環(huán)網(wǎng)冗余故障恢復(fù)機(jī)制

在處于環(huán)故障狀態(tài)下，主設(shè)備節(jié)點(diǎn)仍周期性地在主端口上發(fā)送檢測(cè)幀，一旦環(huán)故障恢復(fù)，下一個(gè)檢測(cè)幀將在

次端口上被接收到，這就會(huì)導(dǎo)致主節(jié)點(diǎn)回到正常狀態(tài)，從而次端口在邏輯上將阻塞非控制報(bào)文，刷新 FDB 表，發(fā)送控制報(bào)文到傳輸節(jié)點(diǎn)，指示傳輸節(jié)點(diǎn)刷新其 FDB 表，并重新學(xué)習(xí)新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?2100433B

環(huán)網(wǎng)冗余的故障檢測(cè)機(jī)制有兩種，分別是循環(huán)檢測(cè)和故障告警。冗余環(huán)網(wǎng)通常使用其中一種或同時(shí)使用兩種

機(jī)制來(lái)檢測(cè)環(huán)網(wǎng)的連通性和故障。

環(huán)網(wǎng)冗余循環(huán)檢測(cè)

通過(guò)主設(shè)備節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)端口周期性地發(fā)送檢測(cè)幀來(lái)檢測(cè)環(huán)網(wǎng)故障。如果環(huán)網(wǎng)工作正常，那么檢測(cè)幀在環(huán)網(wǎng)一

周后，被主設(shè)備節(jié)點(diǎn)的次端口接收到。如果在固定時(shí)間內(nèi)，阻塞端口沒(méi)有接收到檢測(cè)幀，認(rèn)為出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，主設(shè)備節(jié)點(diǎn)會(huì)迅速打開(kāi)阻塞端口，這樣，環(huán)網(wǎng)在邏輯上仍然是只有一個(gè)線性結(jié)構(gòu)。主設(shè)備節(jié)點(diǎn)清空 FDB 表 ( 交換機(jī)中的 MAC 轉(zhuǎn)發(fā)表 )，并發(fā)送數(shù)據(jù)包指示網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)清空FDB 表。然后，所有交換機(jī)學(xué)習(xí)新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

環(huán)網(wǎng)冗余故障告警

當(dāng)環(huán)網(wǎng)中的某個(gè)交換機(jī)檢測(cè)到其兩個(gè)端口中的任意一個(gè)出現(xiàn)連接故障時(shí)，都會(huì)給主設(shè)備節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)告警信

息。主設(shè)備節(jié)點(diǎn)接收到告警信息后，迅速打開(kāi)其擁塞端口，清空 FDB 表。然后，主設(shè)備節(jié)點(diǎn)向環(huán)上所有節(jié)點(diǎn)多播數(shù)據(jù)包，指示節(jié)點(diǎn)清空 FDB 表，并學(xué)習(xí)新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

以太環(huán)網(wǎng)是最簡(jiǎn)單的環(huán)網(wǎng)冗余拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在一個(gè)環(huán)網(wǎng)中，任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都只有兩個(gè)相鄰的節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)

典型的冗余環(huán)網(wǎng)中，有一個(gè)主交換機(jī)。正常工作時(shí)，主交換機(jī)的其中一個(gè)連接端口會(huì)被置為阻塞狀態(tài)，阻止以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)，僅允許轉(zhuǎn)發(fā)冗余控制幀，保證了物理上是一個(gè)回路，但是沒(méi)有邏輯回路。這樣，在正常情況下，主交換機(jī)有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)端口 ( 主端口 ) 和一個(gè)擁塞端口 ( 次端口 )，環(huán)上其他設(shè)備節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)端口均為轉(zhuǎn)發(fā)端口。

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是使用一個(gè)連續(xù)的環(huán)將每臺(tái)設(shè)備連接在一起。它能夠保證一臺(tái)設(shè)備上發(fā)送的信號(hào)可以被環(huán)上其他所有的設(shè)備都看到。而環(huán)網(wǎng)冗余是指交換機(jī)是否支持網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)線纜連接中斷的情況出現(xiàn)時(shí)，交換機(jī)接收到此信息，激活其后備端口，使網(wǎng)絡(luò)通信恢復(fù)正常運(yùn)行。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中7口和8口斷開(kāi)連接的交換機(jī)，繼電器閉合，指示燈向用戶發(fā)出錯(cuò)誤警報(bào)。線纜修復(fù)正常后，繼電器和指示燈恢復(fù)正常狀態(tài)的功能。

通俗地講，以太網(wǎng)環(huán)冗余技術(shù)能夠在通信鏈路發(fā)生故障的時(shí)候，啟用另外一條健全的通信鏈路，使網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性大大提高。隨著以太網(wǎng)在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外眾多研究機(jī)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)冗余、容錯(cuò)方面做了大量的工作。各大自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)廠商也都紛紛提出了自己的網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù)（SW-Ring）解決方案來(lái)提高工業(yè)以太網(wǎng)的可靠性。

新的SCALANCE X500交換機(jī)提供2層或3層的交換功能，為公司辦公I(xiàn)T系統(tǒng)提供靜態(tài)和動(dòng)態(tài)路由網(wǎng)絡(luò)通訊，提供多種冗功能，如環(huán)網(wǎng)冗余、RSTP（快速生成樹(shù)協(xié)議）、MSTP（多生成樹(shù)協(xié)議）等，并輔以Standby和VLAN（虛擬局域網(wǎng)）等功能。電源可安裝在交換機(jī)的上面或下面，或者使用插件直接安裝在交換機(jī)的后面。