由于工業(yè)環(huán)境對工業(yè)控制網絡可靠性能的超高要求,工業(yè)以太網的冗余功能應運而生。從快速生成樹冗余(rstp)、環(huán)網冗余(rapidring)到主干冗余(trunking),都有各自不同的優(yōu)勢和特點,控制工程師們可以根據自己的要求進行選擇。為了更好地幫助大家了解和學習工業(yè)以太網冗余技術的特點。
高級的管理型冗余交換機提供了一些特殊的功能,特別是針對有穩(wěn)定性、安全性方面嚴格要求的冗余系統(tǒng)進行了設計上的優(yōu)化。構建冗余網絡的主要方式主要有以下幾種,stp、rstp;環(huán)網冗余rapidring
1.stp及rstp
stp(spanning tree protocol,生成樹算法,ieee 802.1d),是一個鏈路層協(xié)議,提供路徑冗余和阻止網絡循環(huán)發(fā)生。它強令備用數據路徑為阻塞(blocked)狀態(tài)。如果一條路徑有故障,該拓撲結構能借助激活備用路徑重新配置及鏈路重構。網絡中斷恢復時間為30~60s之間。rstp(快速生成樹算法,ieee 802.1w)作為stp的升級,將網絡中斷恢復時間,縮短到1~2s。生成樹算法網絡結構靈活,但也存在恢復速度慢的缺點。
2.環(huán)網冗余rapidring
為了能滿足工業(yè)控制網絡實時性強的特點,rapidring孕育而生。這是在以太網網絡中使用環(huán)網提供高速冗余的一種技術。這個技術可以使網絡在中斷后300ms之內自行恢復。并可以通過交換機的出錯繼電連接、狀態(tài)顯示燈和snmp設置等方法來提醒用戶出現的斷網現象。這些都可以幫助診斷環(huán)網什么地方出現斷開。
rapidring也支持兩個連接在一起的環(huán)網,使網絡拓樸更為靈活多樣。兩個環(huán)通過雙通道連接,這些連接可以是冗余的,避免單個線纜出錯帶來的問題。
3.主干冗余trunking
將不同交換機的多個端口設置為trunking主干端口,并建立連接,則這些交換機之間可以形成一個高速的骨干鏈接。不但成倍的提高了骨干鏈接的網絡帶寬,增強了網絡吞吐量,而且還還提供了另外一個功能,即冗余功能。
如果網絡中的骨干鏈接產生斷線等問題,那么網絡中的數據會通過剩下的鏈接進行傳遞,保證網絡的通訊正常。trunking主干網絡采用總線型和星型網絡結構,理論通訊距離可以無限延長。該技術由于采用了硬件偵測及數據平衡的方法,所以使網絡中斷恢復時間達到了新的高度,一般恢復時間在10ms以下。