去年在看央視的一檔文化娛樂節(jié)目中，第一次聽到“安利”作動詞使用，也第一次聽到了不是作為通信板卡用的“cp”。節(jié)目里說到這兩詞的是一對95后大學(xué)生，他們給自己的組合起了個(gè)少見的名字叫“碔砆”。為此我特地上百度查了下這三個(gè)詞“安利、cp、碔砆”，總算知道了其含義。當(dāng)我打算寫這篇文章的時(shí)候，腦子里一下就冒出這幾個(gè)詞，似乎不用這幾個(gè)詞不足以表達(dá)我推薦的這對產(chǎn)品組合的誠意。
言歸正傳，來看看今天要安利的這對cp吧，它們不是碔砆，是真玉。
先來看看scalance x200rna。在這里rna是redundant network access(冗余網(wǎng)絡(luò)訪問)三個(gè)單詞首字母的縮寫。它在西門子scalance x200系列交換機(jī)里是特殊的一類，其支持iec62439-3里定義的的prp（并行冗余協(xié)議）或hsr（高可用性無縫環(huán)網(wǎng)協(xié)議）。國際電工委員會的iec62439標(biāo)準(zhǔn)定義的是基于以太網(wǎng)的工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)高可用性自動網(wǎng)絡(luò)，我們熟知的mrp（介質(zhì)冗余協(xié)議）就在該標(biāo)準(zhǔn)的第二部分里描述定義。在該標(biāo)準(zhǔn)的第三部分里定義的prp 和hsr協(xié)議其應(yīng)用領(lǐng)域是具有高可靠性要求且依賴于網(wǎng)絡(luò)高可用性的分布式實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)。 與傳統(tǒng)的容錯網(wǎng)絡(luò)相比，prp和hsr可提供無擾動冗余。 如果網(wǎng)絡(luò)中存在中斷，該冗余過程允許保持?jǐn)?shù)據(jù)通信，不會中斷。與之相比其它冗余過程會有一個(gè)重新組態(tài)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間，例如 200 ms（mrp）或 300 ms（高速冗余）。
scalance x200rna根據(jù)采用的是prp或者h(yuǎn)sr，以及是否為eec（enhanced environmental conditions，增強(qiáng)環(huán)境條件）而分為不同的訂貨號，選購時(shí)注意。其外形如下圖，左側(cè)為普通的scalance x204rna，右側(cè)為scalance x204rna eec。
圖1. scalance x204rna
prp 使用由標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)組件組成的并行獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)。通過scalance x-200rna，不具有 prp 功能的節(jié)點(diǎn)或整個(gè)網(wǎng)段可以連接到prp網(wǎng)絡(luò)，其典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖。一個(gè)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀c經(jīng)過scalance x200rna后，會被復(fù)制成兩份，分別通過兩個(gè)互相獨(dú)立的局域網(wǎng)a和b傳輸，到達(dá)對方的scalance x204rna交換機(jī)時(shí)，它會將先到達(dá)的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給目的設(shè)備而丟棄后到達(dá)的數(shù)據(jù)幀。
圖2.scalance x200rna prp網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
hsr通信的冗余則是通過環(huán)網(wǎng)式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。通過scalance x-200rna，不具有 hsr 功能的節(jié)點(diǎn)或整個(gè)網(wǎng)段也可以連接到hsr網(wǎng)絡(luò)。其典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖。一個(gè)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀c經(jīng)過scalance x200rna后，會被復(fù)制成兩份，在環(huán)網(wǎng)上往兩個(gè)方向傳輸，到達(dá)對方的scalance x204rna交換機(jī)時(shí)，它會將先到達(dá)的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給目的設(shè)備而丟棄后到達(dá)的數(shù)據(jù)幀。
圖3. scalance x200rna hsr網(wǎng)絡(luò)
當(dāng)然，支持prp或hsr的設(shè)備不只有scalance x200rna，還有其它如cp443-1rna、softnet-ie rna等，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也不只上面兩種，還可以有很多變化，如rpr和hsr的耦合等等，此處不再贅述。
接下來說說scalance w700，這是西門子的工業(yè)無線局域網(wǎng)通信產(chǎn)品，在agv、天車、立體倉庫等有移動設(shè)備需要通信的場合被廣泛的使用。
圖4. scalance w700
對于scalance w700，其新近發(fā)布的v6.0版本固件里增加了一個(gè)新功能，那就是iprp（工業(yè)并行冗余協(xié)議）。借助iprp，可以在無線網(wǎng)絡(luò)中使用 prp 技術(shù)，也讓scalance x200rna和scalance w700成為一對好cp.
這對好cp出場時(shí)的典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖：
圖5. scalance w700 iprp應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
接入點(diǎn)ap 1和ap 2通過支持vlan功能的交換機(jī)與scalance x200rna相連。復(fù)制的prp幀通過兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)（lan a 和 lan b）發(fā)送至接入點(diǎn)。接入點(diǎn)接收 prp 幀，通過兩個(gè)不同的無線鏈路以不同的信道發(fā)送至接收方?？蛻舳?和客戶端2同時(shí)連接至不同的接入點(diǎn)。這兩個(gè)客戶端也通過支持vlan的交換機(jī)互連，并與scalance x200rna相連。scalance x200rna 會轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)的第一個(gè)幀，并丟棄第二個(gè) prp 幀。
同時(shí)冗余伙伴（ap1 和 ap2，或者客戶端1和客戶端2）彼此進(jìn)行通信，以防止兩個(gè)冗余 prp 幀到達(dá)scalance x200rna的時(shí)間相差過大。
上圖中l(wèi)an a或lan b里ap的數(shù)量可以是多個(gè)，其中的ap也可以選擇有兩個(gè)無線網(wǎng)卡的產(chǎn)品，如scalance w788-2，一個(gè)網(wǎng)卡用于lan a，另一個(gè)網(wǎng)卡用于lan b。lan a和lan b可以采用不同的天線來覆蓋，如lan a用rcoax電纜，lan b用全向天線。
scalance x200rna+scalance w700帶來的最大好處就是提高了無線的可用性。我曾在實(shí)驗(yàn)室里做過實(shí)驗(yàn)，將該方案用于pnio通信。為了讓信號較差，測試時(shí)在ap和客戶端上都沒有安裝天線。
lan a的ap和客戶端采用2.4ghz頻段的12信道，使能ipcf,信號強(qiáng)度約-67dbm.
圖6. 示例lan a
lan b的ap和客戶端采用5ghz頻段的36信道，不使能ipcp,信號強(qiáng)度約-66dbm
圖7.示例lan b
實(shí)驗(yàn)時(shí)，這兩個(gè)信道都存在同頻干擾，只是5ghz頻段干擾較少。
pnio看門狗設(shè)置為4ms*3=12ms
圖8. 示例pnio刷新時(shí)間
在此條件下，
如果只使用lan a，在2分鐘內(nèi)通信故障20次。
如果只使用lan b，在10分鐘內(nèi)通信故障4次
而如果lan a和lan b同時(shí)使用，運(yùn)行2個(gè)小時(shí)沒有出故障，停止試驗(yàn)。
可以看到，使用冗余的方案，可以大幅降低故障概率，這一點(diǎn)在某客戶現(xiàn)場測試時(shí)也已得到證實(shí)。
怎么樣，這是一對好cp吧？那些對無線可用性有較高要求的場合就交給它們吧。