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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)絡可靠性能的超高要求,工業(yè)以太網(wǎng)的冗余功能應運而生。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)絡中找一臺交換機充當核心,也就是相當于hub-spoke網(wǎng)絡中的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、安全性方面嚴格要求的冗余系統(tǒng)進行了設計上的優(yōu)化。構建冗余網(wǎng)絡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,該拓撲結構能借助激活備用路徑重新配置及鏈路重構。網(wǎng)絡中斷恢復時間為30~60s之間。RSTP(快速生成樹算法,IEEE 802.1w)作為STP的升級,將網(wǎng)絡中斷恢復時間,縮短到1~2s。生成樹算法網(wǎng)絡結構靈活,但也存在恢復速度慢的缺點。
 
       2.環(huán)網(wǎng)冗余RapidRing
 
       為了能滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡實時性強的特點,RapidRing孕育而生。這是在以太網(wǎng)網(wǎng)絡中使用環(huán)網(wǎng)提供高速冗余的一種技術。這個技術可以使網(wǎng)絡在中斷后300ms之內(nèi)自行恢復。并可以通過交換機的出錯繼電連接、狀態(tài)顯示燈和SNMP設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)絡帶寬,增強了網(wǎng)絡吞吐量,而且還還提供了另外一個功能,即冗余功能。
 
       如果網(wǎng)絡中的骨干鏈接產(chǎn)生斷線等問題,那么網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)會通過剩下的鏈接進行傳遞,保證網(wǎng)絡的通訊正常。Trunking主干網(wǎng)絡采用總線型和星型網(wǎng)絡結構,理論通訊距離可以無限延長。該技術由于采用了硬件偵測及數(shù)據(jù)平衡的方法,所以使網(wǎng)絡中斷恢復時間達到了新的高度,一般恢復時間在10ms以下。
 
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