Abstract
High-availability seamless redundancy (HSR) is a fault-tolerant protocol for Ethernet networks that provides two frame copies for each frame sent. Each copy is forwarded on a separate physical path. HSR is a potential candidate for several fault-tolerant Ethernet applications, including smart-grid communications. However, the major drawback of the HSR protocol is that it generates and circulates unnecessary frames within connected rings regardless of the presence of a destination node in the ring. This downside degrades network performance and can deplete network resources. Two simple but efficient approaches have previously been proposed to solve the above problem: quick removing (QR) and port locking (PL). In this paper, we will present a hybrid approach, QRPL, by combining QR with PL, resulting in further traffic reductions. Our analysis showed that network traffic is significantly reduced for a large-sized HSR connected ring network compared to the standard HSR protocol, QR, and PL.
High-availability seamless redundancy (HSR) 은 두 개의 복제된 프레임을 각각의 경로로 전송하여 거의'0'시간에 고장을 복구하는 실시간 고장 허용 프로토콜이다. 그러므로 HSR은 스마트 그리드 통신과 같은 첨단 실시간 네트워크에 사용이 가능하다. 그러나 HSR 프로토콜은 고장 복구를 위해 생성되는 불필요한 트래픽이 목적지 노드가 포함되지 않은 하부 네트워크에도 지속적으로 순환하는 주요 단점이 있으며, 이는 네트워크의 트래픽 성능을 저하시키고, 네트워크의 활용 자원을 감소시키는 원인이 된다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 효율적인 두 가지 알고리즘, Quick Removing (QR) 과 Port Locking (PL) 이 발표된 바 있다. 본 논문은 QR과 PL을 결합한 새로운 알고리즘, QRPL의 구현 가능성 및 그 성능을 수학적으로 해석 제시하고 시뮬레이션으로 확인하였다. 그 결과 다수의 하위 ring이 연결된 HSR 네트워크에서 유니캐스트 트래픽을 적용시, 표준 HSR, QR, 또는 PL 알고리즘을 개별로 사용하는 것보다, QRPL 알고리즘을 사용하는 경우 성능이 크게 향상됨을 확인하였다.