工业冗余环网与民用三层网络比较

2、网络环路的分类、特点与表现
静态路由设置不合理的情况： 设两个路由器RA和RB，其路由表中各有一 条去往相同目的网络的静态路由， 但下一跳彼此指向对方，形成环路。
2、网络环路的分类、特点与表现
动态路由造成的情况： 假设某路由器RA通过RB至网络netb，但RB到netb 不可达了，这时候RB的广播路由比RA先来到，RB 去netb不可达，但RA中有去往netb路由，且下一跳 是RB，这时RB就会从RA那里学习该路由，将去往 netb的指向RA，跳数加1。netb的路由原本是RB传 给RA的，现RB却从RA学习该路由，显然是不对的， 但这一现象还会继续，RA去netb网络的下一路是 RB，当RB的跳数加1的时候，RA将再加1，周而复 反形成环路，直至路由达到最大值数据包才丢弃。
2、网络环路的分类、特点与表现
（2）三层环路 在维护路由表信息的时候，如果在拓扑发生改变后，网络 收敛缓慢产生了不协调或者矛盾的路有选择条目，就会发生 路由环路的问题，这种条件下，路由器对无法到达的网络路 由不予理睬，导致用户的数据包不停在网络上循环发送，最 终造成网络资源的严重浪费。 矢量路由的一个弱点就是可能产生路由环路，产生路由环路 的原因有两种： 一是静态路由设置的不合理，二是动态路由定时广播产生的 误会。
2、网络环路的分类、特点与表现
（5）三层环路的解除 解决路由环路问题的方法，概括来讲，主要分为六种： (1)定义最大值； 距离矢量路由算法可以通过IP头中的生存时间（TTL）自纠 错，但路由环路问题可能首先要求无穷计数。为了避免这个 延时问题，距离矢量协议定义了一个最大值，这个数字是指 最大的度量值 (2) 水平分割 水平分割是过滤掉发送给原发者的路由信息。其规则就是不 向原始路由更新来的方向再次发送路由更新信息 ，具体路由 信息单向传送。

2、网络环路的分类、特点与表现
路由器通过交换信息建立路由表，当网络结构变化时，路由表能自动维 护。 路由表跟随网络结构变化过程称为收俭。为了减少收俭过程引起的网络 动荡，要考滤 路由交换范围。 RIP协议通过network命令指定，例如：设置10.0.0.0网络的接口参与路由 信息交换 router(config-router)network 10.0.0.0 ospf协议通过network命令指定，例如：设置10.65.1.1 接口参与路由交 换 router(config-router)network 10.65.1.1 0.0.0.0 area 0 area是网络管理员在自治系统(国际机构分配)AS(Autonomous System) 内部划分的区域。 0.0.0.0是匹配码，0表示要求匹配，1表示不关心。
2、网络环路的分类、特点与表现
C.路由毒化 水平分割的改进，收到原是自己发出的路由信息时，将这条 信息最大的度量值 ，即毒化。 D.毒化逆转 超越水平分割的一个特列，这样保证所有的路由器都接受到 了毒化的路由信息。 E. 触发方式 一旦发现网络变化，不等呼叫，立即发送更新信息，迅速通 知相邻路由器，防止误传。 F. 抑制时间 在收到路由变化信息后，启动抑制时间，此时间内变化项被 冻结，防止被错误地覆盖。
2、网络环路的分类、特点与表现
（4）二层环路的诊断 A.链路流量：在不该有大流量的链路上发现有大流 量 B设备日志：有HSRP、OSPF邻居DOWN的告警， 表明主备或者邻居明同步包的被阻塞 C.端口状态：本应该block的端口被打开 D.STP协议计数器，如TCN的个数：如果TCN个数 不断频繁的增加，说明有拓扑不稳定
2、网络环路的分类、特点与表现
D.尽量采用交换机上修改优先级来改变拓扑，而不 是改变设备端口上的cost值 E.采用三角形的冗余设计，而不是矩阵型的网络冗 余设计 F.对不参与STP运算的PortFast端口，采用 BPDUGuard进行防护，设置为交换网络末梢，避 免错误的将用户端口接入交换设备 G.谨慎选取根桥，根桥的位置确定性，在诊断问题 的时候可以对网络拓扑有非常好的辅助作用，交换 网络的核心节点一般规划会该局域网内的核心交换 机。

