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環網中的快速冗余 從固件版本 V3.0.0 開始,工業以太網交換機可以處理以下冗余過程: ● 環網中 MRP的*長重新組態時間為 200 ms ● HRP 的*長重新組態時間為 300 ms 網段的冗余連接通過適當的布線和相應的組態,可以使得由工業以太網交換機(SCALANCE X-200 或 X300/X-400 或OSM/ESM)組成的環形或線性總線結構實現冗余連接。 (另請參見“X400 Standby Mask”菜單項部分)。*長故障切換時間為 300 ms。 有關網段的冗余連接和環型拓撲中的介質冗余的詳細信息,請參見操作說明“工業以太網 交換機SCALANCE X-400”或“工業以太網交換機 SCALANCE X-300”。 存儲并轉發 工業以太網交換機會計算入站數據包的CRC 總數,僅轉發包含有效校驗和的數據(存儲并轉發)。 交換機不會轉發不良數據包。存儲并轉發功能也允許通過不同傳輸率在同一個網絡中的不同連接上運行。 虛擬網絡支持(基于 VLAN 端口) 虛擬網絡 (VLAN)和正常 LAN 之間并沒有物理上的差異。 VLAN 的特性是可以在組態期間將設備分配給一個設備組。多個這樣的設備組共用在物理上實際僅存在一次的網絡基礎結構。 在同一個物理網絡中便形成了多個“虛擬網絡”。 僅可以在同一個 VLAN內進行數據交換、甚至是傳輸廣播數據。 通過擴展幀來實現 VLAN 分配。 將四個字節的附加信息插在目標地址和源地址之后。有關幀標記的詳細信息,請參見附錄 C。為能將不支持 VLAN 的終端設備和子網集成到虛擬網絡中,交換機還可以處理 VLAN附加信息(VLAN 標記)的添加和刪除。 工業以太網交換機支持基于端口進行分配,然后通過這些端口連接設備(基于端口的 VLAN)。 ●X-400 可組態多達 62 個基于端口的 VLAN 以及兩個預定義的 VLAN。 VLAN 對應于 IEEE 802.1Q 標準?!?X-300 可組態多達 253 個基于端口的 VLAN 以及兩個預定義的 VLAN。 VLAN 對應于 IEEE 802.1Q標準。 生成樹 生成樹算法 (STP) 允許創建在兩個站之間有多個連接的網絡結構。生成樹只允許使用一條路徑并且禁止其它(冗余)端口進行數據通信。 這樣可防止在網絡中形成環路。如果發生網絡中斷,則會找到一條備用路徑用于傳送數據。 生成樹在 IEEE 802.1D-1998 標準中定義。 快速生成樹快速生成樹協議 (RSTP) 是生成樹協議 (STP) 的擴展。 RSTP在正常運行期間已經收集到有關備選路徑的信息,不需要在發生中斷后再收集此信息,這 點與 STP 有本質區別。 這意味著,由 RSTP控制的網絡的重新組態時間可以縮短至幾秒鐘。 工業以太網交換機既支持快速生成樹又支持生成樹。 快速生成樹在 IEEE802.1D-2004 標準中定義。 多重生成樹 多重生成樹協議 (MSTP) 是對快速生成樹協議的進一步發展。 此外,MSTP還允許在不同的 VLAN 或 VLAN 組中使用單獨的 RSTP 實例。 例如,這使通信路徑在各個 VLAN中可用,而簡單的快速生成樹協議則會造成數據通信全局阻塞。 多重生成樹在 IEEE 802.1Q 標準中定義。 C-PLUG是一種可互換存儲介質,工業以太網交換機的全部組態信息都存儲在其中。 更換工業以太網交換機時,僅需將之前設備的 C-PLUG插入新設備即可。 然后,該新的工業以太網交換機就會以之前設備的組態啟動。 MAC 地址表 工業以太網交換機的 MAC地址表包含了有關應將接收幀轉發到哪個(哪些)端口的信息。該表可能既包含靜態條目(由用戶插入),又包含動態條目(通過工業以太網交換機接收的幀獲得)。 訪問控制 說明 在 2.2.0之前的固件版本中,該屬性稱為“鎖定端口”。 如果激活端口的這一功能,則在地址表中存在相應源地址的情況下,工業以太網交換機僅轉發在此端口接收到的幀。 可以自動將全部連接的節點輸入訪問控制列表。 說明 不能在訪問控制啟用的情況下對環網端口進行組態。 符合IEEE 802.1x 標準的網絡訪問保護 根據 IEEE 802.1x,可以為支持驗證的終端設備組態端口。 通過 RADIUS服務器進行驗證,且必須能通過網絡訪問到該服務器。 鏡像 鏡像功能允許將一個端口的數據流鏡像到另一個端口。然后可在該監視端口對數據流進行分析,而不影響正常通信。 電子郵件功能可以對工業以太網交換機進行組態,以便在特定事件發生時發送電子郵件通知。件日志表記錄工業以太網交換機在操作期間發生的事件。用戶可以指定將生成表中條目的事件。 時鐘同步 工業以太網交換機允許將系統時間與外部時間發送器同步。 要使用該功能,必須有像SICLOCK 這樣的時間發送器,或者有工業以太網交換機可對其幀進行評估的 SNTP 服務器。然后,事件日志表中的條目將具有在整個系統內一致的時間戳。 因此可以根據事件在系統中發生的時間對其進行分類,從而加快對問題原因的識別。