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飛暢科技教你搞懂管理型冗余工業(yè)交換機(jī)

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(yùn)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(diǎn)。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(jī),一起來看看吧!
 
       一、冗余功能簡介
 
       冗余是Siemens實(shí)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(jī),并且交換機(jī)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(jī)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(jī)則留出一條活動鏈路到核心交換機(jī)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(jī)
       二、管理型冗余工業(yè)交換機(jī)功能介紹
 
       高級的管理型冗余工業(yè)交換機(jī)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(jìn)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(qiáng)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(diǎn)。
 
       2.環(huán)網(wǎng)冗余RapidRing
 
       為了能滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)時性強(qiáng)的特點(diǎn),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(jī)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(jī)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(jī)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(qiáng)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(jìn)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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