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原帖转自http://www.chuandong.com/publish/tech/Thesis/2008/6/Thesis_0_43_3464.html
随着以太网和互联网不断出现的新标准和新协议，如：IEEE802.1ab（LLDP）、IEEE802.1Q（VLAN）、IEEE802.1p、IEEE802.3x、IEEE802.1w（RSTP）、IEEE1588（PTP）、DHCP选项82、GMRP、IGMP、RFC1769（SNTP）、SNMPV2c,V3、RMON等，工业以太网管理型交换机发生了很大的变化和长足的发展，本文试图通过新一代施耐德电气的TCSESM系列管理型交换机，从八个方面揭示这种变化，为用户更好地构建自己的工业以太网提供一些帮助。
管理功能
基于Web 的管理
TCSESM 支持Web 的管理，能够提供：
■ 广泛的诊断和配置功能，用于交换机的快速启动;
■ 广泛的网络和设备信息。
从网络的任何位置，通过标准的浏览器，诸如 Netscape Navigator / Communicator 或者微软的 Internet Explorer，用户可以使用用户友好的、基于 Web 的接口，对TCSESM进行很多管理的选择。基于 Web 接口可以让用户使
用图形的方式，配置TCSESM交换机。
RMON
RMON是远程监视（Remote MONitoring）的缩写，是一个标准的网络管理 协议，它可以使网络信息汇集到一个单一的工作站。尽管 SNMP 收集网络来自管理信息库（MIB）一个单一类型数据，RMON 定义了附加的 MIB，提供更多更丰富的数据、当前的和历史的、关于网络使用的。这包括了发送的包、发送的字节、丢失的包、主机统计、两两地址间的会话、和发生的特定类型事件。 为了使RMON 工作，网络设备，诸如集线器和交换机，必须支持这个协议。
通过 V.24 串口配置交换机可以使用超级终端对交换机进行操作。
CLI （Command Line Interface）
很多老计算机用户非常熟悉DOS界面，喜欢用键盘输入DOS命令，而CLI的界面与这种界面非常类似。
命令行允许用户：
■ 通过本地或者远程连接，使用设备功能;
■ 为IT设备进行配置，给你提供了一个熟悉的环境;
■ 由于它的脚本能力，可对多个设备配置同样的配置数据。
Telnet
Telnet被称为远程登录服务，是很多操作系统的内置应用程序，如Windows就支持Telnet。内置交换机的 Telnet 服务器允许用户使用 CLI 通过以太网连接，配置交换机。
安全功能
基于IP和MAC地址的端口安全
目的是防止非授权的访问。TCSESM 允许用户对每个端口进行设置，防止未被授权的非法访问。根据你的选择，交换机可以选择连接设备的MAC 地址或者IP地址。并且可对每个端口进行监视：
ESM 识别两类访问控制：
所有：没有访问限制;
用户：仅指定的用户可以访问。
用户用MAC或者IP地址定义这个用户。
如果出现非授权的访问，会发生什么情况?
ESM 具有三种可选择的方式回答非法访问：
无：没有响应;
陷阱：发送一个陷阱报文;
端口无效：发送一个陷阱报文并且使端口失效。
SNMP V3 （安全特性）
在缺省设置情况下，基于 Web 的接口和用户接口的通信是通过 SNMP 版本 3 （SNMP V1 仍可配置）。
SNMP 加密密码;
密匙的复杂计算，强力攻击非常困难;
如果期望，可以加密所有的 SNMP 包。
诊断功能
报警继电器
TCSESM交换机提供一个报警继电器接点，用于监视以太网交换机的状态， 利用该接点可实现无管理软件就能进行远程诊断。
报警接点指示了下面一种可能出现了错误：
■ 两个电源中至少有一个电源失效;
■ 交换机中的一个永久性故障 （内部电源）;
■ 至少一个端口出现连接故障 （缺省为“不用”）。
注：交换机的连接状态指示可以用Web页面进行配置。
当 TCSESM 处于备用模式时 （从站）， 继电器接点还可以指示：
■ 控制线的中断;
■ 控制线的短路;
■ 合作伙伴的设备运行于备用模式。
当 TCSESM 处于正常模式 （从站），继电器接点还可以指示：
■ 控制线的短路;
■ 合作伙伴的设备运行于正常模式。
当TCSESM 处于冗余管理器（RM）模式时，继电器接点还可以指示：
■ 冗余环的丢失。
SNMP陷阱（Trap）
在 TCSESM交换机中，可以用Web页面对故障的Trap进行配置。
拓扑发现 IEEE802.1ab
IEEE 802.1ab 描述了链路层发现协议（Link Layer Discovery Protocol：LLDP）。LLDP 允许用户自动探测他们局域网的拓扑结构。支持 LLDP 的设备发送它自己的连接和管理信息到相邻设备，同时也接收来自相邻设备的连接和管理信息。假如设备都支持 LLDP 协议，在共享的局域网中可建立一个管理信息摘要和对象定义，用来存储具有LLDP功能相邻设备的连接信息。
连接信息包含最重要的元素是一个连接终点准确和唯一的标识（ID）：MSAP （MAC 服务访问点）。 它由设备的MAC地址和对这个设备唯一的一个端口标识组成。
