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飛暢科技教你搞懂管理型冗余工業(yè)交換機

瀏覽次數(shù)：發(fā)布時間：2021-03-01

       由于工業(yè)環(huán)境對工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)可靠性能的超高要求，工業(yè)以太網(wǎng)的冗余功能應(yīng)運而生。從快速生成樹冗余（RSTP）、環(huán)網(wǎng)冗余（RapidRing）到主干冗余（Trunking），都有各自不同的優(yōu)勢和特點。接下來飛暢科技就來為大家詳細(xì)介紹下管理型冗余工業(yè)交換機，一起來看看吧！
 
       一、冗余功能簡介
 
       冗余是Siemens實現(xiàn)冗余功能的一種低成本解決方案,可以應(yīng)用于對主備系統(tǒng)切換時間要求不高的控制系統(tǒng)中。
 
       在交換網(wǎng)絡(luò)中，由于存在多臺工業(yè)交換機，并且交換機之間有多條冗余鏈路，因此，只要在網(wǎng)絡(luò)中找一臺交換機充當(dāng)核心，也就是相當(dāng)于hub-spoke網(wǎng)絡(luò)中的Hub，而其它交換機則留出一條活動鏈路到核心交換機即可，其它鏈路全部被block，當(dāng)留出的活動鏈路失效之后，再啟用block鏈路作為備份。
飛暢科技教你搞懂管理型冗余工業(yè)交換機
       二、管理型冗余工業(yè)交換機功能介紹
 
       高級的管理型冗余工業(yè)交換機提供了一些特殊的功能，特別是針對有穩(wěn)定性、安全性方面嚴(yán)格要求的冗余系統(tǒng)進行了設(shè)計上的優(yōu)化。構(gòu)建冗余網(wǎng)絡(luò)的主要方式主要有以下幾種，STP、RSTP；環(huán)網(wǎng)冗余RapidRing。
 
       1．STP及RSTP
 
       STP（Spanning Tree Protocol，生成樹算法，IEEE 802．1D），是一個鏈路層協(xié)議，提供路徑冗余和阻止網(wǎng)絡(luò)循環(huán)發(fā)生。它強令備用數(shù)據(jù)路徑為阻塞（blocked）狀態(tài)。如果一條路徑有故障，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能借助激活備用路徑重新配置及鏈路重構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時間為30～60s之間。RSTP（快速生成樹算法，IEEE 802．1w）作為STP的升級，將網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時間，縮短到1～2s。生成樹算法網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活，但也存在恢復(fù)速度慢的缺點。
 
       2．環(huán)網(wǎng)冗余RapidRing
 
       為了能滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)實時性強的特點，RapidRing孕育而生。這是在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中使用環(huán)網(wǎng)提供高速冗余的一種技術(shù)。這個技術(shù)可以使網(wǎng)絡(luò)在中斷后300ms之內(nèi)自行恢復(fù)。并可以通過交換機的出錯繼電連接、狀態(tài)顯示燈和SNMP設(shè)置等方法來提醒用戶出現(xiàn)的斷網(wǎng)現(xiàn)象。這些都可以幫助診斷環(huán)網(wǎng)什么地方出現(xiàn)斷開。
 
       RapidRing也支持兩個連接在一起的環(huán)網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)拓樸更為靈活多樣。兩個環(huán)通過雙通道連接，這些連接可以是冗余的，避免單個線纜出錯帶來的問題。
 
       3．主干冗余Trunking
 
       將不同交換機的多個端口設(shè)置為Trunking主干端口，并建立連接，則這些交換機之間可以形成一個高速的骨干鏈接。不但成倍的提高了骨干鏈接的網(wǎng)絡(luò)帶寬，增強了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，而且還還提供了另外一個功能，即冗余功能。
 
       如果網(wǎng)絡(luò)中的骨干鏈接產(chǎn)生斷線等問題，那么網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)會通過剩下的鏈接進行傳遞，保證網(wǎng)絡(luò)的通訊正常。Trunking主干網(wǎng)絡(luò)采用總線型和星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，理論通訊距離可以無限延長。該技術(shù)由于采用了硬件偵測及數(shù)據(jù)平衡的方法，所以使網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時間達(dá)到了新的高度，一般恢復(fù)時間在10ms以下。
 
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