – příklad č. 3

Obr. 5.18: Menu Routing pro RipEX A – příklad č. 3

Primární ethernetová linka poskytuje vysokou kapacitu pásma. Je vhodné posílat kontrolní „Hello“ pakety každou sekundu. To povede, v případě výpadku ethernetové linky, k rychlému přepnutí na záložní rádiové linky.

Perioda Hello paketů nastavena na jednu sekundu

Obr. 5.19: Perioda Hello paketů nastavena na jednu sekundu

RipEX B je nakonfigurován s IP adresou 192.168.100.2/24, která se používá pouze pro komunikaci mezi jednotkami RipEX. Další podsítě 192.168.2.0/24 se využívá pro zbytek komunikace po Ethernetu. Podívejte se na podrobnosti v kapitole ARP Proxy a VLAN.

Pro RipEX B je také nastavena perioda opakování kontrolních „Hello“ paketů na ethernetové lince na jednu sekundu.

Menu Routing pro RipEX B – příklad č. 3

Obr. 5.20: Menu Routing pro RipEX B – příklad č. 3

Po odpojení primární ethernetové cesty, se systém automaticky přepne na záložní rádiovou cestou. Můžete tuto funkci zkontrolovat při použití stejných nástrojů jako v předchozích příkladech.