网络设备及链路冗余部署——基于锐捷设备8.1 冗余技术简介随着Internet的发展，大型园区网络从简单的信息承载平台转变成一个公共服务提供平台。

作为终端用户，希望能时时刻刻保持与网络的联系，因此健壮，高效和可靠成为园区网发展的重要目标，而要保证网络的可靠性，就需要使用到冗余技术。

高冗余网络要给我们带来的体验，就是在网络设备、链路发生中断或者变化的时候，用户几乎感觉不到。

为了达成这一目标，需要在园区网的各个环节上实施冗余，包括网络设备，链路和广域网出口，用户侧等等。

大型园区网的冗余部署也包含了全部的三个环节，分别是：设备级冗余，链路级冗余和网关级冗余。

本章将对这三种冗余技术的基本原理和实现进行详细的说明。

8.2设备级冗余技术设备级的冗余技术分为电源冗余和管理板卡冗余，由于设备成本上的限制，这两种技术都被应用在中高端产品上。

在锐捷网络系列产品中，S49系列，S65系列和S68系列产品能够实现电源冗余，管理板卡冗余能够在S65系列和S68系列产品上实现。

下面将以S68系列产品为例为大家介绍设备级冗余技术的应用。

8.2.1S6806E交换机的电源冗余技术图 8-1 S6806E的电源冗余如图8-1所示，锐捷S6806E置了两个电源插槽，通过插入不同模块，可以实现两路AC 电源或者两路DC电源的接入，实现设备电源的1＋1备份。

工程中最常见配置情况是同时插入两块P6800-AC模块来实现220v交流电源的1＋1备份。

电源模块的冗余备份实施后，在主电源供电中断时，备用电源将继续为设备供电，不会造成业务的中断。

注意：在实施电源的1＋1冗余时，请使用两块相同型号的电源模块来实现。

如果一块是交流电源模块P6800-AC，另一块是直流电源模块P6800-DC的话，将有可能造成交换机损坏。

8.2.2 S6806E交换机的管理板卡冗余技术图 8-2 S6806E的管理卡冗余如图8-2所示，锐捷S6806E提供了两个管理卡插槽，M6806-CM为RG-S6806E的主管理模块。

2、网络环路的分类、特点与表现
（3）二层环路的避免 在网络设计阶段，应该充分考虑环路的风险、二层 转发次优路径、网络拓扑的不稳定 A.减小二层网络的广播域，尽量避免二层大平面的 网络，在同一个LAN里减少二层交换设备的个数 B.使用三层网段对二层网段进行阻隔。采用三层路 由冗余来代替二层的链路冗余 C.在上行链路上如果带宽足够，那么就没有必要采 用负荷分担的链路冗余方式
2、网络环路的分类、特点与表现
路由表(Routing Table)是路由器中路由项的集合，是路由器 进行路径选择的依据，每条路由项包括：目的网络和下一跳， 还有优先级，花费等。 路由优先匹配原则： (1)直接路由：直连的网络优先级最高。 (2)静态路由：手动配置，优先级可设，一般高于动态路由。 (3)动态路由：相同花费时，长掩码的子网优先。因为目标网 络更明确，范围更小。 (4)默认路由：最后有一条默认路由，找不到目标网络的数据 包都成默认路由转发，避免数据包丢弃。
严重的会导致网络瘫痪。 ▪ 在当前网络故障中，链路和设备故障导致网络通讯质量下降
的占多数，通常在网络部署和整改过程中也会由于路径的设 置不当导致网络环路故障。 ▪ 由于环路故障的普遍性，环路问题一直以来是困扰网络管理 人员的重要问题。
2、网络环路的分类、特点与表现
▪ 环路分类 网络环路主要分为二层网络环路和三层网络 环路 二层的环路通常都是冗余链路造成的，没有 冗余链路就不存在环路。 三层的环路通常指的是路由环路，是由于启 用路由协议不当造成的，即使没有冗余链路， 也有可能造成环路。
2、网络环路的分类、特点与表现
（2）三层环路 在维护路由表信息的时候，如果在拓扑发生改变后，网络
收敛缓慢产生了不协调或者矛盾的路有选择条目，就会发生 路由环路的问题，这种条件下，路由器对无法到达的网络路 由不予理睬，导致用户的数据包不停在网络上循环发送，最 终造成网络资源的严重浪费。 矢量路由的一个弱点就是可能产生路由环路，产生路由环路 的原因有两种： 一是静态路由设置的不合理，二是动态路由定时广播产生的 误会。

