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飞畅科技教你搞懂管理型冗余工业交换机

浏览次数:发布时间:2021-03-01

       由于工业环境对工业控制网络可靠性能的超高要求,工业以太网的冗余功能应运而生。从快速生成树冗余(RSTP)、环网冗余(RapidRing)到主干冗余(Trunking),都有各自不同的优势和特点。接下来飞畅科技就来为大家详细介绍下管理型冗余工业交换机,一起来看看吧!
 
       一、冗余功能简介
 
       冗余是Siemens实现冗余功能的一种低成本解决方案,可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。
 
       在交换网络中,由于存在多台工业交换机,并且交换机之间有多条冗余链路,因此,只要在网络中找一台交换机充当核心,也就是相当于hub-spoke网络中的Hub,而其它交换机则留出一条活动链路到核心交换机即可,其它链路全部被block,当留出的活动链路失效之后,再启用block链路作为备份。
飞畅科技教你搞懂管理型冗余工业交换机
       二、管理型冗余工业交换机功能介绍
 
       高级的管理型冗余工业交换机提供了一些特殊的功能,特别是针对有稳定性、安全性方面严格要求的冗余系统进行了设计上的优化。构建冗余网络的主要方式主要有以下几种,STP、RSTP;环网冗余RapidRing。
 
       1.STP及RSTP
 
       STP(Spanning Tree Protocol,生成树算法,IEEE 802.1D),是一个链路层协议,提供路径冗余和阻止网络循环发生。它强令备用数据路径为阻塞(blocked)状态。如果一条路径有故障,该拓扑结构能借助激活备用路径重新配置及链路重构。网络中断恢复时间为30~60s之间。RSTP(快速生成树算法,IEEE 802.1w)作为STP的升级,将网络中断恢复时间,缩短到1~2s。生成树算法网络结构灵活,但也存在恢复速度慢的缺点。
 
       2.环网冗余RapidRing
 
       为了能满足工业控制网络实时性强的特点,RapidRing孕育而生。这是在以太网网络中使用环网提供高速冗余的一种技术。这个技术可以使网络在中断后300ms之内自行恢复。并可以通过交换机的出错继电连接、状态显示灯和SNMP设置等方法来提醒用户出现的断网现象。这些都可以帮助诊断环网什么地方出现断开。
 
       RapidRing也支持两个连接在一起的环网,使网络拓朴更为灵活多样。两个环通过双通道连接,这些连接可以是冗余的,避免单个线缆出错带来的问题。
 
       3.主干冗余Trunking
 
       将不同交换机的多个端口设置为Trunking主干端口,并建立连接,则这些交换机之间可以形成一个高速的骨干链接。不但成倍的提高了骨干链接的网络带宽,增强了网络吞吐量,而且还还提供了另外一个功能,即冗余功能。
 
       如果网络中的骨干链接产生断线等问题,那么网络中的数据会通过剩下的链接进行传递,保证网络的通讯正常。Trunking主干网络采用总线型和星型网络结构,理论通讯距离可以无限延长。该技术由于采用了硬件侦测及数据平衡的方法,所以使网络中断恢复时间达到了新的高度,一般恢复时间在10ms以下。
 
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