DLR

Wat is DLR?

DLR (Device Level Ring) is een redundantieprotocol op laag 2 van Ethernet waarmee apparaten met een ingebouwde switch van twee poorten in een ring worden doorgelust, zodat een IP-netwerk bij één kabelbreuk of uitgevallen apparaat binnen enkele milliseconden via de andere kant van de ring blijft werken. Het protocol is oorspronkelijk door Rockwell Automation ontwikkeld en wordt nu door ODVA beheerd als onderdeel van de EtherNet/IP-specificatie. Eén apparaat is de Ring Supervisor, de overige zijn ringknooppunten. Met de standaardinstellingen herstelt een ring van 50 knooppunten zich in minder dan 3 ms.

DLR geeft redundantie op apparaatniveau: PLC’s, drives, O-modules en HMI’s vormen zelf de ring, in plaats van dat elk apparaat een eigen poort op een centrale switch krijgt.

🧠 Hoe werkt DLR?

DLR is een vorm van ringredundantie in industriële automatisering. Een ring heeft altijd een lus, en een lus in een Ethernet-netwerk laat frames eindeloos rondgaan. De Ring Supervisor voorkomt dat door één van zijn twee ringpoorten logisch te blokkeren voor gewoon verkeer. Het netwerk gedraagt zich dan als een lijn, met een reservepad dat klaarligt.

1. Beacons - de actieve supervisor stuurt via beide ringpoorten beacon-frames, standaard elke 400 µs.
2. Normale toestand - komen de beacons aan de andere kant weer binnen, dan is de ring heel en blijft de tweede poort geblokkeerd.
3. Foutdetectie - blijven beacons langer weg dan de beacon-time-out, of meldt een knooppunt via een link-statusbericht dat zijn buurman is weggevallen, dan gaat de ring naar de fouttoestand.
4. Herstel - de supervisor deblokkeert zijn tweede poort en de knooppunten wissen hun MAC-adrestabellen. De ring is nu twee lijnen vanaf de supervisor en al het verkeer vindt een nieuwe route.
5. Terugkeer - is de breuk hersteld, dan ziet de supervisor zijn beacons weer rondkomen, blokkeert hij de poort opnieuw en keert de ring terug naar de normale toestand.

DLR-frames zijn geen IP-verkeer: ze gebruiken een eigen EtherType (0x80E1) en hebben geen IP-adres nodig. Daardoor werkt het mechanisme onafhankelijk van RSTP of andere spanning-tree-varianten, die u op DLR-poorten juist uitschakelt.

🧱 Welke rollen kent een DLR-ring?

Welke supervisor actief is, bepaalt de precedence, een waarde van 0 tot 255. Het apparaat met de hoogste waarde wint; bij gelijke waarden wint het hoogste MAC-adres. Apparaten met twee poorten die DLR niet ondersteunen kunnen in theorie in de ring, maar ODVA raadt dat af: ze vormen blinde vlekken voor de foutlokalisatie.

🔧 Welke parameters en waarden zijn typisch?

In het CIP-objectmodel is DLR het DLR-object (klasse 71, hex 0x47). Via dat object van CIP leest u onder meer de netwerkstatus uit: Normal, Ring Fault, Unexpected Loop Detected, Partial Fault of Rapid Fault/Restore Cycle. Het object kent services als Verify Fault Location, die de foutplek tussen twee knooppunten opzoekt, en Clear Rapid Faults, die de supervisor na een reeks snelle storingen weer normaal laat werken.

🔄 Wat is het verschil tussen DLR, MRP, RSTP en PRP?

DLR en MRP doen hetzelfde, maar horen bij een ander ecosysteem: het protocol volgt meestal de besturing. Gebruik nooit twee ringprotocollen of RSTP op dezelfde ringpoorten, want dan werken twee mechanismen die poorten blokkeren elkaar tegen. Wilt u dat zelfs bij een storing geen enkel frame verloren gaat, dan kiest u PRP of HSR in plaats van een omschakelende ring.

🏭 Waar wordt DLR gebruikt?

• Machinebouw - OEM’s leggen een ring binnen een machine of skid, zodat een kapotte kabel of een uitgeschakelde drive de rest niet stillegt.
• Motion control - beacon-based knooppunten herstellen snel genoeg om binnen de time-outs van verbindingen met drives te blijven.
• Rockwell-architecturen - Allen-Bradley-modules als de 1756-EN2TR voor ControlLogix en controllers als CompactLogix met twee poorten ondersteunen DLR, en u configureert de ring in Studio 5000 of met de switchsoftware.
• Celzones in fabrieksnetwerken - in de Converged Plantwide Ethernet-architectuur van Rockwell en Cisco vormt DLR de snelle ring in de cel, terwijl daarboven industriële switches met RSTP of een ander protocol de verbinding naar het distributienetwerk verzorgen.
• Prioriteit en scheiding - DLR wordt gecombineerd met VLAN’s en QoS, zodat besturingsverkeer voorrang krijgt op diagnose en engineeringverkeer.

🧭 Hoe ontwerpt en beheert u een DLR-ring?

