飛暢科技教你搞懂管理型冗余工業交換機

瀏覽次數：發布時間：2021-03-01

由于工業環境對工業控制網絡可靠性能的超高要求，工業以太網的冗余功能應運而生。從快速生成樹冗余（RSTP）、環網冗余（RapidRing）到主干冗余（Trunking），都有各自不同的優勢和特點。接下來飛暢科技就來為大家詳細介紹下管理型冗余工業交換機，一起來看看吧！

一、冗余功能簡介

冗余是Siemens實現冗余功能的一種低成本解決方案,可以應用于對主備系統切換時間要求不高的控制系統中。

在交換網絡中，由于存在多臺工業交換機，并且交換機之間有多條冗余鏈路，因此，只要在網絡中找一臺交換機充當核心，也就是相當于hub-spoke網絡中的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。

二、管理型冗余工業交換機功能介紹

高級的管理型冗余工業交換機提供了一些特殊的功能，特別是針對有穩定性、安全性方面嚴格要求的冗余系統進行了設計上的優化。構建冗余網絡的主要方式主要有以下幾種，STP、RSTP；環網冗余RapidRing。

1．STP及RSTP

STP（Spanning Tree Protocol，生成樹算法，IEEE 802．1D），是一個鏈路層協議，提供路徑冗余和阻止網絡循環發生。它強令備用數據路徑為阻塞（blocked）狀態。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，將網絡中斷恢復時間，縮短到1～2s。生成樹算法網絡結構靈活，但也存在恢復速度慢的缺點。

2．環網冗余RapidRing

為了能滿足工業控制網絡實時性強的特點，RapidRing孕育而生。這是在以太網網絡中使用環網提供高速冗余的一種技術。這個技術可以使網絡在中斷后300ms之內自行恢復。并可以通過交換機的出錯繼電連接、狀態顯示燈和SNMP設置等方法來提醒用戶出現的斷網現象。這些都可以幫助診斷環網什么地方出現斷開。

RapidRing也支持兩個連接在一起的環網，使網絡拓樸更為靈活多樣。兩個環通過雙通道連接，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絡帶寬，增強了網絡吞吐量，而且還還提供了另外一個功能，即冗余功能。

如果網絡中的骨干鏈接產生斷線等問題，那么網絡中的數據會通過剩下的鏈接進行傳遞，保證網絡的通訊正常。Trunking主干網絡采用總線型和星型網絡結構，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據平衡的方法，所以使網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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