管理型交換機
乙太網連線裝置發展的下一代產品是管理型交換機。相對集線器和非管理型交換機,管理型交換機擁有更多更復雜的功能,價格也高出許多——通常是一臺非管理型交換機的3~4倍。管理型交換機提供了更多的功能,通常可以透過基於網路的介面實現完全配置。它可以自動與網路裝置互動,使用者也可以手動配置每個埠的網速和流量控制。一些老裝置可能無法使用自動互動功能,因此手動配置功能是必不可缺的。
絕大多數管理型交換機通常也提供一些高階功能,如用於遠端監視和配置的SNMP(簡單網路管理協議),用於診斷的埠對映,用於網路裝置成組的VLAN(虛擬區域網),用於確保優先順序訊息透過的優先順序排列功能等。利用管理型交換機,可以組建冗餘網路。使用環形拓撲結構,管理型交換機可以組成環形網路。每臺管理型交換機能自動判斷最優傳輸路徑和備用路徑,當優先路徑中斷時自動阻斷備用路徑。
管理型冗餘交換機
高階的管理型冗餘交換機提供了一些特殊的功能,特別是針對有穩定性、安全性方面嚴格要求的冗餘系統進行了設計上的最佳化。構建冗餘網路的主要方式主要有以下幾種,STP、RSTP;環網冗餘RapidRing
1.STP及RSTP
STP(Spanning Tree Protocol,生成樹演算法,IEEE 802.1D),是一個鏈路層協議,提供路徑冗餘和阻止網路迴圈發生。它強令備用資料路徑為阻塞(blocked)狀態。如果一條路徑有故障,該拓撲結構能借助啟用備用路徑重新配置及鏈路重構。網路中斷恢復時間為30~60s之間。RSTP(快速生成樹演算法,IEEE 802.1w)作為STP的升級,將網路中斷恢復時間,縮短到1~2s。生成樹演算法網路結構靈活,但也存在恢復速度慢的缺點。
2.環網冗餘RapidRing
為了能滿足工業控制網路實時性強的特點,RapidRing孕育而生。這是在乙太網網路中使用環網提供高速冗餘的一種技術。這個技術可以使網路在中斷後300ms之內自行恢復。並可以透過交換機的出錯繼電連線、狀態顯示燈和SNMP設定等方法來提醒使用者出現的斷網現象。這些都可以幫助診斷環網什麼地方出現斷開。
RapidRing也支援兩個連線在一起的環網,使網路拓樸更為靈活多樣。兩個環透過雙通道連線,這些連線可以是冗餘的,避免單個線纜出錯帶來的問題。
3.主幹冗餘Trunking
將不同交換機的多個埠設定為Trunking主幹埠,並建立連線,則這些交換機之間可以形成一個高速的骨幹連結。不但成倍的提高了骨幹連結的網路頻寬,增強了網路吞吐量,而且還還提供了另外一個功能,即冗餘功能。
如果網路中的骨幹連結產生斷線等問題,那麼網路中的資料會透過剩下的連結進行傳遞,保證網路的通訊正常。Trunking主幹網路採用匯流排型和星型網路結構,理論通訊距離可以無限延長。該技術由於採用了硬體偵測及資料平衡的方法,所以使網路中斷恢復時間達到了新的高度,一般恢復時間在10ms以下。
總結:不同的控制系統對網路的管理功能要求不同,自然對管理型交換機的使用也有不同要求。控制工程師們應該根據其系統的設計要求,挑選適合自己系統的工業乙太網產品。
管理型交換機
乙太網連線裝置發展的下一代產品是管理型交換機。相對集線器和非管理型交換機,管理型交換機擁有更多更復雜的功能,價格也高出許多——通常是一臺非管理型交換機的3~4倍。管理型交換機提供了更多的功能,通常可以透過基於網路的介面實現完全配置。它可以自動與網路裝置互動,使用者也可以手動配置每個埠的網速和流量控制。一些老裝置可能無法使用自動互動功能,因此手動配置功能是必不可缺的。
絕大多數管理型交換機通常也提供一些高階功能,如用於遠端監視和配置的SNMP(簡單網路管理協議),用於診斷的埠對映,用於網路裝置成組的VLAN(虛擬區域網),用於確保優先順序訊息透過的優先順序排列功能等。利用管理型交換機,可以組建冗餘網路。使用環形拓撲結構,管理型交換機可以組成環形網路。每臺管理型交換機能自動判斷最優傳輸路徑和備用路徑,當優先路徑中斷時自動阻斷備用路徑。
管理型冗餘交換機
高階的管理型冗餘交換機提供了一些特殊的功能,特別是針對有穩定性、安全性方面嚴格要求的冗餘系統進行了設計上的最佳化。構建冗餘網路的主要方式主要有以下幾種,STP、RSTP;環網冗餘RapidRing
1.STP及RSTP
STP(Spanning Tree Protocol,生成樹演算法,IEEE 802.1D),是一個鏈路層協議,提供路徑冗餘和阻止網路迴圈發生。它強令備用資料路徑為阻塞(blocked)狀態。如果一條路徑有故障,該拓撲結構能借助啟用備用路徑重新配置及鏈路重構。網路中斷恢復時間為30~60s之間。RSTP(快速生成樹演算法,IEEE 802.1w)作為STP的升級,將網路中斷恢復時間,縮短到1~2s。生成樹演算法網路結構靈活,但也存在恢復速度慢的缺點。
2.環網冗餘RapidRing
為了能滿足工業控制網路實時性強的特點,RapidRing孕育而生。這是在乙太網網路中使用環網提供高速冗餘的一種技術。這個技術可以使網路在中斷後300ms之內自行恢復。並可以透過交換機的出錯繼電連線、狀態顯示燈和SNMP設定等方法來提醒使用者出現的斷網現象。這些都可以幫助診斷環網什麼地方出現斷開。
RapidRing也支援兩個連線在一起的環網,使網路拓樸更為靈活多樣。兩個環透過雙通道連線,這些連線可以是冗餘的,避免單個線纜出錯帶來的問題。
3.主幹冗餘Trunking
將不同交換機的多個埠設定為Trunking主幹埠,並建立連線,則這些交換機之間可以形成一個高速的骨幹連結。不但成倍的提高了骨幹連結的網路頻寬,增強了網路吞吐量,而且還還提供了另外一個功能,即冗餘功能。
如果網路中的骨幹連結產生斷線等問題,那麼網路中的資料會透過剩下的連結進行傳遞,保證網路的通訊正常。Trunking主幹網路採用匯流排型和星型網路結構,理論通訊距離可以無限延長。該技術由於採用了硬體偵測及資料平衡的方法,所以使網路中斷恢復時間達到了新的高度,一般恢復時間在10ms以下。
總結:不同的控制系統對網路的管理功能要求不同,自然對管理型交換機的使用也有不同要求。控制工程師們應該根據其系統的設計要求,挑選適合自己系統的工業乙太網產品。