计算机网络课件工业以太网讲座

1、工业以太网相关问题探讨工业以太网交换机定义工业以太网交换机(Industrial Ethernet Switches)是可以满足工业现场需要，技术上与商业以太网交换机兼容，而实时通讯、可靠性、稳定性、安全性、环境适应性等各方面要求高于商业以太网交换机的一种以太网设备商用以太网工业以太网1、安装和连接 专用网络机柜内 连接标准的台式机工作站打印机等RJ45接口 现场安装（控制柜内或直接安装于自动化设备上，环境恶劣，某些场合甚至要求满足IP67防护等级） 连接离散的控制设备和I/ORJ45，DB9，航空插座等一、商用以太网与工业以太网的区别2、使用寿命 几年或十几年（没有相应标准可遵循） 风扇散热

2、 备件更换：3年 电源(220VAC) MTBF20年以上，有些甚至长达100年以上 无风扇散热 备件更换：10年 冗余的电源(24/48VDC，110/220VAC等)商用以太网工业以太网3、工作环境 良好（机房恒温，恒湿） 无振动、冲击 无重机械负载、无化学物质腐蚀 较低的抗电磁干扰能力 普通或宽温(-40- +70/+85) 有具体的抗振动、抗冲击要求 牢固的重机械负载设计、防某些 化学物质腐蚀 较强的抗电磁干扰能力商用以太网工业以太网4、工业认证 EN60950 FCC Part 15 Class A EN55022 Cul508/1604 Class 1 Div 2 IEC61850

3、-3 IEEE1613 EN50121、EN50155、ATEX Zone 1&2商用以太网工业以太网5、冗余要求一般没有冗余或仅仅有核心冗余多种冗余方式的结合商用以太网工业以太网6、拓朴结构 星型 总线型 树型 星型 双星型 环形 双环型商用以太网工业以太网7、冗余技术STP（生成树） RSTP（快速生成树） Link Aggregation（链路聚合） VRRP（虚拟路由冗余协议） HSRP （热备份路由协议，私有） STP、RSTP RSRMSR Link Aggregation（链路聚合） VRRP（虚拟路由冗余协议）私有协议商用以太网工业以太网传统以太网的冗余自愈方式,如STP、RS

4、TP；TRUNKING；专门针对工业自动化实时可靠性而从传统以太网变异出的厂家私有环路冗余协议。二、冗余网络构建技术构建冗余网络的方式主要有两种：1、STP及RSTPSTP(Spanning Tree Protocol)，是作为一个链路层协议(IEEE 802.1D)存在的，提供路径冗余和阻止网络循环发生。它做法是强令备用数据路径为阻塞(blocked)状态。如果一条路径有故障，该拓扑结构能借助激活备用路径重新配置及链路重构。网络中断恢复时间为30-60s之间。RSTP(快速生成树算法，IEEE 802.1w)作为STP的升级，将网络中断恢复时间，缩短到1-2s。STP网络结构灵活，但存在恢复

5、速度慢的缺点。在很多的工业环境中并不适用。主干冗余Trunking技术也是普通以太网都具备的一项技术，这种方式是将不同交换机的多个端口设置为Trunking主干端口，并建立连接，这样在交换机之间可以形成一个高速的骨干链接。不但成倍的提高了骨干链接的网络带宽，增强了网络吞吐量，而且还还提供了另外一个功能，即冗余功能。TRUNKING技术由于其本身并不是为工业网络环境而研发的，这种技术在工业环境下实际意义不大,在工业环境中应用是一种 “假冗余”技术 2、 Trunking技术3、私有环路冗余协议 在STP之后，为了能满足工业控制网络实时性强的特点，开始采用环路连接网络的方式实现冗余快速恢复。 采用这种技术可以使网络在中断后300ms之内自行恢复。并可以通过交换机的出错继电连接、状态显示灯和SNMP设置等方法来提醒用户出现的断网现象。这些都可以帮助诊断环网什么地方出现断开。 环路冗余协议： HIRSCHMANN(赫斯曼) HIPER RING Siemens HSR:300ms MRP(公开，属于profinet):200ms MOXA TURBO RING TSC SUPREME RING 科动 RAPID RING 罗杰康 eRSTP SIXNET(西斯耐特) Realtime Ring KORENIX Super-Ring