RPR网络协议帧

RPR网络协议帧
RPR（Resilient Packet Ring）协议是一个工作在OSI（Open Systems Interconnection）协议栈的数据链路层的介质访问控制协议，主要应用在城域网中。RPR有4种帧格式，包括：基本数据帧、控制帧、公平算法帧、Idle帧。
一、RPR基本数据帧格式

+0---------------7---------------15---------------23---------------31
|        TTL     |   basecontrol  |           DMAC(6 bytes）        |
+----------------------------------                                 |
+--------------------------------------------------------------------
|         SMAC (6 bytes)          -----------------------------------
|                                 |     ttlBase    |extendedControl |
+--------------------------------------------------------------------
|     HEC (2 bytes)               |       Length/Type(2 bytes)      |
+--------------------------------------------------------------------
|                         serviceDataUnit(n bytes)                  |
+--------------------------------------------------------------------
|                              FCS(4 bytes)                         |
+-------------------------------------------------------------------+

二、RPR基本数据帧格式解释

字段	长度	描述
TTL	1字节	TTL（Time to Live），TTL的值决定数据帧在RPR环网上被转发的最大跳数。每经过一个节点，TTL值被减1，当TTL等于0时，数据帧被丢弃。这种机制可以防止数据帧在环网上被无限制的循环转发。
basecontrol	1字节	基本环控制字段，包含选环信息、公平算法控制信息、帧类型、流类型（服务级别）、Wrap控制信息和奇偶校验位。
DMAC	6字节	48位目的MAC地址。对于单播报文，该字段在目的节点被删除；对于多播报文，该字段在源节点被删除。
SMAC	6字节	48位源MAC地址。发送数据的源站点的MAC地址，它在传送过程中一直保持不变，用于目的节点回应消息的地址。
ttlBase	1字节	TTL基数，即TTL的初始值。在数据帧转发过程中，TTL基数保持不变。用TTL基数减去TTL值，可以得到数据帧转发到当前节点经过的跳数。
extendedControl	1字节	扩展环控制字段，RPR报文扩展头，扩展帧标志、泛洪标志、泛洪类型、通过源节点标志、严格顺序帧标志和保留位。
HEC	2字节	头部校验和HEC（Header Error Check），采用16位CRC（Cyclic Redundancy Check）校验。头部校验和是对TTL、基本控制信息、目的MAC地址、源MAC地址、TTL基数和扩展控制信息6个字段的数据进行计算而得到的。
Length/Type	2字节	当此值小于1536（十进制）时表示帧的长度。当此值大于等于1536（十进制）时表示数据载荷的协议类型。“数据”字段承载的协议和“协议类型”字段取值的对应关系如下： 0x0800: IPv4 0x86dd: IPv6 0x8847: Tag Unicast 0x8848: Tag Multicast 0x0806: ARP (Address Resolution Protocol)
serviceDataUnit	n字节	业务数据单元，此字段的长度是可变的。
FCS	4字节	FCS（Frame Check Sequence），帧校验序列，32位CRC校验。是对协议类型和数据两个字段进行CRC校验得到的。

三、RPR控制帧格式

+0---------------7---------------15---------------23---------------31
|        TTL     |   basecontrol  |           DMAC(6 bytes）        |
+----------------------------------                                 |
+--------------------------------------------------------------------
|         SMAC (6 bytes)          -----------------------------------
|                                 |     ttlBase    |extendedControl |
+--------------------------------------------------------------------
|     HEC (2 bytes)               |   controlType  | controlVersion |
+--------------------------------------------------------------------
|                         controlDataUnit(N bytes)                  |
+--------------------------------------------------------------------
|                              FCS(4 bytes)                         |
+-------------------------------------------------------------------+

