工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)解析課件

1、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)Industrial Ethernet Switch KORENIX JETNET SWITCH 1綱要工業(yè)以太網(wǎng) JetNet系列產(chǎn)品介紹JetNet4000 advanced規(guī)格介紹現(xiàn)場應(yīng)用FAQ總結(jié)HMIDCSPLCSerial control signalSerial control signalEthernet傳統(tǒng)工控整合圖Field manage核心層控制層 應(yīng)用層以太網(wǎng)傳輸工控整合圖 應(yīng)用層RS-232/RS-485/RS-422核心層控制層以太網(wǎng)Field managementDCSPLCSerial controlSerial controlBackbone控

2、制器ERP systemSerial to Ethernet converter從序列傳輸進(jìn)化到以太傳輸 序列傳輸屬于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸 需要大量訊號(hào)傳輸介質(zhì) 以太傳輸可有效降低布線成本序列傳輸沒有備援方案以太傳輸可通過備援方案確保當(dāng)主線路中斷時(shí)，備援線路仍能保障系統(tǒng)正常運(yùn)作序列傳輸無標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議 用戶需針對(duì)自己的需求編寫自己的通訊協(xié)議 以太傳輸有通用的通訊協(xié)議序列傳輸最高傳輸速率 115200 bps 以太傳輸最高傳輸速率 1000Mbps 以太傳輸?shù)膬?yōu)勢1.速度 以太傳輸速率目前最高可達(dá)到1000Mbps2.兼容性良好 凡是支持TCP/IP通訊協(xié)議的產(chǎn)品都可以直接接 入到現(xiàn)有的以太網(wǎng)中3.易開發(fā)

3、通過IEEE組織以及RFC規(guī)范,有效的降低軟件兼 容性帶來的問題4.易管理 TCP/IP通訊協(xié)議支持網(wǎng)絡(luò)管理功能，使用者可以 通過網(wǎng)管協(xié)議即時(shí)了解以太網(wǎng)運(yùn)作情況工業(yè)以太網(wǎng)和辦公室以太網(wǎng)之間的差別辦公室工業(yè)現(xiàn)場安裝網(wǎng)絡(luò)線隨辦公室裝修一起布置網(wǎng)絡(luò)線直接從設(shè)備端布置到交換機(jī),并用線槽固定設(shè)備端通常使用一般RJ45接頭設(shè)備端使用的接頭需符合IP67標(biāo)準(zhǔn)一般采用星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接布線時(shí)需滿足榮譽(yù)需求,通常采用環(huán)狀結(jié)構(gòu)連接數(shù)據(jù)大容量數(shù)據(jù)封包小容量數(shù)據(jù)封包網(wǎng)絡(luò)使用率:中等(非周期性傳輸資料)網(wǎng)絡(luò)使用率:非常高(周期性傳輸資料)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸即時(shí)回復(fù)的需求不是很迫切對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸即時(shí)回復(fù)的需求十分迫切環(huán)境一般環(huán)溫特

4、殊環(huán)溫灰塵,濕氣,震動(dòng),化學(xué)藥劑的影響很小灰塵,濕氣,震動(dòng),化學(xué)藥劑,機(jī)器應(yīng)力的影響很大對(duì)電磁波影響的要求低對(duì)電磁波影響的要求高以太網(wǎng)應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu) 工廠自動(dòng)化應(yīng)用自動(dòng)化交通自動(dòng)化汽車機(jī)械制造印刷能源垃圾處理燃油鐵路公路隧道綱要工業(yè)以太網(wǎng) JetNet 系列產(chǎn)品介紹JetNet4000 advance 規(guī)格介紹現(xiàn)場應(yīng)用FAQ結(jié)論提供基于Web的控制功能 支持環(huán)狀冗余網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Super-Ring)，回復(fù)時(shí)間小于300毫秒支持IGMP支持 Port VLAN 和 802.1Q Tagged VLAN 保障了高安全級(jí)和有效帶寬支持802.1p QoS支持端口監(jiān)測可設(shè)置繼電器

