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网络冗余

作者:Mike Miclot,John Mower,Belden 公司2011.07.21阅读 22009

  网络冗余是工业网络的一项保障策略。作为快速反应备份系统,网络冗余的目的是减轻意外中断的风险,通过即时响应保证生产连续,从而降低关键数据流上任意一点失效所带来的影响。

像Belden的Hirschmann MACH 100之类的管理型交换机,对于冗余网络的绩效非常重要。
如果出现数据连接损坏,这些交换机会启动快速响应,关闭冗余通道。


  任何需要具备高可靠性或者在关键场合应用的网络,都需要数据通道冗余,在一条路径出现故障的时候有另外一条保证通讯畅通。当然控制工程网版权所有,工业等级的网络元件,比如加固开关以及强化或者铠装线缆,都可以降低零件损坏或者破损的可能,然而如果开关失效或者线缆损坏的时候,冗余系统可以保证系统继续运行,避免关键通讯和数据流中断。这样做的好处是,在法律规定需要保持数据监控、保留精确流程控制记录的场合,比如在冶金、造纸、水及污水处理、食品饮料和制药行业,就需要有冗余通道,因为生产停顿会直接影响下游厂商,甚至有时候都会影响到上游的供应商。任何的生产停滞,都会带来大量的产品破损、丢弃和浪费。
  实施网络冗余策略,需要取决于很多因素,其中很大程度上要依赖于应用和现有的网络拓扑结构—也就是系统、流程和设备的部署情况和位置,以及线缆的架构。简单说控制工程网版权所有,特定的冗余方法适用于特定的系统配置。
  最为广泛使用的两项标准型的冗余协议是:
  ·快速生成树协议(RSTP),使用一种算法确定哪些路径用于主要通讯www.cechina.cn,哪些作为冗余,哪些路径是最可靠的。这种方法最适用于带有多个冗余链接的复杂网络拓扑结构控制工程网版权所有,也可以用于环形拓扑。RSTP不能大规模升级,恢复时间要超过一秒,这远远要慢于一些自动化工业过程的要求。
  ·链路群,并不是一种真正的方法,但是它可以将多个链接成组为一条虚拟链接。考虑这样一种情况,两地之间有最多八条链接。如果现在有八条百兆带宽的链接,链路群可以让组合成一条八百兆带宽的链接。在这种情况下,如果一条连接失效或者损坏,系统的带宽就会降低到七百兆,但是仍然还是完好的。链路群方法经常与RSTP方法搭配使用,但是和RSTP一样,这种方法的回复速度也要达到甚至超过一秒。

  通常使用的专用型冗余协议包括:
  环形协议,具有可用性、可靠性高的特点,并且性能可以预测。环形协议与网状拓扑结构不兼容,但是这种协议非常容易升级。测试显示,在一个最多达到200个开关的环中,恢复时间仍然非常短,通讯可以保持连续。专用型环形协议的主要供应商,现在提供的产品恢复时间经常可以达到300毫秒或者更低,而最新的产品恢复时间甚至可以低于10毫秒。
  双重或者冗余耦合是另外一种选择,它的恢复时间在200毫秒左右。这种方法可以用来提供冗余功能,或者连接专用型或者标准型环状拓扑结果控制工程网版权所有,在环间或者不同层级的网络之间形成冗余连接。

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