關(guān)于工業(yè)交換機(jī)技術(shù)的簡(jiǎn)單總結(jié)
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工業(yè)交換機(jī),應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的
以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備,使用的是透明而統(tǒng)專一的TCP/IP協(xié)議,本身與商屬業(yè)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、協(xié)議層等方面并無本質(zhì)區(qū)別,接下來
飛暢科技的小編來為大家詳細(xì)介紹下工業(yè)交換機(jī)技術(shù),感興趣的朋友就一起來看看吧!
工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)品大概總結(jié)及簡(jiǎn)介:
(1)交換機(jī)直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù):(Cut-through)
交換機(jī)一旦解讀到數(shù)據(jù)包目的地址,就開始向目的端口發(fā)送數(shù)據(jù)包。通常,交換機(jī)在接收到數(shù)據(jù)包的前6個(gè)字節(jié)時(shí),就已經(jīng)知道目的地址,從而可以決定向哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)數(shù)據(jù)包。直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)速率快、減少延時(shí)和提高整體吞吐率。其缺點(diǎn)是交換機(jī)在沒有完全接收并檢查數(shù)據(jù)包的正確性之前就已經(jīng)開始了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。這樣,在通訊質(zhì)量不高的環(huán)境下,交換機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)所有的完整數(shù)據(jù)包和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包,這實(shí)際上是給整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)帶來了許多垃圾通訊包,交換機(jī)會(huì)被誤解為發(fā)生了廣播風(fēng)暴。總之,直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)適用與網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量較好、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包較少的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
交換機(jī)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù):(Store-and-Forward)
存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)要求交換機(jī)在接收到全部數(shù)據(jù)包后再?zèng)Q定如何轉(zhuǎn)發(fā)。這樣一來,交換機(jī)可以在轉(zhuǎn)發(fā)之前檢查數(shù)據(jù)包完整性和正確性。其優(yōu)點(diǎn)是:沒有殘缺數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā),減少了潛在的不必要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。其缺點(diǎn)是:轉(zhuǎn)發(fā)速率比直接轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)慢。所以,存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)比較適應(yīng)與普通鏈路質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
(2) 延時(shí):(Latency)
交換機(jī)延時(shí)是指從交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)包到開始向目的端口復(fù)制數(shù)據(jù)包之間的時(shí)間間隔。有許多因素會(huì)影響延時(shí)大小,比如轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)等等。采用直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的交換機(jī)有固定的延時(shí)。因?yàn)橹蓖ㄊ浇粨Q機(jī)不管數(shù)據(jù)包的整體大小,而只根據(jù)目的地址來決定轉(zhuǎn)發(fā)方向。所以,它的延時(shí)是固定的,取決于交換機(jī)解讀數(shù)據(jù)包前6個(gè)字節(jié)中目的地址的解讀速率。采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的交換機(jī)由于必須要接收完了完整的數(shù)據(jù)包才開始轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包,所以它的延時(shí)與數(shù)據(jù)包大小有關(guān)。數(shù)據(jù)包大,則延時(shí)大;數(shù)據(jù)包小,則延時(shí)小。
(3) 管理功能:(Management)
交換機(jī)的管理功能是指交換機(jī)如何控制用戶訪問交換機(jī),以及用戶對(duì)交換機(jī)的可視程度如何。通常,交換機(jī)廠商都提供管理軟件或滿足第三方管理軟件遠(yuǎn)程管理交換機(jī)。一般的交換機(jī)滿足SNMP MIB I / MIB II統(tǒng)計(jì)管理功能。而復(fù)雜一些的交換機(jī)會(huì)增加通過內(nèi)置RMON組(mini-RMON)來支持RMON主動(dòng)監(jiān)視功能。有的交換機(jī)還允許外接RMON探監(jiān)視可選端口的網(wǎng)絡(luò)狀況。
(4) 單/多MAC地址類型:(Single- versus Multi-MAC)
單MAC交換機(jī)的每個(gè)端口只有一個(gè)MAC硬件地址。多MAC交換機(jī)的每個(gè)端口捆綁有多個(gè)MAC硬件地址。單MAC交換機(jī)主要設(shè)計(jì)用于連接最終用戶、網(wǎng)絡(luò)共享資源或非橋接路由器。它們不能用于連接集線器或含有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)段。多MAC交換機(jī)在每個(gè)端口有足夠存儲(chǔ)體記憶多個(gè)硬件地址。多MAC交換機(jī)的每個(gè)端口可以看作是一個(gè)集線器,而多MAC交換機(jī)可以看作是集線器的集線器。每個(gè)廠商的交換機(jī)的存儲(chǔ)體Buffer的容量大小各不相同。這個(gè)Buffer容量的大小限制了這個(gè)交換機(jī)所能夠提供的交換地址容量。一旦超過了這個(gè)地址容量,有的交換機(jī)將丟棄其它地址數(shù)據(jù)包,有的交換機(jī)則將數(shù)據(jù)包復(fù)制到各個(gè)端口不作交換。
