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简析工业交换机级联优缺点

日期: 2022-09-05
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工业交换机也称作工业以太网交换机,即应用于工业控制领域的以太网交换机设备,由于采用的网络标准,其开放性好、应用广泛以及价格低廉、使用的是透明而统一的TCP/IP协议,以太网已经成为工业控制领域的主要通信标准。工业交换机有多个端口,每个端口都具有桥接功能,可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站,功能非常强大。


我们都知道,工业交换机的连接方式一般有这3种:级联、堆叠和集群。 交换机的级联技术一般用来实现多台交换机之间的互相连接;堆叠技术用来将多台交换机组成一个单元,从而提高更大的端口密度和更高的性能;集群技术用来将相互连接的多台交换机作为一个逻辑设备进行管理,从而降低网络管理成本,简化管理操作。

工业交换机级联

级联可以定义为两台或两台以上的交换机通过一定的方式相互连接。根据需要,多台交换机可以以多种方式进行级联。在较大的局域网例如校园网中,多台交换机按照性能和用途一般形成总线型、树型或星型的级联结构。


工业交换机级联的特点:


1.使用工业交换机的RJ-45口实现;


2.级联电缆就是标准五类双绞线;


3.级联的距离较长,10兆时可达100米,100兆时可达5米;


4.不同厂家的工业交换机可以互相级联;


城域网是交换机级联的极好例子,目前各地电信部门已经建成了许多地级市的宽带IP城域网。这些宽带城域网自上向下一般分为3个层次:核心层、汇聚层、接入层。核心层一般采用千兆以太网技术,汇聚层采用1000M/100M以太网技术,接入层采用100M/10M以太网技术,所谓'40G到大楼,万兆到楼层,千兆到桌面'。


这种结构的宽带城域网实际上就是由各层次的许多台交换机级联而成的。核心交换机(或路由器)下连若干台汇聚交换机,汇聚交换机下联若干台小区中心交换机,小区中心交换机下连若干台楼宇交换机,楼宇交换机下连若干台楼层(或单元)交换机(或集线器)。


进行级联的时候需要注意,原则上任何厂家、任何型号的以太网交换机均可进行级联,但也不排除一些特殊情况下两台交换机无法进行级联。交换机间级联的层数是有一定限度的。成功实现级联的最根本原则就是任意两站点之间的距离不能超过媒体段的最大跨度。多台交换机级联时,应保证它们都支持生成树协议,既要防止网内出现环路,又要允许冗余链路存在。


进行级联时,还应该尽力保证交换机间中继链路具有足够的带宽,为此可采用全双工技术和链路汇聚技术。交换机端口采用全双工技术后,不但相应端口的吞吐量加倍,而且交换机间中继距离大大增加,使得异地分布、距离较远的多台交换机级联成为可能。


交换机的级联可以通过RJ-45口实现,级联可通过一根双绞线在任何网络设备和家的交换机之间,或者交换机与集线器之问完成;相互级联的交换机在逻辑上是各自独立的,必须依次对其进行配置和管理每台交换机;同时不同厂家的工业交换机可以互相级联,并且交换机间的级联,在理论上没有级联数的限制。但交换机级联由于信号从一个交换机到另一个交换机是通过端口,经过编码/解码过程,延时较长;同时必须占用两个端口(两台交换机各一个);用户将损失性能/价格比,这对端口成本较高的工业交换机更明显。


所以概括来说工业交换机级联的优点是可以延长网络的距离,理论上可以通过双绞线和多级的级联方式无限远的延长网络距离,级联后,在网络管理过程中仍然是多个不同的网络设备。另外级联基本上不受设备的限制,不同厂家的工业交换机可以任意级联。级联的缺点就是多个设备的级联会产生级联瓶颈。例如,两个百兆交换机通过一根双绞线级联,这时它们的级联带宽是百兆,这样不同交换机之间的计算机要通讯,都只能通过这百兆带宽。

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