淺談工業(yè)交換機(jī)組網(wǎng)方式、類型及管理方式
點(diǎn)擊次數(shù)：1210 更新時(shí)間：2024-04-03
一、工業(yè)交換機(jī)概述
也稱作工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，即應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備，由于采用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)其開放性好、應(yīng)用廣泛以及價(jià)格低廉、使用的是透明而統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議，以太網(wǎng)已經(jīng)成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主要通信標(biāo)準(zhǔn)。本身與商業(yè)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、協(xié)議層等方面并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，但針對(duì)工業(yè)控制的實(shí)時(shí)性等需求，工業(yè)以太網(wǎng)解決了通信實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)安全性、本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù)等技術(shù)問題，并且采用一些適合于工業(yè)環(huán)境的措施，如防水，抗振動(dòng)...其核心還是和商用以太網(wǎng)沒有本質(zhì)的區(qū)別，這就和PC機(jī)與工控機(jī)之間的區(qū)別一樣。
二、工業(yè)交換機(jī)組網(wǎng)方式
工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)專門為滿足靈活多變的工業(yè)應(yīng)用需求而設(shè)計(jì)，提供一種高性價(jià)比工業(yè)以太網(wǎng)通訊解決方案。而其組網(wǎng)方式則更重點(diǎn)關(guān)注于環(huán)路設(shè)計(jì)。環(huán)路有單環(huán)和多環(huán)的區(qū)別，同時(shí)亦有在STP和RSTP基礎(chǔ)上，各個(gè)廠家設(shè)計(jì)的私有環(huán)路協(xié)議，如FRP環(huán)，turbo環(huán)等。
三、工業(yè)交換機(jī)分類
1、非管理型交換機(jī) (Unmanaged Switch)
集線器的發(fā)展產(chǎn)生了一種叫非管理型交換機(jī)的設(shè)備。它能實(shí)現(xiàn)消息從一個(gè)端口到另一個(gè)端口的路由功能，相對(duì)集線器更加智能化。非管理型交換機(jī)能自動(dòng)探測(cè)每臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)速度。另外，它具有一種稱為“MAC地址表”的功能，能識(shí)別和記憶網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。換言之，如果端口2收到一條帶有特定識(shí)別碼的消息，此后交換機(jī)就會(huì)將所有具有那種特定識(shí)別碼的消息發(fā)送到端口2。這種智能避免了消息沖突，提高了傳輸性能，相對(duì)集線器是一次巨大的改進(jìn)。然而，非管理型交換機(jī)不能實(shí)現(xiàn)任何形式的通信檢測(cè)和冗余配置功能。
2、管理型交換機(jī) (Managed Switch)
以太網(wǎng)連接設(shè)備發(fā)展的下一代產(chǎn)品是管理型交換機(jī)。相對(duì)集線器和非管理型交換機(jī)，管理型交換機(jī)擁有更多更復(fù)雜的功能，價(jià)格也高出許多-通常是一臺(tái)非管理型交換機(jī)的3～4倍。管理型交換機(jī)提供了更多的功能，通常可以通過(guò)基于網(wǎng)絡(luò)的接口實(shí)現(xiàn)配置。它可以自動(dòng)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交互，用戶也可以手動(dòng)配置每個(gè)端口的網(wǎng)速和流量控制。一些老設(shè)備可能無(wú)法使用自動(dòng)交互功能，因此手動(dòng)配置功能是少不了的。
絕大多數(shù)管理型交換機(jī)通常也提供一些高級(jí)功能，如用于遠(yuǎn)程監(jiān)視和配置的SNMP(簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)，用于診斷的端口映射，用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成組的VLAN(虛擬局域網(wǎng))，用于確保優(yōu)先級(jí)消息通過(guò)的優(yōu)先級(jí)排列功能等。利用管理型交換機(jī)，可以組建冗余網(wǎng)絡(luò)。使用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，管理型交換機(jī)可以組成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。每臺(tái)管理型交換機(jī)能自動(dòng)判斷傳輸路徑和備用路徑，當(dāng)優(yōu)先路徑中斷時(shí)自動(dòng)阻斷(block)備用路徑。
三、可網(wǎng)管交換機(jī)管理途徑：
通過(guò)RS-232 串行口(或并行口)管理、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器管理和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理軟件管理。
1、通過(guò)串口管理
可網(wǎng)管交換機(jī)附帶了一條串口電纜，供交換機(jī)管理使用。先把串口電纜的一端插在交換機(jī)背面的串口里，另一端插在普通電腦的串口里。然后接通交換機(jī)和電腦電源。在Windows 98和Windows 2000里都提供了“超級(jí)終端”程序。打開“超級(jí)終端”，在設(shè)定好連接參數(shù)后，就可以通過(guò)串口電纜與交換機(jī)交互了，如圖1所示。這種方式并不占用交換機(jī)的帶寬，因此稱為“帶外管理”(Out of band)。在這種管理方式下，交換機(jī)提供了一個(gè)菜單驅(qū)動(dòng)的控制臺(tái)界面或命令行界面。你可以使用“Tab”鍵或箭頭鍵在菜單和子菜單里移動(dòng)，按回車鍵執(zhí)行相應(yīng)的命令，或者使用專用的交換機(jī)管理命令集管理交換機(jī)。不同品牌的交換機(jī)命令集是不同的，甚至同一品牌的交換機(jī)，其命令也不同。使用菜單命令在操作上更加方便一些。
2、通過(guò)Web管理
可網(wǎng)管交換機(jī)可以通過(guò)Web(網(wǎng)絡(luò)瀏覽器)管理，但是必須給交換機(jī)一個(gè)IP地址。這個(gè)IP地址除了供管理交換機(jī)使用之外，并沒有其他用途。在默認(rèn)狀態(tài)下，交換機(jī)沒有IP地址，必須通過(guò)串口或其他方式一個(gè)IP地址之后，才能啟用這種管理方式。使用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器管理交換機(jī)時(shí)，交換機(jī)相當(dāng)于一臺(tái)Web服務(wù)器，只是網(wǎng)頁(yè)并不儲(chǔ)存在硬盤里面，而是在交換機(jī)的NVRAM里面，通過(guò)程序可以把NVRAM里面的Web程序升級(jí)。當(dāng)管理員在瀏覽器中輸入交換機(jī)的IP地址時(shí)，交換機(jī)就像一臺(tái)服務(wù)器一樣把網(wǎng)頁(yè)傳遞給電腦，此時(shí)給你的感覺就像在訪問一個(gè)網(wǎng)站一樣。這種方式占用交換機(jī)的帶寬，因此稱為“帶內(nèi)管理”(In band)。如果你想管理交換機(jī)，只要點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)中相應(yīng)的功能項(xiàng)，在文本框或下拉列表中改變交換機(jī)的參數(shù)就可以了。Web管理這種方式可以在局域網(wǎng)上進(jìn)行，所以可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理。
3、通過(guò)網(wǎng)管軟件管理
可網(wǎng)管交換機(jī)均遵循SNMP協(xié)議(簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)，SNMP協(xié)議是一整套的符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理規(guī)范。凡是遵循SNMP協(xié)議的設(shè)備，均可以通過(guò)網(wǎng)管軟件來(lái)管理。你只需要在一臺(tái)網(wǎng)管工作站上安裝一套SNMP網(wǎng)絡(luò)管理軟件，通過(guò)局域網(wǎng)就可以很方便地管理網(wǎng)絡(luò)上的交換機(jī)、路由器、服務(wù)器等。通過(guò)SNMP網(wǎng)絡(luò)管理軟件的界面，它也是一種帶內(nèi)管理方式。