网络设备及链路冗余部署——基于锐捷设备冗余技术简介随着Internet的发展，大型园区网络从简单的信息承载平台转变成一个公共服务提供平台。

作为终端用户，希望能时时刻刻保持与网络的联系，因此健壮，高效和可靠成为园区网发展的重要目标，而要保证网络的可靠性，就需要使用到冗余技术。

高冗余网络要给我们带来的体验，就是在网络设备、链路发生中断或者变化的时候，用户几乎感觉不到。

为了达成这一目标，需要在园区网的各个环节上实施冗余，包括网络设备，链路和广域网出口，用户侧等等。

大型园区网的冗余部署也包含了全部的三个环节，分别是：设备级冗余，链路级冗余和网关级冗余。

本章将对这三种冗余技术的基本原理和实现进行详细的说明。

8.2设备级冗余技术设备级的冗余技术分为电源冗余和管理板卡冗余，由于设备成本上的限制，这两种技术都被应用在中高端产品上。

在锐捷网络系列产品中，S49系列，S65系列和S68系列产品能够实现电源冗余，管理板卡冗余能够在S65系列和S68系列产品上实现。

下面将以S68系列产品为例为大家介绍设备级冗余技术的应用。

8.2.1S6806E交换机的电源冗余技术图 8-1 S6806E的电源冗余如图8-1所示，锐捷S6806E内置了两个电源插槽，通过插入不同模块，可以实现两路AC 电源或者两路DC电源的接入，实现设备电源的1＋1备份。

工程中最常见配置情况是同时插入两块P6800-AC模块来实现220v交流电源的1＋1备份。

电源模块的冗余备份实施后，在主电源供电中断时，备用电源将继续为设备供电，不会造成业务的中断。

注意：在实施电源的1＋1冗余时，请使用两块相同型号的电源模块来实现。

如果一块是交流电源模块P6800-AC，另一块是直流电源模块P6800-DC的话，将有可能造成交换机损坏。

8.2.2 S6806E交换机的管理板卡冗余技术图 8-2 S6806E的管理卡冗余如图8-2所示，锐捷S6806E提供了两个管理卡插槽，M6806-CM为RG-S6806E的主管理模块。

Ｄ ：１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ — ９ ２ ２ １ ．９．３ ＯＩ ０ ３ ６ ／ ． ｓ ．０ １ ８ ７ ．０ ２ １ ０ １ ｓ
基于工业环 网在 煤矿业 的应 用
任 宏 山西省 介休 市汾西矿 业 （ 团）有限责任 公司信息中心 集 ０２ ０ ３００
摘 要 近年 来 ，建立 完 整 的煤 矿 大型 设备 实时监 测 系统 ，逐 步整合煤 矿安 全生产 中各 类信 息成 为趋 势 ，其 中一种 方 法就是 利 用现 有 网络 技 术 建立 信 息传输 ， 煤矿 安 全 生产 中各 子 系 为 统 的整合提 供方 便 、快捷 、安 全的 “ 高速 公
关键 词
应 用 ；工业 以太环 网 ；系统接 入
１工 业 以太 环网建 设 的必 要性及 要求
简 言之 工业 以太环 网是 将 以太 网技术 应 用 于 工业 控 制和 管 理 的局 域 网技 术 ， 过 网 通 络 交换 支持 对光 纤环路 的 自动 检测 ，当环 网 网络上 设备 故障 或一 个方 向光 缆断 传时 ，能 迅 速切 换到 备用 链路 ，保证 数 据信 息的 可靠 传输。 根 据矿 井安 全生产 实 际需 求 ，工业 以太 环 网建 设完 成后 能够 对全矿 井 各生 产环节 的 生 产工 况信 息和视 频信 息在 一 个统 一的 网络 平 台运 行 ，能够 使不 同功能 的 应用 系统联 系 起 来 。同时 ，能够 对 全矿井 安 全生 产的 主要 环 节设 备进 行实 时监测 和 必要 的控制 ，实现 全 矿井 的数 据采 集 、生产 调度 、决 策指 挥的 信 息化 、集 中化 ，为企业 信息 化的 应用 和发
展 奠定 基础 。
４ 井下 环 网交换机 设计
井 下 环 网交 换 机 布 置 于集 中 皮 带 变 电 所 、三 采一 段变 电所 、三 采二 段变 电所 、三 采三 段变 电所 、三采 ４ ＃二 段 变 电所 、三 采４ ＃一 段变 电所 、中央 水泵 房 、中央 变 电所 、

