赫斯曼工业以太网冗余容错结构

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1、赫斯曼工业以太网冗余容错结构过去由于没有具它方法，兀余网络人多采用双总线方式予以实现。现在以太网和交换技术使建立简单的冗余环和双环网成为可能。仅需要在总线网络的两端Z间增加一条连接就可以实现高效高性价比的冗余了。赫斯曼的工业级交换机可以构成环形结构用于要求高实吋性高可靠性数据传输的场合。网络的兀余机制能够检测网络故障并瞬时激活备用系统，使传输介质发生故障时网络亦能正常工作。赫斯曼工业级卡轨系列交换机RS2-FX/FX和RS2-4R系列允许形成封闭的环形结构，从而形成图1所示的冗余环。工业级R轨系列交换机RS2-FX/FX和RS2-4R系列的一个重耍功能是内

2、査了兀余管理器，支持超图1赫斯曼超级兀余环(HIPER-Ring)级兀余环。如果发生连接故障时，坏形结构可以在小于500毫秒的时间内切换成具有全部传输能力的总线结构，并H在环上最多可冇50台交换机。对于较小规模的环，切换时间要更快。赫斯曼的这一特点保证了网络和系统的可靠性，并且可以很容易地实现，性价比很高。图I赫期世超级兀余环1HIPER-Ring)•采用卡轨式HUB和交换机一起实现冗余切换和以太网冗余环在线路或设备发生故障时，网络可以在500毫秒的时间内完全恢复，这是HirschmannJF发的非常快的冗余机制。网络的拓扑结构是一个起于冗余管理器(冗余管

3、理器集成在RS2-XX/XX和MICE系列中)并止于冗余管理器的环。冗余管理器作为一个“中央”设备，它一方面保证了数据包不在网络上构成死循坏，另一方面在连接发牛屮断的情况卜将坏自动切换到总线结构。即使在网络需要重构的情况下，这种兀余结构也能保证生产连续进行。并且采用这种机制，网络可以在运行过程中进行维护和扩展。兀余环网(Hiper-Ring)1'.作原理：(通过4个RS2-EX/FX构成Hiper-Ring的环网)D2cTBr-HQI)A(master)(图］“1,由于交换机A的环网端I」没有连接（逻辑断点），A-B-C-D之间构成封闭的总线结构；2,每个

4、交换机拥有H己的MAC地址表，交换机A从接环的两个端口交替的每20ms发一次断点检测帧DI、D2,检测帧由另一端口接收；（见图1.1）3,如果有10个检测帧丢失，交换机接坏的两个端口内部连接口动建立，重构数据帧从这两个端口发送，H动清除环上交换机学到的MAC地址；（见图1.2）ResetKesebResetA(master)/［划〔°、—•般工业企业的网络可以根据各部门的网络终端设备的布局和对网络流量、可靠性、安全性的具体要求进行设计。为了保证网络的高可靠性，尽虽采用分布式网络布局。在可靠性要求较高的地方建议采用单环双节点或者双环冗余方案，使网络在发生三个

5、或四个不同故障点的情况下仍然能够正常工作；其次采用单环冗余结构，在网络链路发生一处故障时在小于500毫秒的时间内白动切换;而在可靠性要求不高的地方则采用星形结构。这样的环形与星形以太网相结合的结构，对以保证网络资源的合理配置。为了满足全厂对于透明网络和电子制造的耍求，企业骨干网可以釆用MACH3000构成千兆工业以太网——千兆级光纤以太网超级兀余环（HIPER-Ring），可以确保网络在发牛-•处链路故障时在小于500毫秒的时间里自动切换。•各网段间的容错切换卡轨系列交换机内置的控制功能允许各网段之间实现兀余连接，可以通过两条独立的连线将两台交换机相连（图

6、2）。交换机本身支持这种冗余连接，它通过控制线将主线一侧交换机的运行状态传输到备用线一侧交换机上。一旦主线发生故障，系统将自动启用备用线。而当主线恢复时，系统也将自动恢复到主线工作方式。这种情况下，故障的检测和恢复时间小于0.5秒。图2趙级兀余环之何的兀余连按•网络拓扑结构比较以太网从英发明ZU起就是一种总线网络，英逻辑拓扑结构，即从其功能上讲，是一条总线；但因其实际网络布线方式的不同，可以构成星形、总线形和环形等不同的物理拓扑结构。在办公自动化网络系统中，一•般对于可靠性没有特别的要求，同吋为了网络管理和布线的方便，多采用星形的网络结构。在丁•业白动化网

7、络中，由于目前的人型控制系统人多为分布式控制系统，因此，多采用总线结构或坏形结构。为了进一步提高网络的可靠性，可以采用双星形、双总线或双环网络结构实现网络冗余。(3)双环兀余(DuaMingRedundancy)这种双环双节点的冗余方式允许4个不同的故障点，是最为可靠的冗余方式，但所需要的投资只比上述双总线结构多两条光缆，这种方式对以满足非常关键的丄业应用需求。星形环形双星形双环形拓扑图例Crd8=^优点布线简单，管理方便，直接通过背板交换，交换速度快。分布式网络,允许光纤出现一处断点。发牛链路故障时，网络H动衣5()()msZ内切换到总线。冗余网络，允许

8、交换机、光纤、网线(网卡)三种故障,点接通过背板交换，交换速度快。