工业以太网交换机解析课件

1、工业以太网交换机Industrial Ethernet Switch KORENIX JETNET SWITCH 1纲要工业以太网 JetNet系列产品介绍JetNet4000 advanced规格介绍现场应用FAQ总结HMIDCSPLCSerial control signalSerial control signalEthernet传统工控整合图Field manage核心层控制层 应用层以太网传输工控整合图 应用层RS-232/RS-485/RS-422核心层控制层以太网Field managementDCSPLCSerial controlSerial controlBackbone控

2、制器ERP systemSerial to Ethernet converter从序列传输进化到以太传输 序列传输属于点对点传输 需要大量讯号传输介质 以太传输可有效降低布线成本序列传输没有备援方案以太传输可通过备援方案确保当主线路中断时，备援线路仍能保障系统正常运作序列传输无标准通讯协议 用户需针对自己的需求编写自己的通讯协议 以太传输有通用的通讯协议序列传输最高传输速率 115200 bps 以太传输最高传输速率 1000Mbps 以太传输的优势1.速度 以太传输速率目前最高可达到1000Mbps2.兼容性良好 凡是支持TCP/IP通讯协议的产品都可以直接接 入到现有的以太网中3.易开发

3、通过IEEE组织以及RFC规范,有效的降低软件兼 容性带来的问题4.易管理 TCP/IP通讯协议支持网络管理功能，使用者可以 通过网管协议即时了解以太网运作情况工业以太网和办公室以太网之间的差别办公室工业现场安装网络线随办公室装修一起布置网络线直接从设备端布置到交换机,并用线槽固定设备端通常使用一般RJ45接头设备端使用的接头需符合IP67标准一般采用星状拓扑结构连接布线时需满足荣誉需求,通常采用环状结构连接数据大容量数据封包小容量数据封包网络使用率:中等(非周期性传输资料)网络使用率:非常高(周期性传输资料)对于网络传输即时回复的需求不是很迫切对于网络传输即时回复的需求十分迫切环境一般环温特

4、殊环温灰尘,湿气,震动,化学药剂的影响很小灰尘,湿气,震动,化学药剂,機器應力的影響很大对电磁波影响的要求低对电磁波影响的要求高以太网应用于现代工业各个领域工业级以太网结构 工厂自动化应用自动化交通自动化汽车机械制造印刷能源垃圾处理燃油铁路公路隧道纲要工业以太网 JetNet 系列产品介绍JetNet4000 advance 规格介绍现场应用FAQ结论提供基于Web的控制功能 支持环状冗余网络技术(Super-Ring)，回复时间小于300毫秒支持IGMP支持 Port VLAN 和 802.1Q Tagged VLAN 保障了高安全级和有效带宽支持802.1p QoS支持端口监测可设置继电器

5、报警输出提供冗余电源输入Web ManagedSuper-Ring VLAN/ QoS/ IGMPJetNet 4000系列Web Managed SwitchesWeb管理介面基于Web浏览器的控制功能，为用户提供了更友好的交互界面可远程控制 在线即时监控适用于IE和Mozila浏览器JetNet 4000 系列产品图片型号 工业级智能网管型以太网交换机JetNet 40088-port 10/100Base TXJetNet 4008f-mJetNet 4008f-s6-port 10/100Base TX + 2-port 100Base FX (multi-mode, SC type)

6、 Single-mode optionJetNet 40055-port 10/100Base TXJetNet 4005f-mJetNet 4005f-s4-port 10/100Base TX + 1-port 100Base FX (multi-mode, SC type) Single-mode option自动匹配 MDI/MDIX Store & Forwarding Switching Technology网络风暴控制机制冗余直流电源输入 12 48 VDC工作环温： -10C to 70C 铝制外壳(IP-31 工业保护)冗余直流电源输入适用特殊环温-1070 C Entry

7、Level Switches JetNet 3000系列JetNet 3000 系列产品图片机型工业级以太网交换机JetNet 30088-port 10/100Base TXJetNet 30055-port 10/100Base TXJetNet 3005f-mJetNet 3005f-s4-port 10/100Base TX + 1-port 100Base FX (multi-mode, SC type) Single-mode option支持环状冗余网络技术(Super-Ring)，回复时间小于300毫秒可设置继电器报警输出 冗余直流电源输入 12 48 VDC, 自适应10/

8、100M, Full/ Half- Duplex, MDI/ MDI-X适应特殊环温： -10C to 70C 铝制外壳，IP-31工业保护环状冗余网络技术(Super-Ring)继电器报警输出IP-31工业保护JetNet 3500 系列(即将上市)Unmanaged & Redundant SwitchesJetNet 6000 系列(年底上市) Managed Ethernet Switches in Q4JetNet 6008 series & JetNet 6108 Gigabit series Gigabit Super Ring: JetNet 6100 Advance Feat

9、ure & Standard SupportSNMP V1/V2c/V3 & RMON 1(statistics, history, alarms, events, 1,2,3,9)Support Port Trunking w/ LACPSupport IEEE 802.1x AuthenticationSupport Port SecurityManaged Gigabit Switch 2005 Q4SNMP / RMON SupportPort Trunk w/LACP SupportAdvanced Security SupportIndustrial Ethernet Rail S