罗克韦尔的三层网络架构随着制造业竞争的加剧，制造商更加追求生产设备的可靠性，尤其是那些控制关键性生产工序的设备，往往需要采用冗余配置。

目前，多数的基于可编程控制器的冗余系统采用了两套CPU处理器模块，一个处理器模块作为主处理器，另外一个作为从处理器。

正常情况下，由主处理器执行程序，控制I/O设备，从处理器不断监测主处理器状态。

如果主处理器出现故障，从处理器立即接管对I /O的控制，继续执行程序，从而实现对系统的冗余控制。

很多厂商都能够提供可编程控制器冗余系统解决方案，用户在使用过程中往往对其冗余原理理解不深，造成系统冗余性能下降。

本文以罗克韦尔自动化Alle n Bradley品牌ControlLogix控制器为例，介绍其冗余系统的构建和性能优化问题。

2 冗余系统构建ControlLogix系统采用了基于“生产者/消费者”的通讯模式，为用户提供了高性能、高可靠性、配置灵活的分布式控制解决方案。

ControlLogix系统实现了离散、过程、运动三种不同控制类型的集成，能够支持以太网、ControlNet控制网和DeviceNet设备网，并可实现信息在三层网络之间的无缝传递。

因而，C ontrolLogix被广泛地应用于各种控制系统。

[1]构建ControlLogix冗余系统的核心部件是处理器和1757-SRM冗余模块。

目前，有1756-L55系列处理器模块支持冗余功能，其内存容量从750KB到7.5MB不等。

1757-SRM冗余模块是实现冗余功能的关键。

如图1所示，在冗余系统中，处理器模块和1757-SRM冗余模块处于同一机架内。

为了避免受到外界电磁干扰，提高数据传输速度，两个机架的1757-SRM模块通过光纤交换同步数据。

所有的I/ O模块通过ControlNet控制网与主、从控制器机架内的1756-CNB(R)控制网通讯模块相连接。

图1 冗余系统结构以往的冗余系统通常需要用户编制复杂的程序对处理器状态进行判断，在两个处理器之间传输同步数据并实现I/O控制权的切换，两个处理器中的程序也各不相同，这使得冗余系统本身的建立和维护工作非常繁琐。

工业级交换机和普通交换机的区别工业以太网交换机与普通交换机到底有什么区别呢？其实在性能上，工业以太网交换机和普通交换机是没有多大区别的，从网络层级上看，有二层交换机，当然也有三层交换机。

工业以太网交换机在其产品设计和元器件选取上是有讲究的，它是面向工业现场使用需求的，在机械、气候、电磁等环境较为恶劣的情况下，仍然能够正常工作，所以，可以常常广泛应用于条件较为恶劣的工业生产场景。

工业交换机和普通交换机的区别有哪些呢?工业以太网交换机与民用以太网交换机相比，工业以太网交换机产品在设计上以及在元器件的选用上，产品的强度和适用性方面都能满足工业现场的需要。

2. 工业以太网交换机包括机械环境适应性（如耐振动、耐冲击）、气候环境适应性（工作温度要求为－20～+85℃，至少为－10～+70℃，并要耐腐蚀、防尘、防水）、电磁环境适应性或电磁兼容性EMC应符合EN 50081-2、EN 50082-2、EN 50082-3、EN 50082-4、FCC、GB/T17626、IEC61000等标准。

3. 工业以太网交换机产品要适应工业控制现场的恶劣环境。

在工业现场使用网络设备必须通过IEC61000-4-5、GB/T17626.5等标准进行浪涌测试，通过IEC61000-4-8、GB/T17626.8等标准进行工频磁场抗扰度测试，通过IEC61000-4-9、GB/T17626.9等标准进行脉冲磁场抗扰度测试，可按标准IEC61000-4-11、GB/T17626.11等进行电压变化抗扰度测试。

4. 工业以太网交换机大都宽电压设计，工作电压18VDC～36 VDC，220VA、220VDC、110VDC等。

5. 工业以太网交换机电源一般为冗余双电源设计，民用以太网交换机为单电源。

6. 工业以太网交换机安装方式DIN导轨、机架等。

民用以太网交换机安装方式桌面、机架。

7. 工业以太网交换机工作温度宽工作温度（工作温度要求为－20～+85℃，至少为－10～+70℃），民用以太网交换机工作温度范围窄。

一、技术需求沈阳地铁一号线工程分为一期工程和延伸线工程2部分，同时实施。

沈阳地铁一号线为东西走向，全部为地下线路，其中一期工程线路全长22.156Km，共设18个车站，平均站间距1275m。

其中铁西广场站、滂江街站为一号线与五号线换乘站，沈阳站站为一号线与三号线换乘站，青年大街站为一号线与二号线换乘站，中街站为一号线与四号线换乘站。

在线路的西部张士地区设车辆段和综合维修基地一座，在青年大街站附近设行车指挥中心一座，另设两座主变电站。

延伸线工程线路全长线路全长5.685公里，共设4座地下车站。

沈阳地铁一号线工程环境与设备监控系统（简称BAS）包括22个车站（不含控制中心）和区间隧道的环境和机电设备监控。

该系统对全线22个车站通风空调系统设备、给排水设备、电扶梯、照明设备、人防门、安全门等车站设备进行全面、有效地自动化监控及管理，确保设备处于安全、可靠、高效、节能的最佳运行状态，从而为乘客提供一个舒适的乘车环境。

