日期：2020-04-13 點擊: 關鍵詞：交換機
交換機是使用最為廣泛的網絡設備，其產品涵蓋低端到高端，類型非常多。按照不同的功能側重點，分為不同的類型，比如園區(qū)交換機、萬兆交換機、工業(yè)交換機等等。今天我們主要來了解一下什么是工業(yè)交換機，以及工業(yè)交換機有哪些特有功能。
（工業(yè)交換機）
一，什么是工業(yè)交換機
工業(yè)交換機(Industrial Switch)也叫工業(yè)以太網交換機，是一種工作在OSI第二層(數據鏈路層，參見“廣域網”定義)上的、基于MAC (網卡的介質訪問控制地址)識別、能完成封裝轉發(fā)數據包功能的網絡設備。它通過對信息進行重新生成，并經過內部處理后轉發(fā)至指定端口，具備自動尋址能力和交換作用。工業(yè)交換機上的所有端口均有獨享的信道帶寬，以保證每個端口上數據的快速有效傳輸。由于工業(yè)交換機根據所傳遞信息包的目的地址，將每一信息包獨立地從源端口送至目的端口，而不會向所有端口發(fā)送，避免了和其它端口發(fā)生沖突，因此，工業(yè)交換機可以同時互不影響的傳送這些信息包，并防止傳輸沖突，提高了網絡的實際吞吐量。
它本身與商業(yè)網絡在數據鏈路層、網絡層、協議層等方面并無本質區(qū)別，但針對工業(yè)控制的實時性等需求，工業(yè)以太網解決了通信實時性、網絡安全性、本質安全與安全防爆技術等技術問題，并且采用一些適合于工業(yè)環(huán)境的措施，如防水，抗振動......其核心還是和商用以太網沒有本質的區(qū)別，這就和PC機與工控機之間的區(qū)別一樣。
二，工業(yè)交換機的功能
1，網絡安全
在先進的工業(yè)應用場合，網絡安全已成為一個有待解決的問題。而國內很多廠家(如東土，摩莎，邁威通信等)生產出的Web網管型系列工業(yè)交換機針對局域網中的網絡安全問題提供了多種功能。
1.密碼—擁有多級用戶密碼，以避免未授權的訪問和設置。
2.Enable/Disable Ports打開和關閉端口—將未使用的端口關閉。
3. 802.1q VLAN在工業(yè)交換機上預定義WLAN實現物理端口間的邏輯隔離。
4.802.1x基于端口的網絡訪問控制—鎖定工業(yè)交換機的端口使之只能允許合法用戶通信。
5. MAC Based Port Security基于MAC地址的端口安全性—保護工業(yè)交換機的端口使其只能與特定的設備或MAC地址通信。
2,端口設備狀態(tài)
對各端口的速率、雙工、自動協商、流量控制等進行設置，以便與無法協商或具有特定設置的設備建立正確的連接。
3,端口速率限制
配置端口的速率限制，包括入口和出口速度限制。端口限制的類型包括所有單播包、組播包和廣播包。其中入口速度是指從PC等其他設備流向工業(yè)交換機端口的實際速度。出口速度是指工業(yè)交換機端口流向使用設備之間的實際速度。如果同時限制了兩個設備連接端口之間的入口速度和出口速度，實際的速度為兩者中較小的數值。
4,風暴抑制風暴
對網絡造成嚴重破壞，并導致網絡連接設備的故障。在關鍵業(yè)務應用中，它可能會帶來災難性的損失。根據用戶定義的限制過濾廣播包以抑制風暴的發(fā)生。
5,服務質量Quality ofService(IEEE802.1p)
工業(yè)交換機由于基于幀緩沖隊列及先到先處理的機制，在網絡負載較大時會產生時延。IEEE802.1p允許處于高優(yōu)先級隊列的數據包在工業(yè)交換機里停留的時間較短，處于低優(yōu)先級隊列的數據包則相反。
6,虛擬局域網VLAN(IEEE802.1q)
