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。

为了满足这些要求,我们需要采取一种全新的方法来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拥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仅使用第一个数据包并丢弃第二个数据包。如果只收到一个数据包,接收方就知道另一条路径发生了故障。并行冗余协议 (PRP) 采用了这一原理,该协议在 IEC 62439-3 标准中进行了描述。PRP 使用两个具有任意拓扑结构的独立网络,并且不限于环形网络。
两个独立的并行网络可能是 MRP 环、RSTP 网络,甚至是完全没有冗余的网络。PRP 的主要优势在于其无中断切换,在发生故障时无需任何时间即可切换,从而提供最高的可用性。当然,这仅适用于两个网络不同时发生故障的情况。
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 双连接节点 (DAN P),并且与两个独立网络均有连接。这两个网络可能具有相同的结构,也可能在拓扑和/或性能上有所不同。具有单个网络接口(单连接节点,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。
或者,SAN 可以连接到冗余盒(RedBox),该冗余盒将一个或多个 SAN 连接到两个网络。SAN 不需要了解任何有关 PRP 的知识,它们可以是标准设备。在许多应用中,只有关键设备才需要双网络接口,而不太重要的设备可以作为 SAN 连接,无论是否带有冗余盒。

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 单元会同时通过两个端口将该帧发送到网络。当这两个帧穿过两个独立的网络时,它们在到达接收方的途中通常会受到不同的延迟。在目的地,PRP 单元将第一个到达的数据包传递到上层,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 实施 PRP 协议,因此可作为所有类型标准设备的一种冗余代理。重复项是通过 PRP 连接或 RedBox 引入每个帧的冗余控制尾部 (RCT) 来识别的。除了网络标识符(LAN A 或 B)和帧中包含的用户数据的长度之外,这些 32 位标识字段还包含一个序列号,该序列号随着节点发送的每个帧而递增。
因此,RedBox 或 DAN P 连接可以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)识别重复项,并在必要时丢弃它们。由于 RCT 插入在帧的末尾,因此所有协议流量仍然可以被 SAN 读取,而 SAN 仅将 RCT 解释为毫无意义的额外填充。这意味着直接连接到 PRP 网络的 SAN(即无需 RedBox)能够与所有 DAN P 以及同一网络中的任何 SAN(A 或 B)进行通信。它仅缺少与其他网络节点的连接,因为 DAN P 不会将任何帧从一个 LAN 传递到另一个 LAN。PRP 切换时间满足最高要求,并且在网络结构和可能的拓扑方面也极其灵活,但它总是需要两倍的交换机和其他网络组件安装基础设施。