服务热线: 0755-8696 6830
分享到:
为工业安全网络
提供精确务实的服务
新闻资讯 News
联系我们
/ contact us
产品咨询,欢迎拔打服务热线:
TEL:
0755-8696 6830/1/2/3
FAX:
0755-8696 6851
E-mail:
marketing@primestone.com.cn

工业交换机的内部构造和工作原理

日期: 2022-07-06
浏览次数: 46

    工业交换机是由一个个小部件组成的,那么我们需要了解一下工业交换机的内部构造和工作原理,这样我们才能更全面的了解和认识工业交换机。


工业交换机的内部构造:


1、主板(背板):

 提供各业务接口和数据转发单元的联系通道。背板吞吐量也称背板带宽,是工业交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量,这是工业交换机交换性能的一个重要指标。一台工业交换机的背板带宽越高,就说明它处理数据的能力就越强。


2、处理器(CPU):

工业交换机运算的核心部件;它的主频直接决定了工业交换机的运算速度,用单位时间内能够完成的计算量来衡量。


3、内存(RAM):

 为CPU运算提供动态存储空间;内存空间的大小与CPU的主频共同决定了计算的最大运算量。


4、Flash:

 提供永久存储功能,主要保存配置文件和系统文件;Flash能够快速恢复业务,有效地保证了工业交换机的正常运转。同时还为网络设备的升级维护提供方便、快捷的方式。如使用FTP、TFTP升级或配置等等。


5、工业交换机的电源系统:

 为工业交换机提供电源输入,电源系统的性能在很大程度上决定了交换机能否正常运行,最大输出电流和最大电源数、输入电压的可变化范围等都是衡量电源系统的重要指标。一般的,核心设备都提供有冗余电源供应,在一个电源失效后,其他电源仍可继续供电,不影响设备的正常运转。在接多个电源时,要注意用多路继电供应,这样,在一路线路失效时,其他线路仍可继续供电。


工业交换机的工作原理


    工业交换机工作于OSI参考模型的第二层,即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时,通过将MAC地址和端口对应,形成一张MAC表。在今后的通讯中,发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口,而不是所有的端口。因此,工业交换机可用于划分数据链路层广播,即冲突域;但它不能划分网络层广播,即广播域。


    工业交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。工业交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口,目的MAC若不存在,广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的MAC地址,并把它添加入内部MAC地址表中。使用工业交换机也可以把网络“分段”,通过对照IP地址表,工业交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发,可以有效的减少冲突域。


    工业交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的物理网段(注:非IP网段),连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽,无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时,节点B可同时向节点C发送数据,而且这两个传输都享有网络的全部带宽,都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机,那么该交换机这时的总流通量就等于2×10Mbps=20Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB时,一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。总之,工业交换机是一种基于MAC地址识别,能完成封装转发数据帧功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。


数据传送原理


  工业交换机的任意节点收到数据传输指令后,即对于存储在内存里的地址表进行快速查找,从而对于MAC地址的网卡连接位置进行确认,然后再将数据传输到该节点上。如果在地址表中找到相应的位置,则进行传输;如果没有,交换机就会将该地址进行记录,以利于下次寻找和使用。工业交换机一般只需要将帧发送到相应的点,而无需如集线器发送到所有节点,从而节省了资源和时间,提高了数据传输的速率。


数据传送方式


  通过交换的方式进行的数据传输,其实就是工业交换机的数据传送的方式。之前的集线器,更多是利用共享的方式,来对数据进行传输,没有办法从通讯的速度上进行要求。集线器的共享方式,也就是常说的共享式网络,以集线器作为连接设备并且只 有一个方向的数据流,因而网络共享的效率非常低。相对而言,工业交换机能够对连接到自身的各台电脑进行相应的识别,通过每台电脑网卡的物理地址也就是常说的MAC地址,来进行记忆和识别。在这样的前提之下,就不用再进行广播寻找,而能够直接将记忆的MAC地址找到相应的地点并且通过一个临时性专用的数据传输通道,来完成两个节点之间不受外来干扰的数据传输的通信。由于工业交换机还具有全双工传输的方式,所以也可以对于多对节点间通过同时建立临时的专用通道,来形成一个立体且交叉的数据传输通道结构。


