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深圳市锦昊安科技有限公司是一家专门为恶劣和苛刻环境设计的硬化以太网、PoE和光纤连接产品的制造商。
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2022
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工业交换机的工业以太网冗余原理介绍：
1、在桥接局域网中，为了增强可靠性，必须建立冗余路径，网段之间会通过冗余网桥连接起来。
但是，在透明桥接网络中，冗余路径可以建立桥接电路，这对局域网来说是致命的。会带来以下问题：
A. 广播风暴 B. 同一帧的多个副本 C. 不稳定的MAC地址表
因此，交换网络中必须有防止环路的机制。
2.生成树协议生成树协议是IT行业中常用的一种机制。生成树协议是一种网桥嵌套协议，定义在IEEE 802.1d规范中，可用于消除网桥环路。其工作原理如下：生成树协议定义了一个数据包，称为桥接协议数据单元BPDU（Bridge Protocol Data Unit）。网桥之间使用BPDU 进行通信，并使用BPDU 的相关功能动态选择根桥和备份桥。但由于从中心网桥到任何网段都只有一条路径，因此消除了网桥环路。
在生成树环境中，网桥不会立即开始转发，必须先选出一个网桥作为根网桥，然后建立指定路径。网络中网桥ID最小的网桥将成为根网桥，所有生成树网络中只有一个根网桥。根桥的主要职责是周期性地发送配置信息，然后这些配置信息将被所有指定的桥发送。这是生成树网络中的一种机制。一旦网络结构发生变化，网络状态将重新配置。
选择根桥后，在转发数据包之前，必须确定每个网段的指定桥。使用这种生成树算法，根桥每 2 秒从其所有端口发送 BPDU 数据包。BPDU 数据包 由所有网桥从其根端口复制，这些网桥端口连接到根网桥。
BPDU 中包含的信息称为端口的 COST。网络管理员将端口的 COST 分配给所有桥接端口。当根桥发送 BPDU 时，根桥将其端口值设置为零。然后沿着路径，下一个网桥将其配置的端口 COST 增加到它接收到的值，并将数据包转发到下一个网段。
这样每个网桥将自己的端口COST值增加到它收到的BPDU报文的COST值，所有网桥检查自己的端口COST值，端口COST值最低的网桥成为指定网桥。端口COST值较高的网桥将其端口置于阻塞状态，成为备份网桥。在阻塞状态下，网桥停止转发，但继续接收和处理 BPDU 数据包。
IEEE 802.1D 规范包括生成树算法 (STA)，这是一种确保转发循环永远不会发生的机制。
STA使用网桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Units，BPDU）自动配置网桥上处于转发或阻塞状态的独立端口。BPDU 是由网桥发送到保存的多播 MAC 地址（以太网为 01-80-C2-00-00-00 ）的消息，所有透明网桥都在该地址上侦听。在阻塞状态下，端口不学习也不转发接收到的帧。STA 的最终结果是一个无环路的桥接环境，无论 LAN 网段的拓扑结构如何变化，它始终存在。生成树算法决定网络链路故障恢复时间，最少15秒。
生成树状态：运行生成树协议的交换机上的端口始终处于以下五种状态之一：
Blocking：所有端口开始时都处于阻塞状态以防止环路，生成树决定哪个端口切换到转发状态，处于阻塞状态的端口不转发数据帧但接受BPDU。
侦听：不转发数据帧，但检测到 BPDU（临时状态）。
Learning：不转发数据帧，但学习MAC地址表（临时状态）。
转发：可以发送和接收数据帧。
禁用：通常由端口故障或错误配置的交换机引起。
3.结论工业网络环境需要快速响应的冗余机制，生成树协议的15秒恢复时间不能满足工业环境的要求。只有Supreme-Ring协议才是工业网络环境下最好的冗余机制。
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