在火灾等灾害或阻塞事故状态下，能够及时迅速地转入灾害运行模式，保护乘客安全，将灾害损失减到最小。

BAS系统在满足环境标准要求的前提下，尽可能降低车站设备的运行能耗，充分发挥各种设备应有的作用，保证乘客的安全和设备的正常运行。

根据标书要求，网络系统的构成为：OCC局域网应采用工业级的标准10/100M以太网，采用TCP/IP标准协议，系统由双网络设备构成热备用系统，OCC的所有服务器、监控工作站等重要设备都必须与双通信网连接。

OCC局域网同时连接主干网（广域网），实现OCC与车站监控设备连接，通信速率为10/100Mbps。

除双网络设计以外，网络接口应有足够的裕量，以备未来可以方便的增加外部硬件设备。

车站BAS网络由BAS局域网和控制网组成，其中局域网采用冗余光纤双环形标准工业级交换式以太网，传输速率为10/100Mbps，支持TCP/IP协议、IEEE802.3、10Base T、100BaseTX等，车站级BAS局域网上配有符合以太网标准的网络接口，以供便携式计算机使用。

MSTP组网与Router组网的比较一、第三代MSTP设备组网第三代MSTP技术以支持以太网业务QoS为特色。

为了能够将QoS引入以太网业务，基于MPLS的第三代MSTP技术在以太网和SDH间引入一个中间的智能适配层来处理以太网业务的QoS要求;由此，不仅克服了以往MSTP技术所存在的缺陷，而且还使得新一代MSTP技术具备了许多特有的技术优势。

1.基于MPLS的第三代MSTP技术特点MPLS技术结合了第二层交换和第三层路由的特点，将第二层的基础设施和第三层的路由有机地结合起来;第三层路由在网络的边缘实施，而第二层交换则由MPLS网络的核心完成。

这使得基于MPLS的第三代MSTP网络具有以下技术特点：1)网络中的分组转发基于定长标签，简化了转发机制，使得转发路由器容量很容易扩展到大比特级;2)充分利用原有IP路由，并加以改进，保证了MPLS网络路由具有灵活性;3)利用ATM的高效传输交换方式，同时抛弃了复杂的ATM信令，无缝地将IP技术优点融合到ATM的高效硬件转发中;4)数据传输和路由计算分开，是一种面向连接的传输技术，能够提供有效的QoS保证;5)不但支持多种网络层技术，而且是一种与链路层无关的技术，它同时支持X.25、帧中继、ATM、PPP、SDH、DWDM……，保证了多种网络的互连互通，使得各种不同的网络传输技术统一在同一个MPLS平台上;6)支持大规模层次化的网络拓扑结构，具有良好的网络扩展性;7)标签合并机制支持不同数据流的合并传输;8)支持流量工程、CoS、QoS和大规模的虚拟专用网;MPLS是一种交换和路由的综合体，它将链路层交换和网络层路由融合在一起。

现在，业界的几乎所有主要厂商和技术专家都参与了MPLS的技术研究和产品开发，以便将IP交换技术和ATM技术的优势充分体现在MPLS之中。

2、基于MPLS的第三代MSTP设备的性能优势基于MPLS的第三代MSTP技术在以太网和SDH间引入了中间智能适配层，将以太网的业务要求适配、映射到SDH通道上，并采用GFP高速封装协议，支持虚级联和LCAS。