相关新闻: / 相关新闻: More
2023 - 02 - 01
导轨式工业交换机也是应用在工业控制领域的以太网交换机设备,只是采用DIN导轨安装的形式将交换机后侧直接卡在导轨上即可。导轨式工业交换机在安装上很方便,不需用螺丝固定而且维护也方便。工业交换机一般都是安装在机柜中,机柜的尺寸大小有限,因此使用方会选择用导轨式工业交换机,采用这种交换机安装可节约机柜的容量,而且机柜中的布线也会更加清楚。导轨式工业交换机的优势导轨式工业交换机支持环网专有技术,2个可任意选择的端口可以组建高可靠性的、高稳定性的工业以太网冗余环网,为工业设备组网、数据采集与传输提供了高度灵活、可靠、稳定的组合型应用。导轨式工业交换机具备了冗余的双电源DC宽电压范围(11~55V)输入功能,很大地提高了电源输入的适应性和可靠性,保护工业自动化系统的网络数据的可靠传输。设备具有继电器告警输出端口,可人性化的设置灵活、丰富的设置告警输出功能。当出现电源故障或环网主备链路改变时,继电器会快...
2023 - 01 - 31
在生产制造环境中工业网络需要具备良好的稳定性,可恢复性,及其可维护性。即确保一个网络系统中任何部件出现故障时,并不会造成应用程序,操作系统,乃至网络系统的瘫痪和崩溃。当今世界,发展速度一日千里,每个环节环环相扣,特别是科技界,已然形成“稳定压倒一切”的大势。以自动化设备类为例,在市电停止的时候,ups电源他可以为设备提供电能,这样以来能够保证设备在使用过程中不受影响,当然也不会因为市电的断电而有经济损失,其实我们都明白ups电源之所以能够实现不间断电源的工作状态,因为在ups电源内部有蓄电池,所以在停电的时候,他才能够通过逆变器去实现电能的转换,让应急发电设备有缓冲的时间以保证设备无障碍的稳定运行。互联网的云计算,为了保证数据的稳定性、时效性和可靠性,分布式存储可以在多时间点快照备份,将多个时间节点的样本进行恢复,故障定位的问题也可以得到解决,并且会实行周期增量备份机制,数据安全可以得到更...
2023 - 01 - 30
工业交换机市场主要应用在电力自动化、工厂自动化、煤矿自动化、轨道交通、风能风电等领域,其次是冶金,石油石化,道路交通控制自动化,楼宇自动控制系统,油田控制自动化,水电站控制自动化,机房监控系统,水利监控,环保监控等工控自动场所。工业交换机以其较高的防护等级(一般IP40)、较强的电磁兼容性(EMS4级)、稳定的工作性能而应用在一些环境条件苛刻的工业现场,为工业通信提供有力的保障。由于工业交换机可以承受恶劣的工作环境,产品系列丰富,端口配置灵活可以满足各种工业控制领域的需求。随着电力冶金、石化、环保交通、建筑等行业的快速发展,各行各业信息化建设对工业交换机的需求也越来越大,下面一起来了解一下选择千兆工业交换机的主要衡量因素有哪些?一、兼容性其实对于千兆工业交换机,不得不注意到兼容性:无论任何情况下,工业以太网设备与商用以太网设备间不应存在任何不兼容问题。对应不同的工业现场总线解决方案,工业以...
2023 - 01 - 29
工业交换机专业为考虑灵便变化多端的工业生产运用要求而设计方案,其组网方案方法则更重点关注于环路设计方案,环路有单环和多环的差别,另外亦有在STP和RSTP基本上,每个生产厂家设计方案的独享环路协议书,如RingOn、RingOpen开环传递函数、FRP环、turbo环等。不同的企业在进行工业交换机组网时会面临不同的问题,中大型企业面临的问题更多。对于工业交换机组网相对严格,也会直接关系到后期的工作稳定性和工作效率,因此在前期需要通过多方了解来判断方案的可执行性,那么使用工业交换机组网要注意哪几点?1、网络的扩展可持续发展工业交换机在将来必然要接入当地电子政务网,这时候除了自身网络的安全性外,必定还要考虑和其他相关行业以及政府的互通性问题,就可能会需要多种特性来实现安全接入不同的专网。有些行业的网络里需要运行多种不同安全等级的业务,对资源的需求也不尽相同,这时可能会需要对个别业务进行加密甚至...
关闭窗口】【打印
Copyright ©2005 - 2022 深圳市厚石网络科技有限公司
地址:深圳市宝安区新安街道高新奇二期一号楼B座六楼608
技术支持:18688787693
 市场部: 18018757194
 
传真:+86 0755-2788 8009
邮编:330520