Redundancia y alta disponibilidad (IV): High-Seamless Redundancy Protocol

En capítulos anteriores de redundancia y alta disponibilidad, se explicaba el funcionamiento de la detección de duplicados del protocolo Parallel Redundancy Protocol (PRP) y cómo este protocolo aportaba un tiempo de recuperación en caso de caída de 0 milisegundos, suponiendo un coste muy elevado debido a que era necesario duplicar la red utilizada para lograr estos tiempos de recuperación. A raíz de esta primera especificación y de los problemas que conllevaba, empezaron a plantearse nuevas ideas con las que, aplicando un funcionamiento similar al de PRP, se lograran tiempos de 0 ms con costes menores.

Por lo que nació el protocolo High-Seamless Redundancy Protocolo (HSR) el cual tiene un tiempo de recuperación de 0 ms pero que solo funciona en redes de anillo. El funcionamiento es muy similar al de PRP, utilizando unos nodos llamados DANH (Doubly Attached Node for HSR) los cuales tienen dos interfaces conectadas a la red de anillo. En la siguiente imagen podemos observar un poco su estructura:

Como se puede observar, el emisor envía tráfico por ambas interfaces (el mismo frame) . Si el nodo destino se encuentra en la red y no hay ningún problema en la red, recibirá ambos paquetes, descartando uno de ellos según el algoritmo que utilice y reenviando al mismo tiempo el frame al anillo para que finalmente éste sea descartado por el emisor. En el caso de que haya un corte en la red, solo se recibirá un paquete de los dos enviados, perdiéndose uno de ellos pero sin afectar al sistema, logrando de esta manera el tiempo de recuperación deseado.

Con tal de evitar la creación de grandes anillos, se diseñan las Quad-Box que se encargan de la interconexión de anillos. Podemos observar una estructura HSR utilizando dos Quad-Box en la siguiente imagen de la especificación IEC 62439-3 de la Internacional Electrotechnical Comission:

Uno de los problemas que podían surgir en el momento de interconectar anillos era la eliminación de paquetes duplicados en el anillo vecino debido a que no se encontraba el nodo emisor para eliminarlo. Por lo tanto, además de ser las encargadas de reenviar el tráfico entre anillos, eliminan los paquetes que se tengan que descartar para evitar bucles en los anillos. Como se puede observar, la Quad-Box es redundada para evitar problemas en caso de que una de ellas deje de funcionar.

Utilizando este protocolo se logran los tiempos de recuperación de 0 milisegundos sin la necesidad de que se dispare el coste económico, aunque sigue suponiendo un coste computacional y de ancho de banda para la red debido a que se envía el mismo paquete 2 veces por la misma red.