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關(guān)于工業(yè)交換機技術(shù)的簡(jiǎn)單總結

瀏覽次數：發(fā)布時(shí)間：2020-10-14

工業(yè)交換機，應用于工業(yè)控制領(lǐng)域的以太網(wǎng)交換機設備，使用的是透明而統專(zhuān)一的TCP/IP協(xié)議，本身與商屬業(yè)網(wǎng)絡(luò )在數據鏈路層、網(wǎng)絡(luò )層、協(xié)議層等方面并無(wú)本質(zhì)區別，接下來(lái)飛暢科技的小編來(lái)為大家詳細介紹下工業(yè)交換機技術(shù)，感興趣的朋友就一起來(lái)看看吧！
 
工業(yè)以太網(wǎng)交換機產(chǎn)品大概總結及簡(jiǎn)介：
 
（1）交換機直通轉發(fā)技術(shù)：（Cut-through）
交換機一旦解讀到數據包目的地址，就開(kāi)始向目的端口發(fā)送數據包。通常，交換機在接收到數據包的前6個(gè)字節時(shí)，就已經(jīng)知道目的地址，從而可以決定向哪個(gè)端口轉發(fā)這個(gè)數據包。直通轉發(fā)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是轉發(fā)速率快、減少延時(shí)和提高整體吞吐率。其缺點(diǎn)是交換機在沒(méi)有完全接收并檢查數據包的正確性之前就已經(jīng)開(kāi)始了數據轉發(fā)。這樣，在通訊質(zhì)量不高的環(huán)境下，交換機會(huì )轉發(fā)所有的完整數據包和錯誤數據包，這實(shí)際上是給整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)了許多垃圾通訊包，交換機會(huì )被誤解為發(fā)生了廣播風(fēng)暴?？傊?，直通轉發(fā)技術(shù)適用與網(wǎng)絡(luò )鏈路質(zhì)量較好、錯誤數據包較少的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。
 
交換機存儲轉發(fā)技術(shù)：（Store-and-Forward）
存儲轉發(fā)技術(shù)要求交換機在接收到全部數據包后再決定如何轉發(fā)。這樣一來(lái)，交換機可以在轉發(fā)之前檢查數據包完整性和正確性。其優(yōu)點(diǎn)是：沒(méi)有殘缺數據包轉發(fā)，減少了潛在的不必要數據轉發(fā)。其缺點(diǎn)是：轉發(fā)速率比直接轉發(fā)技術(shù)慢。所以，存儲轉發(fā)技術(shù)比較適應與普通鏈路質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。
 
（2) 延時(shí)：（Latency）
交換機延時(shí)是指從交換機接收到數據包到開(kāi)始向目的端口復制數據包之間的時(shí)間間隔。有許多因素會(huì )影響延時(shí)大小，比如轉發(fā)技術(shù)等等。采用直通轉發(fā)技術(shù)的交換機有固定的延時(shí)。因為直通式交換機不管數據包的整體大小，而只根據目的地址來(lái)決定轉發(fā)方向。所以，它的延時(shí)是固定的，取決于交換機解讀數據包前6個(gè)字節中目的地址的解讀速率。采用存儲轉發(fā)技術(shù)的交換機由于必須要接收完了完整的數據包才開(kāi)始轉發(fā)數據包，所以它的延時(shí)與數據包大小有關(guān)。數據包大，則延時(shí)大；數據包小，則延時(shí)小。
 
（3) 管理功能：（Management）
交換機的管理功能是指交換機如何控制用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)交換機，以及用戶(hù)對交換機的可視程度如何。通常，交換機廠(chǎng)商都提供管理軟件或滿(mǎn)足第三方管理軟件遠程管理交換機。一般的交換機滿(mǎn)足SNMP MIB I / MIB II統計管理功能。而復雜一些的交換機會(huì )增加通過(guò)內置RMON組（mini-RMON）來(lái)支持RMON主動(dòng)監視功能。有的交換機還允許外接RMON探監視可選端口的網(wǎng)絡(luò )狀況。
 
（4) 單/多MAC地址類(lèi)型：（Single- versus Multi-MAC）
單MAC交換機的每個(gè)端口只有一個(gè)MAC硬件地址。多MAC交換機的每個(gè)端口捆綁有多個(gè)MAC硬件地址。單MAC交換機主要設計用于連接最終用戶(hù)、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(xiàn)器或含有多個(gè)網(wǎng)絡(luò )設備的網(wǎng)段。多MAC交換機在每個(gè)端口有足夠存儲體記憶多個(gè)硬件地址。多MAC交換機的每個(gè)端口可以看作是一個(gè)集線(xiàn)器，而多MAC交換機可以看作是集線(xiàn)器的集線(xiàn)器。每個(gè)廠(chǎng)商的交換機的存儲體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)交換機所能夠提供的交換地址容量。一旦超過(guò)了這個(gè)地址容量，有的交換機將丟棄其它地址數據包，有的交換機則將數據包復制到各個(gè)端口不作交換。
工業(yè)交換機技術(shù)的簡(jiǎn)單總結
（5) 外接監視支持：（Extendal Monitoring）
一些交換機廠(chǎng)商提供“監視端口”（monitoring port），允許外接網(wǎng)絡(luò )分析儀直接連接到交換機上監視網(wǎng)絡(luò )狀況。
 
