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德國HIRSCHMANN 赫斯曼工業交換機專業論文

也稱作工業以太網交換機，即應用于工業控制領域的以太網交換機設備，由于采用的網絡標準，其開放性好、應用廣泛以及價格低廉、使用的是透明而統一的TCP/IP協議，以太網已經成為工業控制領域的主要通信標準。

工業交換機具有電信級性能特征，可耐受嚴苛的工作環境。產品系列豐富，端口配置靈活，可滿足各種工業領域的使用需求。產品采用寬溫設計，防護等級不低于IP30，支持標準和私有的環網冗余協議。

簡介

本身與商業網絡在數據鏈路層、網絡層、協議層等方面并無本質區別，但針對工業控制的實時性等需求，工業以太網解決了通信實時性、網絡安全性、本質安全與安全防爆技術等技術問題，并且采用一些適合于工業環境的措施，如防水，抗振動...其核心還是和商用以太網沒有本質的區別，這就和PC機與工控機之間的區別一樣。

工業以太網交換機專門為滿足靈活多變的工業應用需求而設計，提供一種高性價比工業以太網通訊解決方案。而其組網方式則更重點關注于環路設計。環路有單環和多環的區別，同時亦有在STP和RSTP基礎上，各個廠家設計的私有環路協議，如RingOn、RingOpen開環、FRP環、turbo環等。

集線器的發展產生了一種叫非管理型交換機的設備。它能實現消息從一個端口到另一個端口的路由功能，相對集線器更加智能化。非管理型交換機能自動探測每臺網絡設備的網絡速度。另外，它具有一種稱為"MAC地址表"的功能，能識別和記憶網絡中的設備。換言之，如果端口2收到一條帶有特定識別碼的消息，此后交換機就會將所有具有那種特定識別碼的消息發送到端口2。這種智能避免了消息沖突，提高了傳輸性能，相對集線器是一次巨大的改進。然而，非管理型交換機不能實現任何形式的通信檢測和冗余配置功能。

以太網連接設備發展的下一代產品是管理型交換機。相對集線器和非管理型交換機，管理型交換機擁有更多更復雜的功能，價格也高出許多-通常是一臺非管理型交換機的3~4倍。管理型交換機提供了更多的功能，通常可以通過基于網絡的接口實現*配置。它可以自動與網絡設備交互，用戶也可以手動配置每個端口的網速和流量控制。一些老設備可能無法使用自動交互功能，因此手動配置功能是必*。

絕大多數管理型交換機通常也提供一些高級功能，如用于遠程監視和配置的SNMP(簡單網絡管理協議)，用于診斷的端口映射，用于網絡設備成組的VLAN(虛擬局域網)，用于確保優先級消息通過的優先級排列功能等。利用管理型交換機，可以組建冗余網絡。使用環形拓撲結構，管理型交換機可以組成環形網絡。每臺管理型交換機能自動判斷*傳輸路徑和備用路徑，當優先路徑中斷時自動阻斷(block)備用路徑。

可網管交換機可以通過以下幾種途徑進行管理:通過RS-232 串行口(或并行口)管理、通過網絡瀏覽器管理和通過網絡管理軟件管理。

1. 通過串口管理

三層千兆工業以太網交換機

三層千兆工業以太網交換機

可網管交換機附帶了一條串口電纜，供交換機管理使用。先把串口電纜的一端插在交換機背面的串口里，另一端插在普通電腦的串口里。然后接通交換機和電腦電源。在Windows 98和Windows 2000里都提供了"超級終端"程序。打開"超級終端"，在設定好連接參數后，就可以通過串口電纜與交換機交互了，如圖1所示。這種方式并不占用交換機的帶寬，因此稱為"帶外管理"(Out of band)。

在這種管理方式下，交換機提供了一個菜單驅動的控制臺界面或命令行界面。你可以使用"Tab"鍵或箭頭鍵在菜單和子菜單里移動，按回車鍵執行相應的命令，或者使用專用的交換機管理命令集管理交換機。不同品牌的交換機命令集是不同的，甚至同一品牌的交換機，其命令也不同。使用菜單命令在操作上更加方便一些。

2. 通過Web管理

可網管交換機可以通過Web(網絡瀏覽器)管理，但是必須給交換機一個IP地址。這個IP地址除了供管理交換機使用之外，并沒有其他用途。在默認狀態下，交換機沒有IP地址，必須通過串口或其他方式一個IP地址之后，才能啟用這種管理方式。

使用網絡瀏覽器管理交換機時，交換機相當于一臺Web服務器，只是網頁并不儲存在硬盤里面，而是在交換機的NVRAM里面，通過程序可以把NVRAM里面的Web程序升級。當管理員在瀏覽器中輸入交換機的IP地址時，交換機就像一臺服務器一樣把網頁傳遞給電腦，此時給你的感覺就像在訪問一個網站一樣，如圖2所示。這種方式占用交換機的帶寬，因此稱為"帶內管理"(In band)。

如果你想管理交換機，只要點擊網頁中相應的功能項，在文本框或下拉列表中改變交換機的參數就可以了。Web管理這種方式可以在局域網上進行，所以可以實現遠程管理。

3. 通過網管軟件管理

可網管交換機均遵循SNMP協議(簡單網絡管理協議)，SNMP協議是一整套的符合國際標準的網絡設備管理規范。凡是遵循SNMP協議的設備，均可以通過網管軟件來管理。你只需要在一臺網管工作站上安裝一套SNMP網絡管理軟件，通過局域網就可以很方便地管理網絡上的交換機、路由器、服務器等。通過SNMP網絡管理軟件的界面如圖3所示，它也是一種帶內管理方式。

可網管交換機的管理可以通過以上三種方式來管理。究竟采用哪一種方式呢?在交換機初始設置的時候，往往得通過帶外管理;在設定好IP地址之后，就可以使用帶內管理方式了。帶內管理因為管理數據是通過公共使用的局域網傳遞的，可以實現遠程管理，然而安全性不強。帶外管理是通過串口通信的，數據只在交換機和管理用機之間傳遞，因此安全性很強;然而由于串口電纜長度的限制，不能實現遠程管理。所以采用哪種方式得看你對安全性和可管理性的要求了。

工業交換機的應用十分廣泛，在行業應用方面，主要應用于:煤礦安全、軌道交通、工廠自動化、水處理系統、城市安防等。

工業交換機類型

工業交換機根據使用功能的不同有不同的分類:

工業級PoE交換機

工業級非PoE交換機

光纖匯聚交換機

管理型環網交換機

產品分類