Protocolo MRP: Redundancia y Alta Disponibilidad en Redes Industriales

El Media Redundancy Protocol (MRP), definido por el estándar IEC 62439-2, es una solución fundamental para garantizar la alta disponibilidad y la tolerancia a fallos en redes Ethernet industriales, donde la continuidad del servicio es crucial y los tiempos de recuperación deben ser predecibles y extremadamente bajos.

¿Qué es el Protocolo MRP?

MRP es un protocolo diseñado específicamente para topologías en anillo, permitiendo que una red Ethernet pueda soportar la falla de un enlace o de un nodo sin perder la conectividad entre los dispositivos restantes413. Su principal objetivo es evitar los puntos únicos de fallo y asegurar que, ante cualquier interrupción, la red pueda recuperarse en tiempos muy breves, típicamente inferiores a 500 ms y, en configuraciones óptimas, incluso por debajo de 10 ms.

Funcionamiento del MRP

• Topología: MRP está optimizado para anillos de hasta 50 nodos, donde cada switch o dispositivo tiene dos puertos conectados al anillo.

• Roles: Dentro del anillo, un nodo es designado como Media Redundancy Manager (MRM), responsable de monitorizar el estado del anillo, mientras que el resto actúan como Media Redundancy Clients (MRC).

• Monitorización: El MRM envía tramas de prueba (test frames) por ambos puertos del anillo. Si el anillo está intacto, el MRM bloquea uno de sus puertos para evitar bucles de red, comportándose el anillo como una línea lógica.

• Detección de fallos: Si el MRM deja de recibir las tramas de prueba, interpreta que hay una interrupción en el anillo. En ese momento, desbloquea el puerto previamente bloqueado, permitiendo que el tráfico circule por la ruta alternativa y manteniendo la conectividad.

• Recuperación y aprendizaje: Durante la conmutación, los switches eliminan sus tablas MAC para reaprender la topología y asegurar el reenvío correcto de los paquetes.

Estados de los Puertos en MRP

Los puertos de los nodos MRP pueden estar en uno de los siguientes estados:

• Disabled: Todos los paquetes son descartados.

• Blocked: Solo se permiten tramas de control MRP y protocolos esenciales; el resto se descarta.

• Forwarding: Todos los paquetes se reenvían.

• Not Connected: El enlace está caído o desconectado.

Ventajas y Beneficios de MRP

• Tiempos de recuperación deterministas: MRP garantiza tiempos máximos de recuperación de 500 ms, 200 ms, 30 ms o incluso 10 ms, según la configuración, siendo los tiempos reales habitualmente mucho menores.

• Alta disponibilidad: Permite mantener la conectividad incluso ante la falla de un nodo o enlace, lo que es esencial en aplicaciones industriales críticas.

• Compatibilidad: MRP puede operar junto a otros protocolos como STP, permitiendo la integración de anillos MRP dentro de redes más amplias gestionadas por STP1.

• Simplicidad y eficiencia: Está optimizado para anillos, lo que lo hace más eficiente y rápido que protocolos como RSTP en este tipo de topologías.

Comparativa MRP vs RSTP

Aplicaciones y Usos de MRP

MRP es ampliamente utilizado en:

• Automatización industrial y plantas de manufactura.

• Redes de energía y subestaciones eléctricas.

• Sistemas de transporte y control ferroviario.

• Videovigilancia y sistemas de control críticos.

Consideraciones y Recomendaciones

• Todos los dispositivos del anillo deben ser compatibles con MRP para garantizar la interoperabilidad y el correcto funcionamiento de la red.

• Es posible implementar múltiples anillos MRP en una misma red, siempre considerando las limitaciones y recomendaciones del fabricante.

• Una configuración incorrecta puede inutilizar la redundancia, por lo que se recomienda una planificación y gestión cuidadosa.

Conclusión

El protocolo MRP es una herramienta esencial para garantizar la redundancia, la alta disponibilidad y la recuperación rápida en redes Ethernet industriales. Su diseño específico para topologías en anillo, junto con la capacidad de tiempos de conmutación deterministas y su compatibilidad con otros protocolos, lo convierten en una opción preferente en entornos donde la fiabilidad y la continuidad del servicio son prioritarios.