浅析工业以太网的冗余功能

由于工业环境对工业掌控网络可靠性能的超高拒绝，工业以太网的校验功能应运而生。从较慢分解树根校验(RSTP)、环网校验（RapidRing）到主干校验（Trunking），都有各自有所不同的优势和特点，掌控工程师们可以根据自己的拒绝展开自由选择。为了更佳地协助大家理解和自学工业以太网冗余技术的特点，让我们首先总结以下以太网设备的发展过程。

集线器坚信绝大多数人都熟知集线器。很多人用于这种简陋设备去相连各种基于以太网的设备，如个人计算机、可编程控制器等。集线器接管到来自某一端口的消息，再行将消息广播到其他所有的端口。对来自任一端口的每一条消息，集线器都会把它传送到其他的各个端口。

在消息传递方面，集线器是短距离陈旧的，可能会经常出现消息冲突。然而，集线器的用于非常简单——实质上可以即插即用。集线器没任何华而不实的功能，也没校验功能。

非管理型交换机集线器的发展产生了一种叫非管理型交换机的设备。它能构建消息从一个端口到另一个端口的路由功能，比较集线器更为智能化。非管理型交换机能自动观测每台网络设备的网络速度。

另外，它具备一种称作“MAC地址表格”的功能，能辨识和记忆网络中的设备。换言之，如果端口2接到一条具有特定识别码的消息，此后交换机就不会将所有具备那种特定识别码的消息发送到端口2。这种智能防止了消息冲突，提升了传输性能，比较集线器是一次极大的改良。然而，非管理型交换机无法构建任何形式的通信检测和校验配备功能。

管理型交换机以太网相连设备发展的下一代产品是管理型交换机。比较集线器和非管理型交换机，管理型交换机享有更好更加简单的功能，价格也高达许多——一般来说是一台非管理型交换机的3～4倍。管理型交换机获取了更加多的功能，一般来说可以通过基于网络的模块构建几乎配备。

它可以自动与网络设备交互，用户也可以手动配备每个端口的网速和流量掌控。一些杨家设备有可能无法用于自动交互功能，因此手动配备功能是必不可缺的。绝大多数管理型交换机一般来说也获取一些高级功能，如用作远程监控和配备的SNMP（非常简单网络管理协议），用作临床的端口映射，用作网络设备成组的VLAN（虚拟世界局域网），用作保证优先级消息通过的优先级排序功能等。

利用管理型交换机，可以重新组建校验网络。用于环形流形结构，管理型交换机可以构成环形网络。

每台管理型交换机能自动辨别拟合传输路径和可用路径，当优先路径中断时自动切断可用路径。管理型校验交换机高级的管理型校验交换机获取了一些类似的功能，尤其是针对有稳定性、安全性方面严格要求的校验系统展开了设计上的优化。

建构校验网络的主要方式主要有以下几种，STP、RSTP；环网校验RapidRing1.STP及RSTPSTP（SpanningTreeProtocol，分解树根算法，IEEE802.1D），是一个链路层协议，获取路径校验和制止网络循环再次发生。它强令可用数据路径为堵塞（blocked）状态。

如果一条路径有故障，该流形结构能利用转录可用路径重新配置及链路重构。网络中断完全恢复时间为30~60s之间。RSTP（较慢分解树根算法，IEEE802.1w）作为STP的升级，将网络中断完全恢复时间，延长到1~2s。

分解树根算法网络结构灵活性，但也不存在完全恢复速度慢的缺点。2.环网校验RapidRing为了能符合工业掌控网络实时性强劲的特点，RapidRing孕育出而生。

这是在以太网网络中用于环网获取高速校验的一种技术。这个技术可以使网络在中断后300ms之内自行完全恢复。并可以通过交换机的错误继电相连、状态表明灯和SNMP设置等方法来警告用户经常出现的断网现象。

这些都可以协助临床环网什么地方经常出现插入。RapidRing也反对两个相连在一起的环网，使网络拓朴更加灵活多样。

两个的环通过双通道相连，这些相连可以是校验的，防止单个线缆错误带给的问题。3.主干校验Trunking将有所不同交换机的多个端口设置为Trunking主干端口，并创建相连，则这些交换机之间可以构成一个高速的骨干链接。不但成倍的提升了骨干链接的网络带宽，强化了网络吞吐量，而且还还获取了另外一个功能，即校验功能。如果网络中的骨干链接产生断线等问题，那么网络中的数据不会通过只剩的链接展开传送，确保网络的通讯长时间。

Trunking主干网络使用总线型和星型网络结构，理论通讯距离可以无限缩短。该技术由于使用了硬件探测及数据均衡的方法，所以使网络中断完全恢复时间超过了新的高度，一般完全恢复时间在10ms以下。

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