10、witches Roadmap20052006Q1Q2Q3Q4Web Managed 4000 SeriesEntry Level 3000 SeriesJetNet 3505Managed 6000 SeriesQ1JetNet 3508JetNet 4008fJetNet 4008JetNet 3005/ 3008: Pilot Run: M/PJetNet 6108f (Giga Fiber)JetNet 3016JetNet 6008/6008fJetNet 3005fJetNet 6108 (Giga Tx)Unmanaged Redundant 3500 Series纲要工业以太网

11、 JetNet系列产品介绍JetNet4000 advance规格介绍现场应用安装FAQ总结JetNet 4000系列产品特点快速以太网交换机 10/100Base-TX 和光纤 100Base-FX坚固设计针对复杂的工业环境而设计符合IP31标准冗余解决方案Super Ring/RSTP冗余电源输入网络管理 Web 浏览器控制Qos/IGMP/VLAN继电器报警当power或线路中断可报警通知管理员JetNet 4008f advance 介绍坚固设计 适用于苛刻的工作环境, 外壳符合IP31标准 DIN-rail 或 Wall mounting 安装模式快速以太网交换机 支持光纤接入冗余解

12、决方案 冗余电源输入 环状冗余网络技术Super Ring/RSTP网络管理 VLAN/IGMP/QoS Port Mirror/Rate Control继电器报警适用于苛刻的工作环境工作温度 (-10 to 70)工作湿度 (5% to 95%)铝制外壳一体设计 (IP31) IP-31 工业保护标准IP - 3 1第一个数字防止异物进入装置内部的能力IP-31 工业保护标准IP - 3 1第二个数字防止水入侵的能力DIN-rail / Wall Mounting安装模式支持 DIN-Rail kit and wall mounting 安装模式JetNet 4008f advance 介绍

13、坚固设计 适用于苛刻的工作环境, 外壳符合IP31标准 DIN-rail 或 Wall mounting安装模式快速以太网交换机 支持光纤接入冗余解决方案 冗余电源输入 Super Ring/RSTP网络管理 VLAN/IGMP/QoS Port Mirror/Rate Control继电器报警UTP 100mFiber 2000m(MMF)Switch SwitchSwitchSwitchFiberEthernet UTP光纤接入通过接入光纤可有效延长以太网传输距离光纤规格支持 SC 接头2. 光纤规格: 多模:50/12562.5/125um 单模:9/12510/125um3. 传输距离

14、: 2KM(多模)/30KM(单模)全反射光通讯原理低折射率材料高折射率材料Total Reflection全反射When the light entering angle exceeds a critical value, total reflection occurs.光在传输过程中损耗很小Very LowEnergy Loss !多模 (2000m)单模 (30000m)50/65 um8/10 um单模和多模光纤DispersionThe time it takes for light to travel through a Multi Mode Fiber is different

15、for each mode.不同折射效应的现象被称为 模间色散.Multi Mode Fiber Communication dominates the cost sensitive LAN applications.1310nm(=1.31um)1310nmExpensive !JetNet 4008f advance spec.坚固设计 适用于苛刻的工作环境, 外壳符合IP31标准 DIN-rail 或 Wall mounting安装模式快速以太网交换机 支持光纤接入冗余解决方案 冗余电源输入 Super Ring/RSTP网络管理 VLAN/IGMP/QoS Port Mirror/Ra

16、te Control继电器报警冗余电源输入输入电源电压:+12 to +48VDC极性反转保护Power jack 可适用于办公室或实验室环境PWR1(By terminal block)PWR2(By terminal block)Back-up Power SupplyPower Jack 可设定报警输出-断电PWR1PWR2状况1：断电可设定报警输出-断线状况2：断线JetNet 4008f advance 系列坚固设计 适用于苛刻的工作环境, 外壳符合IP31标准 DIN-rail 或 Wall mounting安装模式快速以太网交换机 支持光纤接入冗余解决方案 冗余电源输入 Supe

17、r Ring/RSTP网络管理 VLAN/IGMP/QoS Port Mirror/Rate Control继电器报警网络冗余解决方案为了确保网络通讯不因线路问题而中断， 我们可以通过网络备援协议来管理主线路和备援线路主通讯线路备援通讯线路备援通讯协议功用 备援通讯协议, 是在正常情况下备援线路关闭的, 只有当主通讯线路出现中断时，才启用备援线路，保障网络连通。 BlockEnable blocked pathBreak如果没有网络备援协议协助管理如果在没有启用网络备援通讯协议的情况下，将备援线路接上，发起端将无法确定那一条路经为主路径，那一条是备援路径，致使无法通讯。?RSTP (Rapid

18、 Spanning Tree Protocol )Root switchBlocked path for redundant1.备援路径的选择以及启动与否由Root switch决定2.Root switch可由管理员指定或者系统自动产生3.不同品牌的switch可兼容RSTP协议4.适用于各种网络结构Super Ring传输线路中断，启用备援线路Master switch of Super-RingMaster定义主路径和备援路径检测网络的连通性如果线路中断，启用备援路径并通知其他switch在Super-Ring下使用混合线材 Super-ring可适应混合线材环境，有效增加网络规划弹性S