四、RPR控制帧格式解释

字段	长度	描述
TTL	1字节	TTL（Time to Live），TTL的值决定数据帧在RPR环网上被转发的最大跳数。每经过一个节点，TTL值被减1，当TTL等于0时，数据帧被丢弃。这种机制可以防止数据帧在环网上被无限制的循环转发。
baseControl	1字节	包含选环信息、公平算法控制信息、帧类型、流类型（服务级别）、Wrap控制信息和奇偶校验位。
DMAC	6字节	48位目的MAC地址。对于单播报文，该字段在目的节点被删除；对于多播报文，该字段在源节点被删除。
SMAC	6字节	48位源MAC地址。发送数据的源站点的MAC地址，它在传送过程中一直保持不变，用于目的节点回应消息的地址。
ttlBase	1字节	TTL的初始值。在数据帧转发过程中，TTL基数保持不变。用TTL基数减去TTL值，可以得到数据帧转发到当前节点经过的跳数。
extendedControl	1字节	RPR报文扩展头，扩展帧标志、泛洪标志、泛洪类型、通过源节点标志、严格顺序帧标志和保留位。
HEC	2字节	头部校验和HEC（Header Error Check），采用16位CRC（Cyclic Redundancy Check）校验。头部校验和是对TTL、基本控制信息、目的MAC地址、源MAC地址、TTL基数和扩展控制信息6个字段的数据进行计算而得到的。
controlType	1字节	控制类型字段，取值决定控制帧的类型。IEEE 802.17标准定义了如下几种控制帧： 0x01: Attribute Discovery (ATD) frame，节点属性发现帧 0x02: Topology and protection Protocol (TP) frame，拓扑与保护协议帧 0x03: Topology and protection checksum (TC) frame，拓扑校验帧 0x04: Link Round-Trip time measurement (LRTT) request frame，链路往返时间测量请求帧 0x05: Link Round-Trip Time measurement (LRTT) response frame，链路往返时间测量响应帧 0x06: Fairness Differential Delay (FDD) frame，公平差异时延帧 0x07: OAM echo request frame，OAM回声请求报文 0x08: OAM echo response frame，OAM回声响应报文 0x09: OAM flush frame，OAM泛洪帧 0x0A: OAM organization specific frame，OAM组织私有帧 0x0B: OAM SAS notify frame，OAM SAS通告帧 0x0C: PIRC mate status notify frame，PIRC mate状态通告帧 All others: Reserved，保留
controlVersion	1字节	控制类型字段对应的版本号。用于标识控制帧的版本。对于所有控制类型，此字段都初始化为0。
controlDataUnit	n字节	控制帧的数据部分，此字段的长度是可变的。
FCS	4字节	FCS（Frame Check Sequence），帧校验序列，32位CRC校验。是对控制类型和控制数据两个字段进行CRC校验得到的。

五、RPR公平算法帧格式

+0---------------7---------------15---------------23---------------31
|        TTL     |   basecontrol  |           SMAC(6 bytes）        |
+----------------------------------                                 |
+--------------------------------------------------------------------
|     fairnessHeader (2 bytes)    |       fairRate(2 bytes)         |
+--------------------------------------------------------------------
|                              FCS(4 bytes)                         |
+-------------------------------------------------------------------+

六、RPR公平算法帧格式解释

字段	长度	描述
TTL	1字节	TTL（Time to Live），TTL的值决定数据帧在RPR环网上被转发的最大跳数。每经过一个节点，TTL值被减1，当TTL等于0时，数据帧被丢弃。这种机制可以防止数据帧在环网上被无限制的循环转发。
baseControl	1字节	包含选环信息、公平算法控制信息、帧类型、流类型（服务级别）、Wrap控制信息和奇偶校验位。
SMAC	6字节	当前节点或者拥塞节点的MAC地址。
fairnessHeader	2字节	公平算法头： Version＝0：Single Choke Fairness，每个公平算法周期发送一个，点对点传输。 Version＝1：Muti Choke Fairness，每10个公平算法周期发送一个，广播传输。
fairRate	2字节	量化的速率，16比特。
FCS	4字节	FCS（Frame Check Sequence），帧校验序列，32位CRC校验。校验时不包含TTL和基本环控制字段。

七、RPR Idle帧格式
Idle帧用于调整节点间的速率同步，在相邻的两个节点之间进行点对点传输。

+0---------------7---------------15---------------23---------------31
|        TTL     |   basecontrol  |           SMAC(6 bytes）        |
+----------------------------------                                 |
+--------------------------------------------------------------------
|                            idlePayload(4 bytes)                   |
+--------------------------------------------------------------------
|                              FCS(4 bytes)                         |
+-------------------------------------------------------------------+

八、RPR Idle帧格式解释

字段	长度	描述
TTL	1字节	TTL（Time to Live），TTL的值决定数据帧在RPR环网上被转发的最大跳数。每经过一个节点，TTL值被减1，当TTL等于0时，数据帧被丢弃。这种机制可以防止数据帧在环网上被无限制的循环转发。
baseControl	1字节	包含选环信息、公平算法控制信息、帧类型、流类型（服务级别）、Wrap控制信息和奇偶校验位。
SMAC	6字节	当前节点或者拥塞节点的MAC地址。
idlePayload	4字节	负荷域，默认为全0，接收端忽略此字段。
FCS	4字节	FCS（Frame Check Sequence），帧校验序列，32位CRC校验。校验时不包含TTL和基本环控制字段。

九、RPR参考标准

标准	描述
IEEE 802.17	IEEE Standard for Information technology--Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks--Specific requirements Part 17: Resilient packet ring (RPR) access method and physical layer specifications

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