5、報(bào)警輸出提供冗余電源輸入Web ManagedSuper-Ring VLAN/ QoS/ IGMPJetNet 4000系列Web Managed SwitchesWeb管理介面基于Web瀏覽器的控制功能，為用戶提供了更友好的交互界面可遠(yuǎn)程控制 在線即時(shí)監(jiān)控適用于IE和Mozila瀏覽器JetNet 4000 系列產(chǎn)品圖片型號(hào) 工業(yè)級(jí)智能網(wǎng)管型以太網(wǎng)交換機(jī)JetNet 40088-port 10/100Base TXJetNet 4008f-mJetNet 4008f-s6-port 10/100Base TX + 2-port 100Base FX (multi-mode, SC type)

6、 Single-mode optionJetNet 40055-port 10/100Base TXJetNet 4005f-mJetNet 4005f-s4-port 10/100Base TX + 1-port 100Base FX (multi-mode, SC type) Single-mode option自動(dòng)匹配 MDI/MDIX Store & Forwarding Switching Technology網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴控制機(jī)制冗余直流電源輸入 12 48 VDC工作環(huán)溫： -10C to 70C 鋁制外殼(IP-31 工業(yè)保護(hù))冗余直流電源輸入適用特殊環(huán)溫-1070 C Entry

7、Level Switches JetNet 3000系列JetNet 3000 系列產(chǎn)品圖片機(jī)型工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)JetNet 30088-port 10/100Base TXJetNet 30055-port 10/100Base TXJetNet 3005f-mJetNet 3005f-s4-port 10/100Base TX + 1-port 100Base FX (multi-mode, SC type) Single-mode option支持環(huán)狀冗余網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Super-Ring)，回復(fù)時(shí)間小于300毫秒可設(shè)置繼電器報(bào)警輸出 冗余直流電源輸入 12 48 VDC, 自適應(yīng)10/

8、100M, Full/ Half- Duplex, MDI/ MDI-X適應(yīng)特殊環(huán)溫： -10C to 70C 鋁制外殼，IP-31工業(yè)保護(hù)環(huán)狀冗余網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Super-Ring)繼電器報(bào)警輸出IP-31工業(yè)保護(hù)JetNet 3500 系列(即將上市)Unmanaged & Redundant SwitchesJetNet 6000 系列(年底上市) Managed Ethernet Switches in Q4JetNet 6008 series & JetNet 6108 Gigabit series Gigabit Super Ring: JetNet 6100 Advance Feat

9、ure & Standard SupportSNMP V1/V2c/V3 & RMON 1(statistics, history, alarms, events, 1,2,3,9)Support Port Trunking w/ LACPSupport IEEE 802.1x AuthenticationSupport Port SecurityManaged Gigabit Switch 2005 Q4SNMP / RMON SupportPort Trunk w/LACP SupportAdvanced Security SupportIndustrial Ethernet Rail S

10、witches Roadmap20052006Q1Q2Q3Q4Web Managed 4000 SeriesEntry Level 3000 SeriesJetNet 3505Managed 6000 SeriesQ1JetNet 3508JetNet 4008fJetNet 4008JetNet 3005/ 3008: Pilot Run: M/PJetNet 6108f (Giga Fiber)JetNet 3016JetNet 6008/6008fJetNet 3005fJetNet 6108 (Giga Tx)Unmanaged Redundant 3500 Series綱要工業(yè)以太網(wǎng)

11、 JetNet系列產(chǎn)品介紹JetNet4000 advance規(guī)格介紹現(xiàn)場應(yīng)用安裝FAQ總結(jié)JetNet 4000系列產(chǎn)品特點(diǎn)快速以太網(wǎng)交換機(jī) 10/100Base-TX 和光纖 100Base-FX堅(jiān)固設(shè)計(jì)針對(duì)復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)符合IP31標(biāo)準(zhǔn)冗余解決方案Super Ring/RSTP冗余電源輸入網(wǎng)絡(luò)管理 Web 瀏覽器控制Qos/IGMP/VLAN繼電器報(bào)警當(dāng)power或線路中斷可報(bào)警通知管理員JetNet 4008f advance 介紹堅(jiān)固設(shè)計(jì) 適用于苛刻的工作環(huán)境, 外殼符合IP31標(biāo)準(zhǔn) DIN-rail 或 Wall mounting 安裝模式快速以太網(wǎng)交換機(jī) 支持光纖接入冗余解