流量控制 工業以太網交換機支持半雙工和全雙工模式下的流量控制。 BOOTP/DHCP 工業以太網交換機可從 BOOTP 或 DHCP服務器動態獲取 IP 地址。 從固件版本 2.0 開始,只要 DHCP 已啟用,就可以選擇 DHCP 模式。 在之前的固件版本中,通過MAC 地址來運行 DHCP。 說明 如果已啟用路由功能(僅 SCALANCE X414-3E),則 DHCP 和 BOOTP 無效。說明 DHCP 和 BOOTP 僅對帶內代理 IP 組態起作用;只能手動設置 SCALANCE X414-3E 的帶外代理 IP。PROFINET IO 從固件版本 2.0 開始,支持將交換機作為 PROFINET IO 設備進行操作 可使用 TELNET通過 LAN 或 Internet 控制工業以太網交換機的命令行接口。 說明 *多可同時有三個 CLI連接,即串口連接(僅以太網交換機 X-400)和 LAN 連接。 SSH 可使用 SSH 通過 LAN 或 Internet控制工業以太網交換機的命令行接口。 說明 *多可同時有三個 CLI 連接,即串口連接(僅以太網交換機 X-400)和 LAN 連接。SNMPv3 工業以太網交換機支持 SNMPv1、SNMPv2c 和 SNMPv3。 此外,SNMPv3提供協議級的用戶管理功能以及安全功能(如驗證)。 可使用基于 Web 的管理、命令行接口或通過直接訪問 MIB 對象對 SNMPv3的用戶和組進行組態。 Syslog 按照 RFC 3164,Syslog 用于在 IP 網絡中通過 UDP 傳送簡短的未加密文本消息。這需要一個標準 Syslog 服務器。 DHCP 選項 82 DHCP 中繼功能允許根據所連接的交換機端口對終端設備的 IP地址進行初始化。 該功能支持“DHCP 選項 82”(DHCP Option 82)。 IGMP 監聽和 IGMP 查詢器工業以太網交換機不但支持 IGMP 監聽,還支持 IGMP 查詢器功能。 如果啟用 IGMP 監聽,就會評估 IGMP數據包,并用該評估信息更新組播過濾表。 如果還啟用了 IGMP 查詢,則工業以太網交換機還會發送可觸發 IGMP 兼容節點響應的IGMP 查詢。** SCALANCE X414-3E: 第 3 層功能(路由) 也可以將 SCALANCE X414-3E組態成路由器。 這樣就可以連接到各種 IP 子網。 可以輸入靜態路徑和/或啟用 RIP/OSPF 和 VRRP 路由器協議。通過使用這些標準化協議,SCALANCE X414-3E 可以使組態與網絡中的其它路由器進行同步。介質冗余選項可以采用多種辦法來增強具有光學或電氣線性總線拓撲的工業以太網網絡的可用性。 ● 網絡網格化 ● 并聯傳輸路徑 ●使線性總線拓撲閉合成環型拓撲 2.3.1 環型拓撲中的介質冗余 環型拓撲的結構環型拓撲中的節點可以是外部交換機和/或通信模塊的集成交換機。要建立具有介質冗余的環型拓撲,需要將線性總線拓撲的兩個自由端接到同一個設備中。使用環中某設備的兩個端口(環網端口)可使線性總線拓撲閉合成環網。 該設備就是冗余管理器。 環中的所有其它設備是冗余客戶端。 圖 2-1具有介質冗余的環型拓撲中的設備 設備的兩個環網端口是用來與環型拓撲中與該設備相鄰的兩個設備建立連接的端口。可在相關設備的組態中選擇并設置環網端口。 在 STEP 7 和 S7 以太網 CP 模塊上,環網端口的端口號后標有“R”。 說明在物理關閉環網之前,請將 STEP 7 項目的組態下載到各個設備 環型拓撲中介質冗余的工作原理使用介質冗余功能時,如果環在某點中斷,將重新組態各設備間的數據路徑。 重新組態拓撲后,可再次在生成的新拓撲中訪問到設備。在冗余管理器中,如果網絡未中斷,則 2 個環網端口彼此是斷開的。 這可防止數據幀循環傳送。就數據傳輸而言,該環型拓撲是一個線性總線拓撲。 冗余管理器用于監視環型拓撲。 它通過從環網端口 1 和環網端口 2發送測試幀來執行監視。測試幀沿兩個方向在環中傳播直到到達冗余管理器的另一個環網 端口。環中兩個設備間的連接中斷或其中某個設備發生故障都會導致環中斷。如果冗余管理器的測試幀由于環網內的中斷不再能夠到達另一個環網端口,則冗余管理器 將連通自身的兩個環網端口。這一替代路徑將以線性總線拓撲形式再次恢復所有剩余設備的功能性連接。中斷消失后,將再次建立原通信路徑,斷開冗余管理器的兩個環網端口并通知冗余客戶機 該變化。 然后,冗余客戶機使用新路徑連接到其它設備。環中斷到恢復線性拓撲的時間稱為重新組態時間。 如果冗余管理器故障,環將變成普通的線性總線。 介質冗余方法 SIMATIC NET產品支持以下介質冗余方法: ● HRP(高速冗余協議) 重新組態時間: 0.3 秒 ● MRP(Media RedundancyProtocol,介質冗余協議) 重新組態時間: 0.2 秒 這些方法的機制相類似。
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