計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件工業(yè)以太網(wǎng)講座

1、工業(yè)以太網(wǎng)相關(guān)問(wèn)題探討工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)定義工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)(Industrial Ethernet Switches)是可以滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需要，技術(shù)上與商業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)兼容，而實(shí)時(shí)通訊、可靠性、穩(wěn)定性、安全性、環(huán)境適應(yīng)性等各方面要求高于商業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的一種以太網(wǎng)設(shè)備商用以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)1、安裝和連接 專用網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜內(nèi) 連接標(biāo)準(zhǔn)的臺(tái)式機(jī)工作站打印機(jī)等RJ45接口 現(xiàn)場(chǎng)安裝（控制柜內(nèi)或直接安裝于自動(dòng)化設(shè)備上，環(huán)境惡劣，某些場(chǎng)合甚至要求滿足IP67防護(hù)等級(jí)） 連接離散的控制設(shè)備和I/ORJ45，DB9，航空插座等一、商用以太網(wǎng)與工業(yè)以太網(wǎng)的區(qū)別2、使用壽命 幾年或十幾年（沒(méi)有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)可遵循） 風(fēng)扇散熱

2、 備件更換：3年 電源(220VAC) MTBF20年以上，有些甚至長(zhǎng)達(dá)100年以上 無(wú)風(fēng)扇散熱 備件更換：10年 冗余的電源(24/48VDC，110/220VAC等)商用以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)3、工作環(huán)境 良好（機(jī)房恒溫，恒濕） 無(wú)振動(dòng)、沖擊 無(wú)重機(jī)械負(fù)載、無(wú)化學(xué)物質(zhì)腐蝕 較低的抗電磁干擾能力 普通或?qū)挏?-40- +70/+85) 有具體的抗振動(dòng)、抗沖擊要求 牢固的重機(jī)械負(fù)載設(shè)計(jì)、防某些 化學(xué)物質(zhì)腐蝕 較強(qiáng)的抗電磁干擾能力商用以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)4、工業(yè)認(rèn)證 EN60950 FCC Part 15 Class A EN55022 Cul508/1604 Class 1 Div 2 IEC61850

3、-3 IEEE1613 EN50121、EN50155、ATEX Zone 1&2商用以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)5、冗余要求一般沒(méi)有冗余或僅僅有核心冗余多種冗余方式的結(jié)合商用以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)6、拓樸結(jié)構(gòu) 星型 總線型 樹型 星型 雙星型 環(huán)形 雙環(huán)型商用以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)7、冗余技術(shù)STP（生成樹） RSTP（快速生成樹） Link Aggregation（鏈路聚合） VRRP（虛擬路由冗余協(xié)議） HSRP （熱備份路由協(xié)議，私有） STP、RSTP RSRMSR Link Aggregation（鏈路聚合） VRRP（虛擬路由冗余協(xié)議）私有協(xié)議商用以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)的冗余自愈方式,如STP、RS

4、TP；TRUNKING；專門針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化實(shí)時(shí)可靠性而從傳統(tǒng)以太網(wǎng)變異出的廠家私有環(huán)路冗余協(xié)議。二、冗余網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)構(gòu)建冗余網(wǎng)絡(luò)的方式主要有兩種：1、STP及RSTPSTP(Spanning Tree Protocol)，是作為一個(gè)鏈路層協(xié)議(IEEE 802.1D)存在的，提供路徑冗余和阻止網(wǎng)絡(luò)循環(huán)發(fā)生。它做法是強(qiáng)令備用數(shù)據(jù)路徑為阻塞(blocked)狀態(tài)。如果一條路徑有故障，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能借助激活備用路徑重新配置及鏈路重構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時(shí)間為30-60s之間。RSTP(快速生成樹算法，IEEE 802.1w)作為STP的升級(jí)，將網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時(shí)間，縮短到1-2s。STP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活，但存在恢復(fù)

5、速度慢的缺點(diǎn)。在很多的工業(yè)環(huán)境中并不適用。主干冗余Trunking技術(shù)也是普通以太網(wǎng)都具備的一項(xiàng)技術(shù)，這種方式是將不同交換機(jī)的多個(gè)端口設(shè)置為Trunking主干端口，并建立連接，這樣在交換機(jī)之間可以形成一個(gè)高速的骨干鏈接。不但成倍的提高了骨干鏈接的網(wǎng)絡(luò)帶寬，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，而且還還提供了另外一個(gè)功能，即冗余功能。TRUNKING技術(shù)由于其本身并不是為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境而研發(fā)的，這種技術(shù)在工業(yè)環(huán)境下實(shí)際意義不大,在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用是一種 “假冗余”技術(shù) 2、 Trunking技術(shù)3、私有環(huán)路冗余協(xié)議 在STP之后，為了能滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，開始采用環(huán)路連接網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)冗余快速恢復(fù)。 采用這種技術(shù)可以使網(wǎng)絡(luò)在中斷后300ms之內(nèi)自行恢復(fù)。并可以通過(guò)交換機(jī)的出錯(cuò)繼電連接、狀態(tài)顯示燈和SNMP設(shè)置等方法來(lái)提醒用戶出現(xiàn)的斷網(wǎng)現(xiàn)象。這些都可以幫助診斷環(huán)網(wǎng)什么地方出現(xiàn)斷開。 環(huán)路冗余協(xié)議： HIRSCHMANN(赫斯曼) HIPER RING Siemens HSR:300ms MRP(公開，屬于profinet):200ms MOXA TURBO RING TSC SUPREME RING 科動(dòng) RAPID RING 羅杰康 eRSTP SIXNET(西斯耐特) Realtime Ring KORENIX Super-Ring