19、UPER RING功能分析Field Device Nodes in Super Ring6 x 5=30 6 x 10=606 x 15=906 x 20=120 No. of JetNets in the Super Ring 5101520Time to recover normal traffic 150 ms 200 ms 250 ms 300 ms Super-Ring 和 RSTP功能比较Super Ring RSTP回复时间 300 ms 3 sec协议Korenix 专利IEEE 802.1D/W兼容性仅限Korenix产品兼容其他品牌产品网络结构RingRing,Star,

20、Mesh设置简单复杂如何选择备援解决方案定制现场网络结构是否要兼容其他品牌switch设定主线路和备援线路启动switch备援功能连接备援线路选择super ring选择RSTP环状架构不需要 需要其他架構STEP1:选择备援通讯协议STEP2:启动备援通讯协议 主线路和备援线路以外的端口不需要启动备援通讯协议JetNet 4008f advance 规格坚固设计 适用于苛刻的工作环境，外壳符合IP31标准 DIN-rail 或 Wall mounting安装模式快速以太网交换机 支持光纤接入冗余解决方案 冗余电源输入 Super Ring/RSTP网络管理 VLAN/IGMP/QoS Por

21、t Mirror/Rate Control继电器报警什么是VLAN 通过Virtual LAN (VLAN) 我们可以将switch上的端口做群组管理，不同群组的端口即使是在同一台交换机上也无法互相通讯，通过VLAN我们可以有效进行带宽管理和安全管理 。VLAN 1VLAN 2VLAN使用环境1-带宽管理 在一个LAN中，有部分用户之间常常需要在网络上交换大 量数据，为了不让这些用户影响到整个网络的数据流量，可 将这些用户设置到同一个VLAN中VLAN 1VLAN 2VLAN 3VLAN使用环境2-安全管理 在同一个LAN中，有些网络服务有安全性要求，为了 不让网络中非相关的用户有机会在网络中

22、截取这些信息 ，可将该网络服务相关用户设置到同一个LANVLAN 1VLAN 2VLAN 3VLAN ?VLAN 管理模式1. Port VLAN: 通过VLAN管理交换机上的端口2. Tagged VLAN:跨交换机的VLAN管理Port VLANGroup1Group2在VLAN的管理下，同一台交换机上的端口是不能跟不同VLAN群组的端口互相通讯Tagged VLAN (802.1Q)通过Tagged VLAN来做跨交换机的VLAN管理 802.1Q Tag Frame一个帧在交换机/网桥间传递时，要在MAC地址头中加入标志位来标识VLAN成员，这个标志位用于标识VLAN组及QoS优先级.

23、 1,518 bytes1,522 bytesIGMP(Internet Group Manage Protocol)IGMP: 专门处理IP组播(Multicast)数据流的通讯协议通过Multicast可将资料复制多份，并一次传给所有订阅的用户不希望收到资料的用户Multicast: 一对多的网络传输模式广播的好处12312323123RouterRouterRouterRouterRouter11111111RouterRouterRouterRouterRouterUnicast:网络上最常见的一对一传输模式，同样的资料要传送给三 个用户，需要传输三次 通过组播(Multicast)我

24、们将传输有三次简化到一次，有效节省带宽IGMP 工作原理QUERY1. 交换机发包询问用户端2. 用户端回复是否需要3. 交换机将回复的MAC address记录下来4. Multicast 数据流开始分发到需要的MAC addressYesYesNoNo如果不设IGMP 广播不, 我不需要这些数据IGMP应用环境Internet工业领域 通过IGMP的组输，视频资料不会影响到其他用户的带宽QoS(Quality of Service)一般资料反馈信息控制信号Low PriorityTop PriorityHigh PriorityLow Priority一般资料反馈信息控制信号Top Pri

25、orityHigh PriorityFirstSecondFinalQuality of Service (QoS) 通过设定传输优先级来确保那些重要类的数据，能先被传递.QoS的两种标识类别技术: ToS 、CoSCoS是以太网帧头中的一个字段，共3bits，可以有8个值，即共有8(2的3次方)个优先级ToS是ip头中的一个字段，共8位，有两种方式，一种是ip优先级，使用高3位，可以定义8个优先级，一种是dscp，使用高6位，可以定义64 (2的8次方)个优先级 交换机如何根据QoS定义的优先级来决定封包的传输顺序 1. 8,4,2,1 级数据传输队列84212.确定优先传输方案总是先传递高优先级数据QoS应用环境快速匹配100 Mbps10 Mbps当网络封包在switch inside口的传输速度大于outside口的速度时，便需要通过QoS来管理封包出去的先后顺序QoS注意事项Switch本身仅负责确认QoS优先级并依照该优先级决定 封包传送的先后顺序，有关QoS的定义由其他设备负责2. Switch的端口只有4种优先级可供选择，因此不管是 TOS(64)还是COS(8)，