12、決方案 冗余電源輸入 環(huán)狀冗余網(wǎng)絡(luò)技術(shù)Super Ring/RSTP網(wǎng)絡(luò)管理 VLAN/IGMP/QoS Port Mirror/Rate Control繼電器報(bào)警適用于苛刻的工作環(huán)境工作溫度 (-10 to 70)工作濕度 (5% to 95%)鋁制外殼一體設(shè)計(jì) (IP31) IP-31 工業(yè)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)IP - 3 1第一個(gè)數(shù)字防止異物進(jìn)入裝置內(nèi)部的能力IP-31 工業(yè)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)IP - 3 1第二個(gè)數(shù)字防止水入侵的能力DIN-rail / Wall Mounting安裝模式支持 DIN-Rail kit and wall mounting 安裝模式JetNet 4008f advance 介紹

13、堅(jiān)固設(shè)計(jì) 適用于苛刻的工作環(huán)境, 外殼符合IP31標(biāo)準(zhǔn) DIN-rail 或 Wall mounting安裝模式快速以太網(wǎng)交換機(jī) 支持光纖接入冗余解決方案 冗余電源輸入 Super Ring/RSTP網(wǎng)絡(luò)管理 VLAN/IGMP/QoS Port Mirror/Rate Control繼電器報(bào)警UTP 100mFiber 2000m(MMF)Switch SwitchSwitchSwitchFiberEthernet UTP光纖接入通過接入光纖可有效延長以太網(wǎng)傳輸距離光纖規(guī)格支持 SC 接頭2. 光纖規(guī)格: 多模:50/12562.5/125um 單模:9/12510/125um3. 傳輸距離

14、: 2KM(多模)/30KM(單模)全反射光通訊原理低折射率材料高折射率材料Total Reflection全反射When the light entering angle exceeds a critical value, total reflection occurs.光在傳輸過程中損耗很小Very LowEnergy Loss !多模 (2000m)單模 (30000m)50/65 um8/10 um單模和多模光纖DispersionThe time it takes for light to travel through a Multi Mode Fiber is different

15、for each mode.不同折射效應(yīng)的現(xiàn)象被稱為 模間色散.Multi Mode Fiber Communication dominates the cost sensitive LAN applications.1310nm(=1.31um)1310nmExpensive !JetNet 4008f advance spec.堅(jiān)固設(shè)計(jì) 適用于苛刻的工作環(huán)境, 外殼符合IP31標(biāo)準(zhǔn) DIN-rail 或 Wall mounting安裝模式快速以太網(wǎng)交換機(jī) 支持光纖接入冗余解決方案 冗余電源輸入 Super Ring/RSTP網(wǎng)絡(luò)管理 VLAN/IGMP/QoS Port Mirror/Ra

16、te Control繼電器報(bào)警冗余電源輸入輸入電源電壓:+12 to +48VDC極性反轉(zhuǎn)保護(hù)Power jack 可適用于辦公室或?qū)嶒?yàn)室環(huán)境PWR1(By terminal block)PWR2(By terminal block)Back-up Power SupplyPower Jack 可設(shè)定報(bào)警輸出-斷電PWR1PWR2狀況1：斷電可設(shè)定報(bào)警輸出-斷線狀況2：斷線JetNet 4008f advance 系列堅(jiān)固設(shè)計(jì) 適用于苛刻的工作環(huán)境, 外殼符合IP31標(biāo)準(zhǔn) DIN-rail 或 Wall mounting安裝模式快速以太網(wǎng)交換機(jī) 支持光纖接入冗余解決方案 冗余電源輸入 Supe