1. Kies DLR bij EtherNet/IP - gebruikt de installatie PROFINET, dan ligt MRP meer voor de hand.
2. Beperk de ringgrootte - ontwerp voor de hersteltijd die bij 50 knooppunten wordt opgegeven. Grotere ringen herstellen trager en hebben meer kans op een tweede storing.
3. Wijs supervisors bewust aan - één actieve supervisor met de hoogste precedence en één back-up met een lagere waarde. Laat andere apparaten de supervisorfunctie uitgeschakeld houden.
4. Vermijd niet-DLR-apparaten in de ring - sluit apparaten met één poort aan via een ring tap of buiten de ring.
5. Stem de time-outs af - de hersteltijd van de ring moet ruim binnen de time-out van de I/O-verbindingen vallen, anders valt de I/O toch weg tijdens het herstel.
6. Leg de ring fysiek gescheiden aan - laat de twee richtingen van de ring niet door dezelfde kabelgoot lopen, anders raakt één beschadiging beide paden.
7. Bewaak de ringstatus - een ring na één breuk werkt nog, maar is niet meer redundant. Lees de status van het DLR-object uit in de besturing, het HMI of via SNMP op de switch, en alarmeer op Ring Fault.
8. Test het herstel - trek bij inbedrijfname een kabel los en controleer dat de productie doorloopt en de fout op de juiste plek wordt gemeld.

🔐 Hoe beveiligt u een DLR-ring?

DLR-frames hebben geen authenticatie. Een apparaat met een hogere precedence kan zich dus als supervisor melden, en een verkeerd geconfigureerd apparaat kan de ring verstoren of herstel blokkeren. CIP Security beschermt CIP-verbindingen met TLS en DTLS, maar niet de DLR-frames op laag 2.

• Fysieke toegang - de ring ligt meestal in de machine of besturingskast. Afgesloten kasten en dichte, ongebruikte poorten zijn de eerste verdediging.
• Port Security - beperk op de switches aan de rand van de ring welke apparaten mogen aansluiten.
• Netwerkmonitoring - passieve monitoring en een netwerkanalyzer als Wireshark herkennen DLR-frames, onverwachte supervisors en Unexpected Loop-meldingen. Meld ringstoringen ook aan uw SIEM.
• Segmentatie - houd de ring binnen één cel en scheid die cel van de rest van het Control Network volgens het zones-en-conduitsmodel van IEC 62443.
• Inventaris - neem supervisorinstellingen op in uw asset-inventaris, zodat een gewijzigde precedence opvalt.

Voor organisaties die onder de Cyberbeveiligingswet vallen, de Nederlandse invulling van NIS2 die sinds 15 augustus 2026 van kracht is, hoort de beschikbaarheid van zulke netwerken bij de zorgplicht. Machinebouwers krijgen met de Machineverordening vanaf 20 januari 2027 bovendien expliciete eisen tegen corruptie van besturingen.

❓ Veelgestelde vragen

Waar staat DLR voor?

DLR staat voor Device Level Ring. Het is het ringredundantieprotocol van EtherNet/IP, oorspronkelijk ontwikkeld door Rockwell Automation en nu beheerd door ODVA. Apparaten met twee Ethernet-poorten vormen samen een ring die zich na één storing binnen milliseconden herstelt.

Hoe snel herstelt een DLR-ring?

Een DLR-ring van 50 knooppunten herstelt zich met de standaard beacon-instellingen in minder dan 3 milliseconden. Beacon-based knooppunten detecteren een fout binnen ongeveer 400 tot 800 microseconden, announce-based knooppunten hebben enkele milliseconden nodig. Grotere ringen en langere time-outs maken het herstel trager.

Heb ik voor DLR een managed switch nodig?

Voor DLR is geen centrale switch nodig, omdat de apparaten zelf een ingebouwde switch met twee poorten hebben. Wel moet minstens één apparaat in de ring de rol van Ring Supervisor kunnen vervullen, zoals een communicatiemodule of een managed switch met DLR-ondersteuning. Apparaten met één poort sluit u aan via een ring tap.

Kan ik DLR en MRP combineren?

DLR en MRP kunnen niet op dezelfde ringpoorten draaien, omdat beide een poort blokkeren en elkaar dan tegenwerken. Wel kunnen een DLR-ring en een MRP-ring naast elkaar bestaan in hetzelfde netwerk, gekoppeld via een switch. Het protocol volgt meestal de besturing: DLR bij EtherNet/IP, MRP bij PROFINET.

Wat gebeurt er bij twee storingen in een DLR-ring?

Een DLR-ring beschermt tegen één storing. Na de eerste kabelbreuk is de ring twee lijnen geworden, en een tweede breuk scheidt een deel van de apparaten van de rest. Daarom moet u een DLR-fout direct melden en herstellen, ook als de productie nog doorloopt.

Is DLR veilig tegen aanvallen?

DLR zelf heeft geen authenticatie, dus een apparaat met een hogere supervisor-precedence of een foutieve configuratie kan de ring verstoren. Beveiliging van een DLR-ring rust daarom op fysieke afscherming, port security, segmentatie volgens IEC 62443 en monitoring van de ringstatus. CIP Security beschermt de CIP-verbindingen, maar niet de DLR-frames zelf.

📌 Samengevat

DLR is het ringredundantieprotocol van EtherNet/IP waarmee PLC’s, drives en I/O zelf een ring vormen die zich na één storing binnen enkele milliseconden herstelt. Een Ring Supervisor stuurt standaard elke 400 µs beacons, blokkeert één poort en opent die bij een breuk. Ontwerp met een beperkte ringgrootte, een back-up supervisor en bewaakte ringstatus, en beveilig de ring fysiek en via segmentatie, want DLR zelf kent geen authenticatie.