什么是工業(yè)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)?
2021.04.19一般的以太網(wǎng)交換機(jī)不能作環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)，因此一但形成環(huán)形，會形成廣播風(fēng)暴。但是環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)有自身的優(yōu)點(diǎn)，比如有冗余性、可靠性等優(yōu)點(diǎn)。環(huán)網(wǎng)上的某一路鏈路斷開，不會影響網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。因此在很多工業(yè)通信領(lǐng)域引入了環(huán)網(wǎng)交換機(jī)。環(huán)網(wǎng)交換機(jī)可以組建環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。每上交換機(jī)上有兩個用于組環(huán)的端口，交換機(jī)之間通過手拉手形式構(gòu)成了環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。環(huán)網(wǎng)交換機(jī)采用了某些特殊技術(shù)，避免了廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生，同時又實(shí)現(xiàn)了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的可靠性。主流的環(huán)網(wǎng)交換機(jī)均為工業(yè)交換機(jī)，下面就詳細(xì)介紹下什么是工業(yè)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)?
環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是使用一個連續(xù)的環(huán)將每臺設(shè)備連接在一起。它能夠保證一臺設(shè)備上發(fā)送的信號可以被環(huán)上其他所有的設(shè)備都看到。而環(huán)網(wǎng)冗余是指工業(yè)級環(huán)網(wǎng)交換機(jī)是否支持網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)線纜連接中斷的情況出現(xiàn)時，工業(yè)級環(huán)網(wǎng)交換機(jī)接收到此信息，激活其后備端口，使網(wǎng)絡(luò)通信恢復(fù)正常運(yùn)行。同時，網(wǎng)絡(luò)中7口和8口斷開連接的交換機(jī)，繼電器閉合，指示燈向用戶發(fā)出錯誤警報。線纜修復(fù)正常后，繼電器和指示燈恢復(fù)正常狀態(tài)的功能。
工業(yè)級環(huán)網(wǎng)交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC的NIC掛接在哪個端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的MAC若不存在才廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。
使用工業(yè)級環(huán)網(wǎng)交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過對照MAC地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過交換機(jī)。通過交換機(jī)的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的隔離廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯包的出現(xiàn)，避免共享沖突。
交換機(jī)在同一時刻可進(jìn)行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨(dú)立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬，無須同其他設(shè)備競爭使用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點(diǎn)B可同時向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機(jī)，那么該工業(yè)級環(huán)網(wǎng)交換機(jī)這時的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps。
總之，工業(yè)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。
