国際電気標準会議（IEC）規格 62439-2 で定義されている Media Redundancy Protocol（MRP）は、産業オートメーション ネットワーク向けのリングネットワークトポロジで高速コンバージェンスを実現します。MRP Media Redundancy Manager（MRM）は、リングの最大リカバリ時間を 10 ミリ秒、30 ミリ秒、200 ミリ秒、500 ミリ秒の範囲で定義します。

（注）	最大 50 ノードで構成されるリングの場合、Cisco IE スイッチのデフォルトの最大リカバリ時間は 200 ミリ秒です。MRP マネージャの設定に説明されているように、500 ミリ秒のリカバリ時間プロファイルを使用するよう、スイッチを設定できます。10 ミリ秒と 30 ミリ秒のリカバリ時間プロファイルはサポートされていません。

MRP はすべての Cisco Catalyst IE9300 高耐久性シリーズ スイッチでサポートされています。

• IE-9310-26S2C-EおよびIE-9310-26S2C-A

• IE-9320-26S2C-EおよびIE-9320-26S2C-A

• IE-9320-22S2C4X-EおよびIE-9320-22S2C4X-A

• IE-9320-24T4X-EおよびIE-9320-24T4X-A

• IE-9320-24P4X-EおよびIE-9320-24P4X-A

• IE-9320-16P8U4X-EおよびIE-9320-16P8U4X-A

• IE-9320-24P4S-EおよびIE-9320-24P4S-A

MRP は MAC レイヤで動作し、製造業における産業ネットワークの PROFINET 規格と合わせて一般的に使用されます。

MRP は Cisco Catalyst IE9300 高耐久性シリーズ スイッチの MRP コマンドライン インターフェイス（CLI）モードでサポートされています。

MRP CLI モードは、Cisco IOS XE CLI および WebUI（Web ベースのユーザーインターフェイス（UI））によって管理されます。

（注）	MRP CLI モードでスイッチを管理する場合、Siemens STEP7/TIA から MRP 設定をダウンロードすることはできません。

MRP リングでは、MRM はリング マネージャとして機能し、一方 Media Redundancy Clients（MRC）はリングのメンバー ノードとして機能します。各ノード（MRM または MRC）には、リングに参加するための 1 対のポートがあります。MRM は、1 つのリング ポートの制御フレームをリングを介して送信し、リングからの制御フレームを他のリング ポートを介して受信し、反対方向のものも受信することによって、ネットワーク障害に対応するリング トポロジを開始、制御します。MRC は MRM から受信した再構成フレームに応答し、そのリング ポート上のリンクの変化を検出して通知することができます。

Cisco Catalyst IE9300 高耐久性シリーズ スイッチでは、リングの特定またはすべてのノードを Media Redundancy Automanager（MRA）として起動するように設定することもできます。MRA では、投票プロトコルと設定された優先順位値を使用して、MRM が互いに 1 つ選択されます。残りの MRA は MRC 役に遷移します。

すべての MRM および MRC リング ポートは、次の状態をサポートします。

• 無効：リングポートですべての受信フレームが破棄されます。

• ブロック：リングポートで MRP 制御フレームと一部の標準フレーム（LLDP など）を除くすべての受信フレームが破棄されます。

• 転送：リングポートですべての受信フレームが転送されます。

• 未接続：リンクが物理的にダウンしているか切断されています。（この状態は、MRP ポートがソフトウェアによって手動で無効にされている「無効効態」とは異なります）。

通常動作中、ネットワークは Ring-Closed 状態で動作します（以下の図を参照）。ループを防止するため、一方の MRM リング ポートはブロックで、もう一方のポートは転送になります。ほとんどの場合、すべての MRC の両方のリング ポートは転送状態になります。このループ回避により、物理リング トポロジは論理スタブ トポロジになります。

図では、左と右の 2 つのリングについて、次の点に注意してください。

• 左側のリング：どのポートも切断されていないため、MRM の接続（上部の小さな青い四角）はブロック状態（2 本の平行線で示す）です。

• 右側のリング：2 つの MRC の接続（左と中央の小さな白い四角）は、赤い「x」で示すように、それらの間のリンクが壊れているため、無効状態です。

ネットワーク障害が発生した場合：

• ネットワークは Ring-Open 状態に移行します。

• 2 つの MRC を接続するリンクに障害が発生した場合、MRM の両方のリングポートは転送状態に変わり、障害に隣接する MRC は無効リングポートと転送リングポートになり、他の MRC は両方のリングポートが転送になります。

