一文读懂工业以太网设备的发展史

      随着新时代需求的持续提升，工业以太网的运用也慢慢增多。现阶段大家都听说过工业以太网。但对工业以太网的细节，大伙儿也许并不了解。为了能加深您对工业以太网的认识，此文将简述工业以太网联网设备。假如您对工业以太网感兴趣，请继续阅读。

　　因为工业环境对工业控制网络可靠性的高要求，工业以太网的冗余功能应运而生。从迅速生成树冗余(RSTP)、环冗余(MW-Ring)到主干冗余(Trunking)，它们都是有自身不一样的优势和特性，控制工程师可依据自身的要求进行挑选。为了更好的帮助大伙儿认识和学习工业以太网冗余技术的特性，我们先来回顾一下以下以太网设备的发展史。

　　集线器

　　我相信多数人都熟知集线器。很多人使用这种很简单的设备来连接各类根据以太网的设备，比如个人计算机、可编程控制器等。集线器从一个端口接收信息并把信息广播到全部其它端口。对来自任何端口的每条信息，集线器将其传递到其它每个端口。在消息传递方面，集线器速度比较慢且效率低，而且可能发生信息矛盾。然而，集线器使用起来十分简单——它实际上是即插即用的。集线器没有任何太过复杂，也没有冗余。

　　非网管型工业交换机

　　集线器的发展催生了一类称之为非网管型工业交换机的设备。它可完成信息从一个端口到另外一个端口的路由功能，比集线器更智能化。非网管型工业交换机可自动识别每个网络设备的网速。除此之外，它还有一个称之为“MAC地址表”的功能，可识别和记住网络上的设备。也就是说，假如端口2接收到具备特殊识别码的信息，之后工业交换机会将具备该特殊识别码的全部信息发送到端口2。这种智能化避免了信息矛盾并提高了传输性能，比集线器有较大的改进。但，非网管型工业交换机无法完成任何形式的通信检测和冗余配置。

　　网管型工业交换机

　　以太网连接设备发展的下一代是网管型工业交换机。对集线器和非网管工业交换机，网管工业交换机的功能越来越复杂，价格也高许多——一般是非网管工业交换机的3到4倍。网管型工业交换机带来更多功能，一般能通过基于网络的接口进行完全配置。它可自动与网络设备交互，用户也可以手动式配置每个端口的网速和流量控制。某些老旧的设备也许无法使用自动交互功能，因此手动式配置是不可缺少的。

　　大部分网管型工业交换机一般还带来某些高等级功能，比如用以远程监控和配置的SNMP(简单网络管理协议)、用以诊断的端口映射、用以对网络设备进行分组的VLAN(局域网)、优先级功能确保优先消息通过等。使用网管型工业交换机，可以构建冗余网络。使用环形拓扑，网管型工业交换机可以形成一个环形网络。每台网管型工业交换机都能够自动明确最佳传输路径和备份路径，并在优先路径中断时自动阻塞备份路径。高等级网管型冗余工业交换机带来了一些特殊功能，尤其针对对稳定性和安全性有严格要求的冗余系统进行了优化。创建冗余网络的首要方式有：STP、RSTP;环网冗余MW-Ring;主干冗余Trunking...

　　三层工业以太网交换机

　　在2000年，三层工业交换机的概念出来了。专门为IP网络设计的，接口方式简单，它既可以工作在OSI协议第三层，代替或部分完成传统路由器的功能，并且又具备接近第二层交换的速度，特别适用于大型局域网的数据路由与交换。三层工业交换机的首要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是为这目的服务的，可以完成一次路由数次转发。三层工业交换机对于数据包转发等规律性的过程由硬件快速完成，而象路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由明确等功能则是通过软件完成。三层交换技术就是二层交换技术+三层转发技术。传统交换技术是在OSI网络标准模型次之层——数据链路层开展操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的快速转发，既可完成网络路由功能又可按照不一样网络情况完成很优网络性能。

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