17、r Ring/RSTP網(wǎng)絡(luò)管理 VLAN/IGMP/QoS Port Mirror/Rate Control繼電器報(bào)警網(wǎng)絡(luò)冗余解決方案為了確保網(wǎng)絡(luò)通訊不因線路問題而中斷， 我們可以通過網(wǎng)絡(luò)備援協(xié)議來管理主線路和備援線路主通訊線路備援通訊線路備援通訊協(xié)議功用 備援通訊協(xié)議, 是在正常情況下備援線路關(guān)閉的, 只有當(dāng)主通訊線路出現(xiàn)中斷時(shí)，才啟用備援線路，保障網(wǎng)絡(luò)連通。 BlockEnable blocked pathBreak如果沒有網(wǎng)絡(luò)備援協(xié)議協(xié)助管理如果在沒有啟用網(wǎng)絡(luò)備援通訊協(xié)議的情況下，將備援線路接上，發(fā)起端將無法確定那一條路經(jīng)為主路徑，那一條是備援路徑，致使無法通訊。?RSTP (Rapid

18、 Spanning Tree Protocol )Root switchBlocked path for redundant1.備援路徑的選擇以及啟動(dòng)與否由Root switch決定2.Root switch可由管理員指定或者系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生3.不同品牌的switch可兼容RSTP協(xié)議4.適用于各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Super Ring傳輸線路中斷，啟用備援線路Master switch of Super-RingMaster定義主路徑和備援路徑檢測網(wǎng)絡(luò)的連通性如果線路中斷，啟用備援路徑并通知其他switch在Super-Ring下使用混合線材 Super-ring可適應(yīng)混合線材環(huán)境，有效增加網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃彈性S

19、UPER RING功能分析Field Device Nodes in Super Ring6 x 5=30 6 x 10=606 x 15=906 x 20=120 No. of JetNets in the Super Ring 5101520Time to recover normal traffic 150 ms 200 ms 250 ms 300 ms Super-Ring 和 RSTP功能比較Super Ring RSTP回復(fù)時(shí)間 300 ms 3 sec協(xié)議Korenix 專利IEEE 802.1D/W兼容性僅限Korenix產(chǎn)品兼容其他品牌產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)RingRing,Star,

20、Mesh設(shè)置簡單復(fù)雜如何選擇備援解決方案定制現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是否要兼容其他品牌switch設(shè)定主線路和備援線路啟動(dòng)switch備援功能連接備援線路選擇super ring選擇RSTP環(huán)狀架構(gòu)不需要 需要其他架構(gòu)STEP1:選擇備援通訊協(xié)議STEP2:啟動(dòng)備援通訊協(xié)議 主線路和備援線路以外的端口不需要啟動(dòng)備援通訊協(xié)議JetNet 4008f advance 規(guī)格堅(jiān)固設(shè)計(jì) 適用于苛刻的工作環(huán)境，外殼符合IP31標(biāo)準(zhǔn) DIN-rail 或 Wall mounting安裝模式快速以太網(wǎng)交換機(jī) 支持光纖接入冗余解決方案 冗余電源輸入 Super Ring/RSTP網(wǎng)絡(luò)管理 VLAN/IGMP/QoS Por

21、t Mirror/Rate Control繼電器報(bào)警什么是VLAN 通過Virtual LAN (VLAN) 我們可以將switch上的端口做群組管理，不同群組的端口即使是在同一臺(tái)交換機(jī)上也無法互相通訊，通過VLAN我們可以有效進(jìn)行帶寬管理和安全管理 。VLAN 1VLAN 2VLAN使用環(huán)境1-帶寬管理 在一個(gè)LAN中，有部分用戶之間常常需要在網(wǎng)絡(luò)上交換大 量數(shù)據(jù)，為了不讓這些用戶影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量，可 將這些用戶設(shè)置到同一個(gè)VLAN中VLAN 1VLAN 2VLAN 3VLAN使用環(huán)境2-安全管理 在同一個(gè)LAN中，有些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)有安全性要求，為了 不讓網(wǎng)絡(luò)中非相關(guān)的用戶有機(jī)會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中