Ring-Open 状態では、ネットワーク論理トポロジはスタブになります。

レイヤ 2 イーサネット フレームは、これら 2 つのリング状態間の移行に必要な時間中に失われます。MRP プロトコルでは、スイッチオーバー時間を最小限に抑えるためにスイッチオーバーを自動的に管理する手順を定義します。さまざまなパラメータで構成されるリカバリ時間プロファイルは、MRP トポロジ コンバージェンス性能を促進します。200 ミリ秒のプロファイルは、200 ミリ秒の最大リカバリ時間をサポートします。

MRP は 3 種類の制御フレームを使用します。

• リング ステータスを監視するため、MRM は定期的に両方のリング ポートでテスト フレームを送信します。

• MRM が障害またはリカバリを検出すると、両方のリング ポートで TopoChange フレームを送信します。

• MRC がローカル ポート上で障害またはリカバリを検出すると、LinkChange サブタイプ フレーム、Linkdown および Linkup を MRM に送信します。

Media Redundancy Automanager（MRA）として開始するように設定されている場合、ノードでは投票プロトコルと設定された優先順位値を使用して MRM が選択されます。残りの MRA は MRC 役に遷移します。すべてのノードを MRA として設定する必要があります。同じリング内に手動で MRM および MRA を設定することはサポートされていません。

（注）	CLI を使用して MRA をアクティブ化できます。このガイドのMRP CLI モードの設定セクションを参照してください。 MRM が選択されると MRA は MRC 役に移行しますが、MRC を明示的に設定することはできません。

MRA 役は、MRM や MRC のような実稼働可能な MRP 役ではありません。MRA 役は、デバイス起動時の一時的な管理上の役割に過ぎません。起動後はノードを MRM 役または MRC 役に遷移する必要があり、マネージャ投票プロセスを通じて MRM が選択されます。

MRA は、次のように機能します。

1. 電源投入時に、すべての MRA がマネージャ投票プロセスを開始します。各 MRA では、両方のリング ポートで MRP_Test フレームの送信が開始します。MRP_Test フレームには MRA の優先順位値が含まれています。受信した MRP_Test フレームに含まれるリモート マネージャの優先順位値は、MRA 自身の優先度と比較されます。MRA は自身の優先順位が受信した優先順位よりも高い場合、リモートマネージャの MAC アドレスとともに、テストマネージャの否定応答（MRP_TestMgrNAck）フレームを送信します。

2. 受信側 MRA が、自身の MAC アドレスを含む MRP_TestMgrNAck を受信すると、受信側 MRA はクライアント（MRC）役への遷移を開始します。

3. MRP_TestPropagate フレームは、クライアント役の他の MRA デバイスに、役割の変更と、より優先順位が高い新規のマネージャについて通知します。このフレームを受信するクライアントは、その情報に応じて、より優先順位が高いマネージャの情報を更新します。これにより、監視しているより優先順位の高いマネージャ役が変更された場合でも、クライアントがクライアント役にとどまることになります。

Cisco Catalyst IE9300 高耐久性シリーズ スイッチで MRP を使用するために機能ライセンスは必要ありません。MRP では、Network Essentials または Network Advantage のいずれかの基本ライセンスを使用します。

産業用イーサネット ネットワークでは、セル/エリア内の MRP リングはアクセス レイヤのサブリングです。複数の MRP リングを接続でき、これらをディストリビューション レイヤに集約できます。

Cisco Catalyst IE9300 高耐久性シリーズ スイッチには最大 12 のリングを設定できます。スイッチは、自動マネージャまたはクライアントのいずれかです。

MRP はスパニング ツリー プロトコル（STP）と連携して動作し、ユーザが誤って MRP リングに参加していないデバイスを接続した場合に、不要なブロードキャスト ループを防ぎます。MRP と STP で動作するネットワークでは、スパニング ツリー ブリッジ プロトコル データ ユニット（BPDU）は MRP 対応ポートには送信されません。ポートの MRP 設定が解除されリングから離脱すると、そのポートはスパニング ツリーに追加されます。

MRP-STP 相互運用性は MRP CLI モードでサポートされ、追加の CLI 設定なしで動作します。

• MRP は物理リングトポロジに配置されているため、ネットワークストームを回避するためには、MRP 機能を設定または設定解除する前に接続インターフェイスで shut コマンドを発行するか、ケーブルを物理的に取り外して、各リングの 2 つのノード間の物理的な接続を 1 つ開けておくことが推奨されます。すべての MRM を正しく設定した後に、ポートで no shut コマンドを発行するか、ノード間のケーブルを再接続します。

• MRP はデフォルトで無効になっています。MRP CLI は、MRP が有効になっている場合のデフォルトモードです。

• デフォルトの VLAN は 1 です。

  （注）	デフォルト以外の VLAN を、MRP リング 1 に割り当てる前に作成します。

MRP を設定するには、ノードを MRA として設定し、2 つの MRP ポートを指定します。各リングのマネージャインスタンスおよびデバイスごとに 1 つのマネージャを使用して、デバイス上に最大 12 のリングを設定できます（デバイスはマネージャまたはクライアントになれます）。

