第十讲：工业网络——环间耦合网络（理论）

Posted 2022-01-31 軒邈

环间耦合网络（理论）

• 1. 环网连接方式
• 2. 环网耦合应用场景
• 3. 环间耦合通讯原理
• 4. 总结

1. 环网连接方式

第一种连接方式是两个环之间用一条线连接，如下图，但是如果该线出现故障，两个环之间是无法进行通讯的。
                 
第二种连接方式是两台交换机间用两根网线进行连接，如下图，这样如果其中一根网线出现故障了，那么第二根网线依然可以进行通讯，但是当交换机出现故障之后，A、B是无法和C、D进行通讯的。
                 
第三种连接方式是正确的连接方式，如下图中的方式，该连接方式你可以看得到，无论是链路出现问题，还是交换机出现问题，只会有一台电脑不能进行环网间通讯。
                 

2. 环网耦合应用场景

如下图，在产线与骨干网之间的连接时，需要采用备用冗余协议。
                 

3. 环间耦合通讯原理

如果没有适当的协议就会产生环网，如果一个网络节点向网络中发送广播，则该广播会在环网间的环路中无限循环。几秒之后，网络负荷变高，以至于通讯无法进行。
                 
环间耦合中的角色：备用冗余协议（standby），是在HRP协议上的一个扩展，也就是说两个环采用的协议也必须是HRP协议，如下图可以看到。
                 

正常状态下的通讯：
  环网中交换机第一次启动时，当备用主交换机发送一个信号到环网中，并且该信号被备用从交换机接收到时，那么可以说明备用主交换机已经准备就绪，当备用从交换机发送一个信号到环网中，并且该信号被备用主交换机接收到时，那么可以说明备用从交换机已经准备就绪。这样备用主交换机和备用从交换机都成功完成了启动，那么环网便可以开始采用备用冗余协议（standby）进行通讯，也就是说在环网开始通讯之前会进行一个关键帧的检测，检测备用主交换机和备用从交换机是不是已经准备就绪，是否可以开始进行通讯了。注意：如果在配置的过程中，你不想有这样一个的最开始检测机制，可以进行去掉。
                 
工作方式：红色的箭头是数据传输的路径，在数据传输的过程中，备用主交换机会不断的向备用从交换机发送一个被动“状态”的信号，如果备用从交换能够接收到这个信号，那么可以说明此时的环是正常的，那么此时的路径是由备用主交换机的主端口进行转发。
                 
故障状态下的通讯：当出现故障时，备用主交换机发送的被动状态信号，无法被备用从交换机收到，备用从交换机长时间未收到主交换机发送的被动信号，那么此时会进行链路的切换，如下图所示：
                 

4. 总结

 （1）产线中的环网与主干环网之间进行数据通讯，为提高可靠性，耦合应该是冗余的。
 （2）所用的冗余协议应该与HR兼容，因此选择备用冗余协议(standby) 该协议是HRP的扩展，具有最大300ms的相同确定性切换时间。
 （3）如果主交换机备用端口有链路连接那么备用从交换机的备用端口始终处于“已禁止”模式。如果主交换机的连接出现故障，则从交换机接管环网之间的通讯网络。