22、截取這些信息 ，可將該網(wǎng)絡(luò)服務(wù)相關(guān)用戶設(shè)置到同一個(gè)LANVLAN 1VLAN 2VLAN 3VLAN ?VLAN 管理模式1. Port VLAN: 通過VLAN管理交換機(jī)上的端口2. Tagged VLAN:跨交換機(jī)的VLAN管理Port VLANGroup1Group2在VLAN的管理下，同一臺(tái)交換機(jī)上的端口是不能跟不同VLAN群組的端口互相通訊Tagged VLAN (802.1Q)通過Tagged VLAN來做跨交換機(jī)的VLAN管理 802.1Q Tag Frame一個(gè)幀在交換機(jī)/網(wǎng)橋間傳遞時(shí)，要在MAC地址頭中加入標(biāo)志位來標(biāo)識(shí)VLAN成員，這個(gè)標(biāo)志位用于標(biāo)識(shí)VLAN組及QoS優(yōu)先級(jí).

23、 1,518 bytes1,522 bytesIGMP(Internet Group Manage Protocol)IGMP: 專門處理IP組播(Multicast)數(shù)據(jù)流的通訊協(xié)議通過Multicast可將資料復(fù)制多份，并一次傳給所有訂閱的用戶不希望收到資料的用戶Multicast: 一對(duì)多的網(wǎng)絡(luò)傳輸模式廣播的好處12312323123RouterRouterRouterRouterRouter11111111RouterRouterRouterRouterRouterUnicast:網(wǎng)絡(luò)上最常見的一對(duì)一傳輸模式，同樣的資料要傳送給三 個(gè)用戶，需要傳輸三次 通過組播(Multicast)我

24、們將傳輸有三次簡化到一次，有效節(jié)省帶寬IGMP 工作原理QUERY1. 交換機(jī)發(fā)包詢問用戶端2. 用戶端回復(fù)是否需要3. 交換機(jī)將回復(fù)的MAC address記錄下來4. Multicast 數(shù)據(jù)流開始分發(fā)到需要的MAC addressYesYesNoNo如果不設(shè)IGMP 廣播不, 我不需要這些數(shù)據(jù)IGMP應(yīng)用環(huán)境Internet工業(yè)領(lǐng)域 通過IGMP的組輸，視頻資料不會(huì)影響到其他用戶的帶寬QoS(Quality of Service)一般資料反饋信息控制信號(hào)Low PriorityTop PriorityHigh PriorityLow Priority一般資料反饋信息控制信號(hào)Top Pri

25、orityHigh PriorityFirstSecondFinalQuality of Service (QoS) 通過設(shè)定傳輸優(yōu)先級(jí)來確保那些重要類的數(shù)據(jù)，能先被傳遞.QoS的兩種標(biāo)識(shí)類別技術(shù): ToS 、CoSCoS是以太網(wǎng)幀頭中的一個(gè)字段，共3bits，可以有8個(gè)值，即共有8(2的3次方)個(gè)優(yōu)先級(jí)ToS是ip頭中的一個(gè)字段，共8位，有兩種方式，一種是ip優(yōu)先級(jí)，使用高3位，可以定義8個(gè)優(yōu)先級(jí)，一種是dscp，使用高6位，可以定義64 (2的8次方)個(gè)優(yōu)先級(jí) 交換機(jī)如何根據(jù)QoS定義的優(yōu)先級(jí)來決定封包的傳輸順序 1. 8,4,2,1 級(jí)數(shù)據(jù)傳輸隊(duì)列84212.確定優(yōu)先傳輸方案總是先傳遞高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)QoS應(yīng)用環(huán)境快速匹配100 Mbps10 Mbps當(dāng)網(wǎng)絡(luò)封包在switch inside口的傳輸速度大于outside口的速度時(shí)，便需要通過QoS來管理封包出去的先后順序QoS注意事項(xiàng)Switch本身僅負(fù)責(zé)確認(rèn)QoS優(yōu)先級(jí)并依照該優(yōu)先級(jí)決定 封包傳送的先后順序，有關(guān)QoS的定義由其他設(shè)備負(fù)責(zé)2. Switch的端口只有4種優(yōu)先級(jí)可供選擇，因此不管是 TOS(64)還是COS(8)，