并行冗余协议

尽管快速MRP环可以满足非常多的要求，但仍有一些应用完全不能容忍任何切换时间。

为了满足这些需求，我们需要采取一种全新的方法来解决保证高可用性的问题。这种新的网络冗余方法的基础是在两个设备之间有两条独立的活动路径。发送方使用两个独立的网络接口，同时传输相同的数据。然后，冗余监控协议确保接收方只使用第一个数据包，而丢弃第二个。如果只收到一个数据包，收件人就知道另一条路径上发生了故障。IEC 62439-3标准中描述的并行冗余协议(PRP)采用了这一原则。PRP使用任意拓扑结构的两个独立网络，不限于环形网络。

这两个独立的并行网络可以是MRP环网，也可以是RSTP网络，甚至可以是完全没有冗余的网络。PRP的主要优点是它的无中断切换，在发生故障时完全无需花费时间进行切换，从而提供尽可能高的可用性。当然，这只适用于两个网络不同时出现故障的情况。

PRP在终端设备中实现，而网络中的交换机是标准的交换机，无需了解PRP的信息。

具有PRP功能的终端设备称为PRP的双附加节点 (DAN P)，并且与两个独立网络中的每一个都有连接。这两个网络可能具有相同的结构，也可能在拓扑结构和/或性能方面有所不同。具有单个网络接口（单个附加节点，SAN）的标准设备可以直接连接到两个网络之一。当然，在这种情况下，设备在发生故障时将没有可用的冗余路径。

SAN也可以连接到冗余盒 (RedBox)，该冗余盒将一个或多个SAN同时连接到两个网络。SAN不需要了解任何关于PRP的信息，它们可以是标准设备。在许多应用中，只有关键设备需要双网络接口，不太重要的设备可以作为SAN连接，无论是否有冗余盒。

具有并行冗余协议的网络

DAN P实现控制冗余并处理重复项。

当上层接收到要传输的数据包时，PRP单元通过两个端口同时将此帧发送到网络。当这两个帧通过两个独立的网络时，它们通常会在到达接收方的路上受到不同的延迟。在它们的目的地，PRP单元将第一个数据包传递到上层，即应用程序，并丢弃第二个数据包。因此，应用程序的接口与任何其他以太网网络接口相同。

冗余盒为所有连接的SAN实现PRP协议，因此作为所有类型标准设备的一种冗余代理运行。通过PRP连接或RedBox在每个帧中引入的冗余控制跟踪器（RCT）来识别重复的内容。除了网络标识符（LAN A或B）和帧中包含的用户数据长度外，这些32位标识字段还包含一个序列号，该序列号在节点发送的每个帧中都会递增。

因此，RedBox或DAN P连接可以识别重复的数据，并在必要时根据每个帧中包含的清晰可识别的特征（物理MAC源地址和序列号）丢弃它们。由于RCT被插入到帧的末尾，所有的协议流量仍然可以被SAN读取，SAN将RCT仅仅解释为没有意义的额外填充。这意味着一个SAN直接连接到一个PRP网络，即没有RedBox，能够与同一网络（A或B）中的所有DAN P和任何SAN通信。它只缺乏与其他网络节点的连接，因为一个DAN P不从一个LAN传递任何帧到另一个LAN。PRP切换时间可以满足最高要求，而且在网络结构和可能的拓扑结构方面也非常灵活，但它确实始终都需要两倍于所安装的交换机和其他网络组件的基础设施。