虛擬局域網(VLAN)是從一個實際物理網絡中創(chuàng)建獨立分離邏輯網絡的一種方法，此方法使幾個虛擬的局域網能同時存在于一個實際的物理網絡里。VLAN能有效縮小廣播范圍，便于網絡管理。實際上，如果在這些不同的虛擬網段間加一個路由器，它們之間仍然可以通過路由器進行數據交換。VLAN可以有效的抑制廣播風暴發(fā)生。
7,組播偵聽IGMP Snooping
運行IGMP Snooping的二層設備通過對收到的IGMP報文進行分析，為端口和MAC組播地址建立映射關系，并根據這樣的映射關系轉發(fā)組播數據。當二層設備沒有進行IGMP Snooping時，組播數據在二層被廣播;當二層設備運行了IGMP Snooping后，已知組播組的組播數據不會在二層被廣播，而是在二層被組播給指定的接受者。
8.快速環(huán)網(MW-Ring)
MW-Ring可以讓工業(yè)交換機之間以冗余的鏈路相連接，當其中一路斷開時，另一鏈路能快速的自動恢復。在網絡中斷或網絡產生故障時，它有鏈路冗余、快速自恢復能力。MW-Ring技術由武漢邁威通信股份有限公司專業(yè)為高可靠性的工業(yè)控制網絡應用而開發(fā)設計。
9.鏈路聚合(802.3ad)
端口聚合(TRUNK)的主要功能就是將多個物理端口(一般為2-4個)綁定為一個邏輯的通道，使其工作起來如同一個通道。將多個物理鏈路捆綁在一起后，不但提升了整個網絡的帶寬，而且數據還可以同時經由被綁定的多個物理鏈路傳輸，具有鏈路冗余的作用，在網絡出現故障或其他原因斷開其中一條或多條鏈路時，剩下的鏈路還可以工作。
10,快速生成樹RSTP
生成樹協議是一種二層管理協議，它通過有選擇性地阻塞網絡冗余鏈路來大道消除網絡二層環(huán)路的目的，同時具備鏈路的備份功能。
11,基于端口的網絡訪問控制(802.1x)
定義了一個基于端口的網絡訪問控制機制，提供一種對連接到局域網端口上的設備進行鑒別和授權的方法。
12,HTML Web瀏覽器
通過標準的圖形Web瀏覽器為設置和監(jiān)控提供一個簡單、直觀的用戶界面。所有系統(tǒng)參數，包括詳細的在線幫助使用系統(tǒng)設置變得輕而易舉。
13,SNMP(簡單網絡管理協議)
簡單網絡管理協議(SNMP)由Internet工程任務組定義，是組成Internet協議的一部分。在關注某臺網絡設備的條件下，使用SNMP通過網絡管理系統(tǒng)來監(jiān)控網絡設備。SNMP協議由一系列標準網絡管理、應用層協議、數據庫、數據對象組成。
14,端口鏡像
端口鏡像功能就是將一個或多個端口的全部收發(fā)數據，拷貝至指定的另一端口。通過指定一個端口為其他端口的鏡像端口，可以通過此端口觀察到其他端口的全部收發(fā)數據。通過端口鏡像功能，對網絡進行故障診斷、調試、分析。
15,端口統(tǒng)計及遠程監(jiān)視(RMON)
每個端口提供了連續(xù)更新的統(tǒng)計信息，包括所有進出的數據包計數和字節(jié)計數，以及詳細的錯誤統(tǒng)計。同時還提供對RMON統(tǒng)計、歷史、報警和事件組的所有支持。RMON可以完成精確的數據收集、分析和數據流模型的檢測。
16,NTP(簡單網絡時間協議)
將系統(tǒng)內部時鐘自動和網絡中NTP服務器同步，從而為故障分析提供事件的時間相關性。
17,事件記錄及報警
將所有重大事件記錄到非易失系統(tǒng)日志之中，用于日后的故障分析。事件包括鏈路故障及恢復、非法訪問、廣播風暴檢測以及自檢診斷等。報警提供了一個最新發(fā)生而網絡管理員尚未響應的事件快照。一個外部硬件繼電器在重大事件期間釋放接點，允許外部控制器在必要時工作。
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