(5) 外接監(jiān)視支持:(Extendal Monitoring)
一些交換機(jī)廠商提供“監(jiān)視端口”(monitoring port),允許外接網(wǎng)絡(luò)分析儀直接連接到交換機(jī)上監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)狀況。
(6) 擴(kuò)展樹:(Spanning Tree)
由于交換機(jī)實(shí)際上是多端口的透明橋接設(shè)備,所以交換機(jī)也有橋接設(shè)備的固有問題—“拓?fù)洵h(huán)”問題(Topology Loops)。當(dāng)某個(gè)網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包通過某個(gè)橋接設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)網(wǎng)段,而返回的數(shù)據(jù)包通過另一個(gè)橋接設(shè)備返回源地址。這個(gè)現(xiàn)象就叫“拓?fù)洵h(huán)”。一般,交換機(jī)采用擴(kuò)展樹協(xié)議算法讓網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)橋接設(shè)備相互知道,自動(dòng)防止拓?fù)洵h(huán)現(xiàn)象。交換機(jī)通過將檢測(cè)到的“拓?fù)洵h(huán)”中的某個(gè)端口斷開,達(dá)到消除“拓?fù)洵h(huán)”的目的,維持網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)錁涞耐暾?。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中,“拓?fù)洵h(huán)”常被推薦用于關(guān)鍵數(shù)據(jù)鏈路的冗余備份鏈路選擇。所以,帶有擴(kuò)展樹協(xié)議支持的交換機(jī)可以用于連接網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵資源的交換冗余。
(7) 全雙工:(Full Duplex)
全雙工端口可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù),但這要交換機(jī)和所連接的設(shè)備都支持全雙工工作方式。具有全雙工功能的交換機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、高吞吐量(Throughput):兩倍于單工模式通信吞吐量。
2、避免碰撞(Collision Avoidance):沒有發(fā)送/接收碰撞。
3、突破長度限制(Improved Distance Limitation):由于沒有碰撞,所以不受CSMA/CD鏈路長度的限制。通信鏈路的長度限制只與物理介質(zhì)有關(guān)。
現(xiàn)在支持全雙工通信的協(xié)議有:快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)和ATM。
虛擬局域網(wǎng)(VLAN)
交換技術(shù)的發(fā)展,也加快了新的交換技術(shù)(VLAN)的應(yīng)用速度。通過將企業(yè)網(wǎng)絡(luò)劃分為虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN網(wǎng)段,可以強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全,控制不必要的數(shù)據(jù)廣播。在共享網(wǎng)絡(luò)中,一個(gè)物理的網(wǎng)段就是一個(gè)廣播域。而在交換網(wǎng)絡(luò)中,廣播域可以是有一組任意選定的第二層網(wǎng)絡(luò)地址(MAC地址)組成的虛擬網(wǎng)段。這樣,網(wǎng)絡(luò)中工作組的劃分可以突破共享網(wǎng)絡(luò)中的地理位置限制,而完全根據(jù)管理功能來劃分。這種基于工作流的分組模式,大大提高了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和重組的管理功能。
在同一個(gè)VLAN中的工作站,不論它們實(shí)際與哪個(gè)交換機(jī)連接,它們之間的通訊就好象在獨(dú)立的集線器上一樣。同一個(gè)VLAN中的廣播只有VLAN中的成員才能聽到,而不會(huì)傳輸?shù)狡渌?VLAN中去,這樣可以很好的控制不必要的廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。同時(shí),若沒有路由的話,不同VLAN之間不能相互通訊,這樣增加了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中不同部門之間的安全性。網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過配置VLAN之間的路由來全面管理企業(yè)內(nèi)部不同管理單元之間的信息互訪。交換機(jī)是根據(jù)用戶工作站的MAC地址來劃分VLAN的。所以,用戶可以自由的在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)辦公,不論他在何處接入交換網(wǎng)絡(luò),他都可以與VLAN內(nèi)其他用戶自如通訊。
VLAN可以是有混合的網(wǎng)絡(luò)類型設(shè)備組成,比如:10M以太網(wǎng)、100 M以太網(wǎng)、等等,可以是工作站、服務(wù)器、集線器、網(wǎng)絡(luò)上行主干等等。
VLAN的管理需要比較復(fù)雜的專門軟件,它通過對(duì)用戶、MAC地址、交換機(jī)端口號(hào)、VLAN號(hào)等管理對(duì)象的綜合管理,來滿足整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的VLAN劃分、監(jiān)視等功能,以及其他擴(kuò)展管理功能。現(xiàn)在比較通用的VLAN的劃分方法是基于MAC地址。但也有一些廠商的交換機(jī)提供更多的VLAN劃分方法:MAC地址、協(xié)議地址、交換機(jī)端口、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用類型和用戶權(quán)限等等。
用戶在選擇交換機(jī)的同時(shí),應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考察選購的交換機(jī)的VLAN功能,根據(jù)自己企業(yè)的實(shí)際需要,選擇滿足要求而且管理方便的交換機(jī)。同時(shí),應(yīng)當(dāng)特別注意現(xiàn)在不同廠商的交換機(jī)的VLAN之間大多數(shù)是不兼容的。