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什么是工业环网交换机?

2021.04.19

  一般的以太网交换机不能作环形的网络,因此一但形成环形,会形成广播风暴。但是环网结构有自身的优点,比如有冗余性、可靠性等优点。环网上的某一路链路断开,不会影响网络上数据的转发。因此在很多工业通信领域引入了环网交换机。环网交换机可以组建环形网络。每上交换机上有两个用于组环的端口,交换机之间通过手拉手形式构成了环形的网络拓扑。环网交换机采用了某些特殊技术,避免了广播风暴的产生,同时又实现了环形网络的可靠性。主流的环网交换机均为工业交换机,下面就详细介绍下什么是工业环网交换机?

工业环网交换机

  环形网络是使用一个连续的环将每台设备连接在一起。它能够保证一台设备上发送的信号可以被环上其他所有的设备都看到。而环网冗余是指工业级环网交换机是否支持网络出现线缆连接中断的情况出现时,工业级环网交换机接收到此信息,激活其后备端口,使网络通信恢复正常运行。同时,网络中7口和8口断开连接的交换机,继电器闭合,指示灯向用户发出错误警报。线缆修复正常后,继电器和指示灯恢复正常状态的功能。

  工业级环网交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。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的NIC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。

  使用工业级环网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。

  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,那么该工业级环网交换机这时的总流通量就等于2×10Mbps=20Mbps。

  总之,工业环网交换机是一种基于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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