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德國(guó)HIRSCHMANN 赫斯曼工業(yè)交換機(jī)專業(yè)論文

閱讀：746 發(fā)布時(shí)間：2021-12-8

德國(guó)HIRSCHMANN 赫斯曼工業(yè)交換機(jī)專業(yè)論文

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)。

工業(yè)交換機(jī)具有電信級(jí)性能特征,，可耐受嚴(yán)苛的工作環(huán)境,。產(chǎn)品系列豐富，端口配置靈活,，可滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的使用需求,。產(chǎn)品采用寬溫設(shè)計(jì)，防護(hù)等級(jí)不低于IP30,，支持標(biāo)準(zhǔn)和私有的環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議,。

簡(jiǎn)介

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(wèn)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(méi)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,。

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RingOn,、RingOpen開環(huán),、FRP環(huán)、turbo環(huán)等,。

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,。

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?？梢酝ㄟ^(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)配置功能是必*。

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,。

可網(wǎng)管交換機(jī)可以通過(guò)以下幾種途徑進(jìn)行管理: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

三層千兆工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)

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(méi)有其他用途,。在默認(rèn)狀態(tài)下，交換機(jī)沒(méi)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(wèn)一個(gè)網(wǎng)站一樣,，如圖2所示,。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)管理軟件的界面如圖3所示，它也是一種帶內(nèi)管理方式,。

可網(wǎng)管交換機(jī)的管理可以通過(guò)以上三種方式來(lái)管理,。究竟采用哪一種方式呢?在交換機(jī)初始設(shè)置的時(shí)候，往往得通過(guò)帶外管理;在設(shè)定好IP地址之后,，就可以使用帶內(nèi)管理方式了,。帶內(nèi)管理因?yàn)楣芾頂?shù)據(jù)是通過(guò)公共使用的局域網(wǎng)傳遞的，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理,，然而安全性不強(qiáng),。帶外管理是通過(guò)串口通信的，數(shù)據(jù)只在交換機(jī)和管理用機(jī)之間傳遞,，因此安全性很強(qiáng);然而由于串口電纜長(zhǎng)度的限制,，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理。所以采用哪種方式得看你對(duì)安全性和可管理性的要求了,。

工業(yè)交換機(jī)的應(yīng)用十分廣泛,，在行業(yè)應(yīng)用方面，主要應(yīng)用于:煤礦安全,、軌道交通,、工廠自動(dòng)化、水處理系統(tǒng),、城市安防等,。

工業(yè)交換機(jī)類型

工業(yè)交換機(jī)根據(jù)使用功能的不同有不同的分類:

工業(yè)級(jí)PoE交換機(jī)

工業(yè)級(jí)非PoE交換機(jī)

光纖匯聚交換機(jī)

管理型環(huán)網(wǎng)交換機(jī)