次の MRP 設定パラメータはオプションです。

• domain-id：MRP リングを表す一意の ID。

• domain-name：設定した MRP ドメイン ID の論理名。

• profile：200 ミリ秒（デフォルト）

• vlan-id：MRP フレームを送信するための VLAN。

次に、マネージャとして設定された MRP スイッチの例を示します。

Switch#configure terminal
Switch# no profinet mrp
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#mrp ring 1
Switch(config-mrp)#mode manager
Switch(config-mrp-manager)#end
Switch#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#interface gi1/0/21-28
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#mrp ring 1
WARNING% Enabling MRP automatically set STP FORWARDING. It is recommended to shutdown all interfaces which are not currently in use to prevent potential bridging loops.
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#interface gi1/0/27
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#mrp ring 1
WARNING% Enabling MRP automatically set STP FORWARDING. It is recommended to shutdown all interfaces which are not currently in use to prevent potential bridging loops.
Switch(config-if)#end
 
Switch#show mrp ring
MRP ring 1
 
Profile     : 200 ms
Mode        : Master
From        : CLI
 
Network Topology: Ring
Port1:                                     Port2:
MAC Address    :2C:54:2D:2C:3E:0A          MAC Address    :2C:54:2D:2C:3E:09
Interface      :gigabitEthernet1/0/28            Interface      :gigabitEthernet1/0/27
Status         :Forwarding                 Status         :Forwarding
 
VLAN ID     : 1
Domain Name : Cisco MRP
Domain ID   : FFFFFFFF-FFFF-FFFF-FFFF-FFFFFFFFFFFF
 
Topology Change Request Interval        : 10ms
Topology Change Repeat Count            : 3
Short Test Frame Interval               : 10ms
Default Test Frame Interval             : 20ms
Test Monitoring Interval Count          : 3
Test Monitoring Extended Interval Count : N/A
Switch#show mrp ports
 
Ring ID : 1
PortName                Status
--------------------------------------
gigabitEthernet1/0/27         Forwarding
gigabitEthernet1/0/28         Forwarding
 

次に、自動マネージャとして設定された MRP スイッチの例を示します。

Switch#configure terminal
Switch# no profinet mrp
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#mrp ring 1
Switch(config-mrp)#mode auto-manager
Switch(config-mrp-auto-manager)#priority 36864
Switch(config-mrp-auto-manager)#end
Switch#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#interface gi1/0/22
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#mrp ring 1
WARNING% Enabling MRP automatically set STP FORWARDING. It is recommended to shutdown all interfaces which are not currently in use to prevent potential bridging loops.
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#interface gi1/0/21
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#mrp ring 1
WARNING% Enabling MRP automatically set STP FORWARDING. It is recommended to shutdown all interfaces which are not currently in use to prevent potential bridging loops.
Switch(config-if)#end
 
Switch#show mrp ring
MRP ring 1

Profile     : 200 ms
Mode        : Auto-Manager
Priority    : 36864
Operational Mode: Manager
From        : CLI
License     : Active
Best Manager MAC Address    :84:B8:02:ED:E8:01     priority 36864     

Network Topology: Ring
Network Status  : OPEN
Port1:                                     Port2:
 MAC Address    :84:B8:02:ED:E8:02          MAC Address    :84:B8:02:ED:E8:01
 Interface      :GigabitEthernet1/0/22      Interface      :GigabitEthernet1/0/21
 Status         :Forwarding                 Status         :Forwarding

VLAN ID     : 1
Domain Name : Cisco MRP Ring 1
Domain ID   : FFFFFFFF-FFFF-FFFF-FFFF-FFFFFFFFFFFF

Topology Change Request Interval        : 10ms
Topology Change Repeat Count            : 3
Short Test Frame Interval               : 10ms
Default Test Frame Interval             : 20ms
Test Monitoring Interval Count          : 3
Test Monitoring Extended Interval Count : N/A

          
Topology Change Request Interval        : 10ms
Topology Change Repeat Count            : 3
Short Test Frame Interval               : 10ms
Default Test Frame Interval             : 20ms
Test Monitoring Interval Count          : 3
Test Monitoring Extended Interval Count : N/A

次に、設定済みの MRP スイッチの例を示します。

Switch#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#mrp ring 1
Switch(config-mrp)#mode client
Switch(config-mrp-client)#end
Switch#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#interface gi1/0/23
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#mrp ring 1
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#interface gi1/0/24
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#mrp ring 1
Switch(config-if)#end