工业以太网冗余技术分析什么是工业以太网工业以太网是指在工业控制领域中使用的以太网技术。

与传统的计算机网络不同，工业以太网需要满足实时性、可靠性和安全性等需求，因此需要特别设计。

工业以太网的发展经历了多个阶段，最早的版本是10Mbps的以太网，之后又出现了100Mbps和1Gbps的版本。

随着工业控制领域的不断发展，工业以太网已经成为工业自动化的主流通信技术。

工业以太网冗余技术在工业现场应用中，通信的可靠性是非常重要的。

如果通信出现故障，可能会导致整个生产过程停止，给企业带来很大的损失。

工业以太网冗余技术可以提高通信的可靠性，从而保证工业自动化生产的正常运行。

工业以太网冗余技术包括链路聚合、跨交换机链路聚合和环路切换等。

下面逐一进行分析。

链路聚合链路聚合是将多条物理链路的带宽合并成一条逻辑链路的技术。

通过此技术可以提高带宽的容错能力，当有一条物理链路发生故障时，数据包会被发送到另一条链路上，从而达到冗余的效果。

链路聚合可以在切换过程中对应用程序没有影响。

跨交换机链路聚合跨交换机链路聚合是指将两个或两个以上不同交换机的物理端口连接成逻辑链路的技术。

跨交换机链路聚合可以提供更好的冗余效果和更高的容错性。

当其中一台交换机发生故障时，数据包可以直接通过另一台交换机进行传输，从而达到冗余的效果。

环路切换环路切换是指在一个包含多个交换机的网络中，当其中某一个交换机发生故障时，系统能够自动切换到备用路径，从而保证通信的正常运行。

环路切换可以通过不同的方式实现，如RSTP、MSTP等。

工业以太网冗余技术的应用场景工业以太网冗余技术在现实生产中具有广泛的应用场景。

其中包括：自动化生产线在自动化生产线中，工业以太网冗余技术可以提高生产的可靠性和稳定性，保证生产线不会因为通信中断而停止运行。

这对于大型工业企业的生产效率和成本控制都有着重要的意义。

机器人控制在机器人控制中，工业以太网冗余技术可以保证机器人的实时性和稳定性，从而提高生产效率。

工业以太网环网交换机技术说明1.1 基本功能1）网络冗余•支持符合国际标准的IEC62439冗余环网协议，如果环网中个设备或链路发生故障，环网传输路径将自动愈合，保证主干网络数据信号不间断，自愈时间≤20ms。

2）管理功能•管理层网络配置三层交换机，内置路由协议，带有VLAN间网关路由，保证VLAN间的通讯，以及对外联网络的路由功能。

•以太环网交换机上提供对VLAN的支持，各接入子系统可根据需求划分不同VLAN进行数据传输。

•所有交换机均带有组播及广播风暴控制功能，可将网络内的组播及广播流量控制在一定范围内。

3）网络监控•所有交换机可通过OPC接口，对交换机的各端口流量及运行状态做分析，在第一时间实现故障的诊断和定位。

•支持SNMP协议，通过网络管理及故障诊断，全流程的故障管理、主动的网络监视、批量的设备配置备份，实现网络设备统一监控管理4）防腐涂层•交换机表面防腐涂层满足“HG／T 4077-2009防腐涂层涂装技术规范”要求,•喷、镀金属层上加防腐浊涂料的复合面层，厚度≥300um；或富锌底漆的防腐浊涂层，厚度≥300um，涂层使用年限≥15年。

1.2 基本性能1）环境指标要求•良好的设备特性&安装方式灵活性，宽温、防尘、防潮设计；•工作温度：-40 ～ 85 ℃；•保护等级IP40，全封闭式金属钢质外壳，无需风扇散热，双路冗余电源供电；•可定制机架、导轨、壁挂安装；2）运行可靠性指标•在严酷环境可靠稳定工作：•抗冲击：200g，10s•抗震动：50g，5-200Hz•设备平均无故障时间MTBF＞40万小时；3）抗干扰能力•抗电磁干扰：10V/m•抗静电浪涌：+/- 16KV•防静电：接触放电4KV，空气放电8KV，IEC 61000-4-2•防辐射等级：FFC part 15 class A4）通讯可靠性•快速冗余；•支持环网冗余技术，保障了网络通信的无扰动切换，网络自愈时间≤20ms；•环接点数量≮250个。

一、什么是工业交换机？工业交换机也称作工业以太网交换机， 是一种应用于工业控制领域的以太网交换机设备，它采用标准的网络TCP/IP 协议,其开放性好、应用广泛以及价格低廉等。

目前以太网已经成为工业控制领域的主要通信标准。

工业交换机具有电信级性能特征，同时可耐受严苛的工作环境。

产品系列丰富，端口配置灵活，可满足各种工业领域的使用需求。

产品一般采用-40~+85℃宽温设计，宽压输入范围应达到DC12~48V ，防护等级不低于IP40 ，支持标准和私有的环网冗余协议。

其本身与商业交换机在数据链路层、网络层、协议层等方面并无本质区别，但是针对工业控制的实时性等需求，工业以太网解决了通信实时性、网络安全性、本质安全与安全防爆技术等技术问题，并且采用一些适合于工业环境的措施，如防水，抗振动...其核心还是和商用以太网没有差别，这就和PC 机与工控机之间的区别一样。

二、工业交换机与普通交换机的区别工业交换机与普通交换机到底有什么区别呢？其实在性能上，工业以太网交换机和普通交换机是没有多大区别的，从网络层级上看，有二层交换机，当然也有三层交换机。