（6) 擴展樹(shù)：（Spanning Tree）
由于交換機實(shí)際上是多端口的透明橋接設備，所以交換機也有橋接設備的固有問(wèn)題—“拓撲環(huán)”問(wèn)題（Topology Loops）。當某個(gè)網(wǎng)段的數據包通過(guò)某個(gè)橋接設備傳輸到另一個(gè)網(wǎng)段，而返回的數據包通過(guò)另一個(gè)橋接設備返回源地址。這個(gè)現象就叫“拓撲環(huán)”。一般，交換機采用擴展樹(shù)協(xié)議算法讓網(wǎng)絡(luò )中的每一個(gè)橋接設備相互知道，自動(dòng)防止拓撲環(huán)現象。交換機通過(guò)將檢測到的“拓撲環(huán)”中的某個(gè)端口斷開(kāi)，達到消除“拓撲環(huán)”的目的，維持網(wǎng)絡(luò )中的拓撲樹(shù)的完整性。在網(wǎng)絡(luò )設計中，“拓撲環(huán)”常被推薦用于關(guān)鍵數據鏈路的冗余備份鏈路選擇。所以，帶有擴展樹(shù)協(xié)議支持的交換機可以用于連接網(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)送和接收數據，但這要交換機和所連接的設備都支持全雙工工作方式。具有全雙工功能的交換機具有以下優(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(méi)有發(fā)送/接收碰撞。
 
3、突破長(cháng)度限制（Improved Distance Limitation）：由于沒(méi)有碰撞，所以不受CSMA/CD鏈路長(cháng)度的限制。通信鏈路的長(cháng)度限制只與物理介質(zhì)有關(guān)。
 
現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）的應用速度。通過(guò)將企業(yè)網(wǎng)絡(luò )劃分為虛擬網(wǎng)絡(luò )VLAN網(wǎng)段，可以強化網(wǎng)絡(luò )管理和網(wǎng)絡(luò )安全，控制不必要的數據廣播。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，而完全根據管理功能來(lái)劃分。這種基于工作流的分組模式，大大提高了網(wǎng)絡(luò )規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)交換機連接，它們之間的通訊就好象在獨立的集線(xiàn)器上一樣。同一個(gè)VLAN中的廣播只有VLAN中的成員才能聽(tīng)到，而不會(huì )傳輸到其他的 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(méi)有路由的話(huà)，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(mén)之間的安全性。網(wǎng)絡(luò )管理員可以通過(guò)配置VLAN之間的路由來(lái)全面管理企業(yè)內部不同管理單元之間的信息互訪(fǎng)。交換機是根據用戶(hù)工作站的MAC地址來(lái)劃分VLAN的。所以，用戶(hù)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內其他用戶(hù)自如通訊。
 
VLAN可以是有混合的網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型設備組成，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(xiàn)器、網(wǎng)絡(luò )上行主干等等。
 
VLAN的管理需要比較復雜的專(zhuān)門(mén)軟件，它通過(guò)對用戶(hù)、MAC地址、交換機端口號、VLAN號等管理對象的綜合管理，來(lái)滿(mǎn)足整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的VLAN劃分、監視等功能，以及其他擴展管理功能?，F在比較通用的VLAN的劃分方法是基于MAC地址。但也有一些廠(chǎng)商的交換機提供更多的VLAN劃分方法：MAC地址、協(xié)議地址、交換機端口、網(wǎng)絡(luò )應用類(lèi)型和用戶(hù)權限等等。
 
用戶(hù)在選擇交換機的同時(shí)，應當仔細考察選購的交換機的VLAN功能，根據自己企業(yè)的實(shí)際需要，選擇滿(mǎn)足要求而且管理方便的交換機。同時(shí)，應當特別注意現在不同廠(chǎng)商的交換機的VLAN之間大多數是不兼容的。
 
好了，以上內容就是飛暢科技關(guān)于工業(yè)以太網(wǎng)交換機技術(shù)的簡(jiǎn)單總結，希望能對大家有所幫助！飛暢科技，專(zhuān)業(yè)做光端機、光纖收發(fā)器、工業(yè)交換機、協(xié)議轉換器的廠(chǎng)家，自主研發(fā)品牌，歡迎前來(lái)了解、交流。咨詢(xún)熱線(xiàn)：0571-8700-7140，400-0505-571。
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