连接和管理信息的内容有：
■ 装置 ID （它的 MAC 地址）;
■ 端口 ID （它的端口 MAC 地址）;
■ 端口的描述;
■ 系统名称;
■ 系统描述;
■ 当前有效系统能力;
■ 管理地址接口的ID;
■ 端口的VLAN-ID;
■ 端口自动协商的状态;
■ 端口的介质，半/全双工设置和传输速度设置;
■ 在这个端
口有效的冗余协议 （生成树STP，快速生成树RSTP，HIPER 环，环耦合，双重引导） 的信息;
■ 关于端口的VLAN 信息 （VLAN ID 和 VLAN 名称）。
这些信息可以使用一个网络管理站调出获得。使用这些信息，网络管理站能够显示网络的拓扑图形。
TCSESM交换机在管理信息库 （MIB） 的 lldp-MIB 和私有的salldp-MIB项中显示 LLDP 信息。
端口镜像
端口镜像就是把数据传输的一个输入端口—源端口，拷贝到另一个端口—目标端口。 因此，可以通过连接到目标端口的管理工具（计算机）对传输情况进行监视和分析。
日志文件
日志信息包含所有必要的系统信息，含有时间戳。可以记录多达 2,000 个事件，并且这些信息是防复位的。日志信息可以通过Web 接口把它恢复成一个 HTML 文件。
冗余功能
如果用户要在他们的网络上实现高可用性，那么答案就是在他们的网络基础设施中建立“冗余”。使用一个单环结构，或者更好的一个耦合环结构 ，能够保护网络本身，防止网段的丢失。
HIPER-环
单环： TCSESM 能使你建立一个骨干环结构。这个环使用 HIPER-环端口 （6 和 7） 构建。如果一段网络断开，一个拥有50个交换机的环结构，会在0.5秒内，转变成一个线型的网络结构。
耦合环： 内置TCSESM中的控制智能使得HIPER环和网络段冗余耦合。可以组成多种冗余配置结构。
生成树（STP，IEEE802.1d）和快速生成树（RSTP，IEEE802.1w）
当网络越来越大时，有很多原因需要安装多个网桥，使得设备间有多条通路。这样可以：
■ 在子网内减少网络负载;
■ 建立冗余连接;
■ 克服距离的限制。
在子网之间，使用多个网桥，带有多个连接，会导致相当多的问题。如果网桥配置不正确，甚至可能造成整个网络失效。而生成树STP算法描述了防止这个问题的方法。
注：在时间关键性应用中，使用快速生成树 （RSTP）协议，在原路径断开的情况下，重新配置时间在1秒内即可完成。而生成树需要一分种到几分钟，它可以用于IT行业，是一个较早协议。
双输入电源
有两个非耦合的电源输入端，提供两个独立的电源输入。
流量优化
这些特性的目的是在一个网络中增加带宽，提高通信量。现在的100 兆Modbus TCP 已经比其他许多的专有工业网络快很多，但进行了一些流量优化功能后，以及带有称为“滤波”和交换机内在的属性（冲突域网络分段），用户可以更好享用100 兆的优势。
优先级
报文（帧）优先：
TCSESM 支持四等（1&2：低，0&3：中，4&5：高，6&7：管理）优先排队（通信类型遵从IEEE802.1p）。接收数据包的分类由交换机数据包优先级分类的功能来完成。 当数据通信负载很重时，这个功能防止高优先级数据被低优先级数据干扰。当存储器或者传输通道超载时，低优先级的数据被放弃。
端口优先：
附加的优先级信息还可以加到交换机中，不需要特殊的终端设备软件就可以处理这个优先级功能。
不带优先级信息的包 （无 VLAN 或者优先级标签） 将按端口优先级传送。对每个端口，包的优先级别可以分别定义：0 = 低优先级，7 = 高优先级。
VLAN标签
VLAN
标签由2 个字节组成。它插入在以太网帧（IEEE 802.1Q）的源地址区和类型区之间。对于带有VLAN标签的数据包，TCSESM 交换机会分析VLAN 标签的3位优先级区。
流量控制
流量控制是一种机制，扮演负载保护的角色。在负载量比较大的时候，它会截去一部分流量。
快速老化
如果有任何一个端口的连接断开，这个端口所存储（学习）的全部地址将消失。如果连接设备从一个端口转移到另一个端口，这个功能是非常有用的。移动的设备可立即通达，因此你不会遇见因为长老化时间而造成的超时问题。
组播 （全局数据，发布与订阅）
典型的以太网报文是以单播 （一个接收者）和广播 （每个接收者都能接收）的形式发送。而这些新的交换机能够支持以组播（多播Multicast）的方式发送报文，仅在一个组内的接收者才能接收组播报文。组播使得网络带宽更多的得以使用，并且它也是全局数据（Global Data） 服务的基础。
全局数据：
使用：
■ 多点至多点确定性的数据通信;
■ 分布式应用的数据同步;
■ 信息的组内共享。
收益：
■ 确定性和可靠性的信息;
■ 优化的通信负载，网络带宽的高效利用;
■ 不需对通信进行编程。实时软件实现寻址;
■ 一个节点离开或者加入网络时，自动发现和重新配置 （即插即用）。
注：这个特性基于组播注册协议（GMRP），不是所有的工业交换机都支持，所以当你控制系统要使用全局数据时，别忘了这一点。
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