環(huán)網冗余解決方案

以太環(huán)網是最簡單的環(huán)網冗余拓撲結構。在一個環(huán)網中，任何一個網絡節(jié)點都只有兩個相鄰的節(jié)點。在一個

典型的冗余環(huán)網中，有一個主交換機。正常工作時，主交換機的其中一個連接端口會被置為阻塞狀態(tài)，阻止以太網數據幀轉發(fā)，僅允許轉發(fā)冗余控制幀，保證了物理上是一個回路，但是沒有邏輯回路。這樣，在正常情況下，主交換機有一個轉發(fā)端口 ( 主端口 ) 和一個擁塞端口 ( 次端口 )，環(huán)上其他設備節(jié)點的兩個端口均為轉發(fā)端口。

環(huán)形網絡是使用一個連續(xù)的環(huán)將每臺設備連接在一起。它能夠保證一臺設備上發(fā)送的信號可以被環(huán)上其他所有的設備都看到。而環(huán)網冗余是指交換機是否支持網絡出現(xiàn)線纜連接中斷的情況出現(xiàn)時，交換機接收到此信息，激活其后備端口，使網絡通信恢復正常運行。同時，網絡中7口和8口斷開連接的交換機，繼電器閉合，指示燈向用戶發(fā)出錯誤警報。線纜修復正常后，繼電器和指示燈恢復正常狀態(tài)的功能。

通俗地講，以太網環(huán)冗余技術能夠在通信鏈路發(fā)生故障的時候，啟用另外一條健全的通信鏈路，使網絡通信的可靠性大大提高。隨著以太網在工業(yè)控制領域的廣泛應用，國內外眾多研究機構在網絡冗余、容錯方面做了大量的工作。各大自動化設備生產廠商也都紛紛提出了自己的網絡冗余技術（SW-Ring）解決方案來提高工業(yè)以太網的可靠性。

環(huán)網冗余的故障檢測機制有兩種，分別是循環(huán)檢測和故障告警。冗余環(huán)網通常使用其中一種或同時使用兩種

機制來檢測環(huán)網的連通性和故障。

環(huán)網冗余循環(huán)檢測

通過主設備節(jié)點的轉發(fā)端口周期性地發(fā)送檢測幀來檢測環(huán)網故障。如果環(huán)網工作正常，那么檢測幀在環(huán)網一

周后，被主設備節(jié)點的次端口接收到。如果在固定時間內，阻塞端口沒有接收到檢測幀，認為出現(xiàn)網絡故障，主設備節(jié)點會迅速打開阻塞端口，這樣，環(huán)網在邏輯上仍然是只有一個線性結構。主設備節(jié)點清空 FDB 表 ( 交換機中的 MAC 轉發(fā)表 )，并發(fā)送數據包指示網絡上其他節(jié)點清空FDB 表。然后，所有交換機學習新的拓撲結構。

環(huán)網冗余故障告警

當環(huán)網中的某個交換機檢測到其兩個端口中的任意一個出現(xiàn)連接故障時，都會給主設備節(jié)點發(fā)送一個告警信

息。主設備節(jié)點接收到告警信息后，迅速打開其擁塞端口，清空 FDB 表。然后，主設備節(jié)點向環(huán)上所有節(jié)點多播數據包，指示節(jié)點清空 FDB 表，并學習新的拓撲結構。

在處于環(huán)故障狀態(tài)下，主設備節(jié)點仍周期性地在主端口上發(fā)送檢測幀，一旦環(huán)故障恢復，下一個檢測幀將在

次端口上被接收到，這就會導致主節(jié)點回到正常狀態(tài)，從而次端口在邏輯上將阻塞非控制報文，刷新 FDB 表，發(fā)送控制報文到傳輸節(jié)點，指示傳輸節(jié)點刷新其 FDB 表，并重新學習新的網絡拓撲。 2100433B

新的SCALANCE X500交換機提供2層或3層的交換功能，為公司辦公IT系統(tǒng)提供靜態(tài)和動態(tài)路由網絡通訊，提供多種冗功能，如環(huán)網冗余、RSTP（快速生成樹協(xié)議）、MSTP（多生成樹協(xié)議）等，并輔以Standby和VLAN（虛擬局域網）等功能。電源可安裝在交換機的上面或下面，或者使用插件直接安裝在交換機的后面。