工业以太网交换机在其它产品设计和元器件选取上是有讲究的，它是面向工业现场使用需求的，在机械、气候、电磁等环境较为恶劣的情况下，仍然能够正常工作， 所以常常被广泛应用于条件较为恶劣及对产品稳定性能及安全性能要求更高的工业生产场景。

1.元器件工业以太网交换机对元器件的选取要求更高， 要能更好地适应工业生产现场的需求，元器件需要有抗静电、防雷、耐超高低温等要求。

2.机械环境工业以太网交换机能够更好地适应恶劣的机械环境，包括耐震动、耐冲击、耐腐蚀、防尘、防水等。

3.气候环境工业以太网交换机能够更好地适应较差地气候环境， 包括温度、湿度等， 在-40~+85℃环境温度中能正常使用，产品端口防雷在4KV及以上。

4.电磁环境工业以太网交换机具有较强的抗电磁干扰能力，电磁干扰防护等级达到3级甚至4级。

三级⽹络知识点归纳第⼀章⽹络体系结构与设计⼀.局域⽹（LAN）特点：1.覆盖有限的地理范围2.⾼数据传输速率（10Mbps-10Gbps）3.⼀般属于单位所有，易于建⽴，维护和扩展分类：介质访问⽅法：共享介质式局域⽹和交换式局域⽹传输介质类型：有线介质的有线局域⽹，⽆线通信信道的⽆线局域⽹⼆.城域⽹（MAN）和⼴域⽹（WAN，远程⽹）⼴域⽹的通信⼦⽹可以利⽤公⽤分组交换⽹，卫星通信⽹和⽆线分组交换⽹三。

计算机⽹络结构的特点（了解）1.早期的⼴域⽹逻辑功能上分为资源⼦⽹和通信⼦⽹2.⽤户计算机接⼊：电话交换⽹（PSTN），有线电视⽹（CATV），⽆线城域⽹（WMAN），⽆线局域⽹（WLAN）四。

局域⽹技术的发展1.提⾼以太⽹的数据传输速率2.将⼀个⼤型局域⽹划分成多个⽤⽹桥或路由器3.将共享介质⽅式改为交换⽅式（在交换式局域⽹的基础上，出现了虚拟局域⽹VLAN）五。

宽带城域⽹的结构1.宽带城域⽹的逻辑结构“三个平台和⼀个出⼝”，即：⽹络平台，业务平台，管理平台与城市宽带接⼝2.核⼼层的基本功能：***a.把汇聚层连接起来，为汇聚层的⽹络提供⾼速分组转发，具有Qos保障能⼒b.实现与主⼲⽹的互联，提供城市的宽带IP出⼝c.为宽带城域⽹的⽤户提供访问Internet所需要的路由访问3.汇聚层的功能：汇聚接⼊层的⽤户流量根据接⼊层的⽤户流量，进⾏本地路由，过滤等处理根据处理结果把⽤户流量转发到核⼼层或本地进⾏路由处理4.接⼊层的功能：连接最终⽤户5.三层结构思想：上层负责下层的数据汇聚；核⼼提供出⼝与Qos，汇聚本地路由，接⼊服务⽤户六。

管理和运营宽带城域⽹的关键技术宽带管理，服务质量Qos，⽹络管理，⽤户管理，多业务接⼊，统计和计费，⽹络安全等七。

服务质量Qos要求的技术：***资源预留（RSVP）区分服务（DiffServ）多协议标记交换（MPLS）⼋。

宽带城域⽹管理：带内⽹络管理：利⽤数据通信⽹（DCN）或公共交换电话⽹（PSTN）拨号带外⽹络管理：⽹络管理协议（SNMP）建⽴管理系统九。

三层、二层网络结构优缺点比较
三层结构优点：
1、比较适合中国运营商的组织结构
2、在路由汇聚和扩展上比较有优势
三层结构缺点：
1、全网多级投资计划建设，建设模式不尽相同，缺乏统一规划和管理，难以达到全网最优化设计。

2、用户与内容距离远，北方网络基本上是三级网络结构，网络结构层次和网络管理层次增多，导致IP不必要的路由跳数，使得网络的性能指标下降。

3、加大了以后扩容成本和维护成本。

4、网络是按行政区划进行网络设计和路由组织，不能根据用户的实际需求灵活的调整和调度网络资源，同时使我们业务开展成本和业务维护成本增加。

尤其是给全网性增值业务的开放带来困难。

5、在骨干网节点存在骨干网设备和省网设备的背靠背连接，投资有较大浪费。

二层结构优点：
1、最大的优点是简单，能够比较快的实施（因为不需要建设省网，而城域网相对建设周期短，复杂性小），这对于新运营商或在新的地区快速开展业务有很现实的意义。

