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千兆交换机对工业网络设备的影响是广泛的
发表时间:2019-01-23  |  点击率:164
   千兆交换机是按照通信两端传输信息的需要,用人工或设备自动完成的方法,把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的工业交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。
 
  工业级环网交换机是自动化很小的一小块,十年前没有几个厂商关注过这个狭窄的领域。随着自动化渐渐成熟并伴随着工业以太网的大理使用和大型工业控制网络的建立而崛起,所以对于自动化厂商来讲丰富产品线这一块也是不能落下的。在市场上也有几家是专从事工业交换机的厂商,主要分为以下三类。
 
 
  类为代表的市场其规模较小、发展速度较快的专业工业以太网交换机厂商。该类企业发展迅速,在未来2-3年内将保持较好的销售业绩,但是该类型企业市场定位接近,竞争企业数量较多,未来将面临严峻的挑战。
 
  千兆交换机的作用和用途
 
  千兆交换机由于目前市场整体大环境较好,这种挑战表现并不十分突出。东土目前的主要问题是解决其产品质量上的差距。那我们来看看工业交换机一开始的关注是什么?工业级环网交换机在工业级设计一般在设计上满足:
 
  1、工业宽温设计
 
  2、4级电磁兼容设计
 
  3、冗余交直流电源输入4.PCB电路板做“三防”处理。
 
  工业现场的环境比普通环境都要恶劣,至少在震动。湿气,温度上都要比普通环境恶劣,普通交换机在设计上没有抵御在工业环境中出现的各种情况的能力,普通交换机不能长时间工作在这种恶劣环境下,经常容易出现故障,更使维护成本上升,一般不建议在工业环境中使用商业交换机,为了能使交换机在这种恶劣环境中使用,故生产出能适应这种环境的交换机,工业级别的交换机的可靠性如有电源故障,端口中断,可由继电器输出报警,冗余双直流电源输入,主动式电路保护,过压、欠压自动断路保护。
 
 
  1、  功能:工业以太网交换机与工业网络通讯更加接近,比如各种现场总线的互通互联、设备冗余以及设备要求的实时性。
 
  2、  性能:主要体现在适用外界环境的参数不一样,工业环境除了特别恶劣的环境外,还要求有EMI电磁兼容、温度、湿充、防尘等,特别是温度对工业网络设备的影响是广泛的。
 
  在计算机网络系统中,交换概念的提出是对于共享工作模式的改进。我们以前介绍过的HUB集线器就是一种共享设备,HUB本身不能识别目的地址,当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时,数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的,由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说,在这种工作方式下,同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯,如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽。
 
  交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。工业交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口,目的MAC若不存在才广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部MAC地址表中。
 
  使用千兆交换机也可以把网络“分段”,通过对照MAC地址表,交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发,可以有效的隔离广播风暴,减少误包和错包的出现,避免共享冲突。
 
  工业交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的网段,连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽,无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时,节点B可同时向节点C发送数据,而且这两个传输都享有网络的全部带宽,都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机,那么该交换机这时的总流通量就等于2×10Mbps=20Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB时,一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。
 
  总之,千兆交换机是一种基于MAC地址识别,能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。
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