2、便于开展全国性业务，如全国性MPLS VPN，大客户以合法AS接入（原来的省网多采用保留AS，大客户以合法AS接入时出现麻烦）。

3、能够在以后更好的在服务质量方面进行有效控制，IP网在Qos控制方面存在先天不足，而多层的网络结构更加增加了全程全网的Qos实施的难度。

4、用户与内容最近，提高用户访问水平和提高网络的效率。

二层结构缺点：
1、骨干网的压力增加，需要增加骨干网在省内的POP点，骨干网规模更加扩大，带来相应的扩展性问题。

2、对开展省内跨地市的业务（如MPLS VPN），需要骨干网和省网设备一起配合实施，带来了更多的管理、协调工作。

⽹络：⼆层⽹络结构和三层⽹络结构的区别⼆层⽹络结构模型：核⼼层和接⼊层（没有汇聚层）三层⽹络结构模型：核⼼层、汇聚层和接⼊层⼆层⽹络的组⽹能⼒⾮常有限，所以⼀般只是⽤来搭建⼩局域⽹，⼆层⽹络结构模式运⾏简便交换机根据MAC地址表进⾏数据包的转发，有则转发，⽆则泛洪，即将数据包⼴播发送到所有端⼝，如果⽬的终端收到给出回应，那么交换机就可以将该MAC地址添加到地址表中，这是交换机对MAC地址进⾏建⽴的过程，但这样频繁的对未知的MAC ⽬标的数据包进⾏⼴播，在⼤规模的⽹络架构中形成的⽹络风暴是⾮常庞⼤的，这也很⼤程度上限制了⼆层⽹络规模的扩⼤。

三层⽹络结构可以组建⼤型的⽹络。

（1）核⼼层是整个⽹络的⽀撑脊梁和数据传输通道，必须配备⾼性能的数据冗余转接设备和防⽌负载过剩的均衡负载的设备，以降低各核⼼层交换机所需承载的数据量。

（⽹络的⾼速交换主⼲）（2）汇聚层是连接⽹络的核⼼层和各个接⼊的应⽤层，在两层之间承担“媒介传输”的作⽤。

汇聚层应该具备以下功能：1，实施安全功能（划分VLAN和配置ACL）2，⼯作组整体接⼊功能3，虚拟⽹络过滤功能。

因此，汇聚层设备应采⽤三层交换机。

（提供基于策略的连接）（3）接⼊层的⾯向对象主要是终端客户，为终端客户提供接⼊功能。

（将⼯作站接⼊⽹络）⼆层⽹络仅仅通过MAC寻址即可实现通讯，但仅仅是同⼀个冲突域内；三层⽹络则需要通过IP路由实现跨⽹段的通讯，可以跨多个冲突域。

三层交换机在⼀定程度上可以替代路由器，但是应该清醒的认识到三层交换机出现最重要的⽬的是加快⼤型局域⽹内部的数据交换，所具备的路由功能也多是围绕这⼀⽬的⽽展开的，所以他的路由功能没有同⼀档次的专业路由器强，在安全、协议⽀持等⽅⾯还有许多⽋缺，并不能完全取代路由器⼯作。

在实际应⽤过程中，典型的做法是：处于同⼀个局域⽹中的各个⼦⽹的互联以及局域⽹中VLAN间的路由，⽤三层交换机来代替路由器。

⽽只有局域⽹与公⽹互联之间要实现跨地域的⽹络访问时，才通过专业路由器。

需要采用STP/RSTP/MSTP/VRRP或OSPF等协议防环以提高可靠性
设备及链路投资少
设备及链路投入较多
仅需要增加接入层设备
Байду номын сангаас
需要额外考虑汇聚层设备的性能和端口或需要额外增加汇聚层设备
减少交换层数量，流量需要穿越的交换机数量也会减少，从而可以缩短延迟 流量需要穿越汇聚层，增加交换机转发延时。
二层架构简单，部署和维护工作量少，故障率低
三层架构复杂，维护节点多，部署和维护工作量较多，故障率相对高
可采用虚拟集群和堆叠技术，无需运行spanning-tree协议，降低网络的故障 收敛时间，从而提高网络可靠性
网络结构 转发模式 性能瓶颈 网络延时
维护性
可靠性
经济性 扩展性
二层网络架构
三层网络架构
接入层及核心层，网络架构精简扁化平部署
由接入层、汇聚层及核心层三层架构组成，网络复杂，设备多
交换机根据MAC地址表进行数据包的转发 依赖核心交换机的转发性能
跨网段通过IP路由寻址转发 依赖汇聚层交换机、上行链路及核心交换机性能