在建立以太网网络时，使用了各种类型的交换设备。 另外，值得强调的是非托管交换机-可以快速，有效地组织小型以太网网络工作的简单设备。 本文详细介绍了入门级非托管工业交换机EKI-2000系列。
引言
长期以来，以太网一直是任何工业网络的组成部分。 来自IT行业的该标准使我们能够迈向全新的网络层次。 速度提高了，可靠性提高了，并且出现了对网络基础结构进行集中管理的可能性。 数据传输协议的创建者不久就来了。 几乎所有主要的工业协议，例如Modbus TCP，EtherNet / IP，IEC 60870-5-104，PROFINET，DNP3等，都使用相同或近似的OSI模型作为基础。 有效载荷数据放置在框架中，并通过以太网传输。 几乎每个现代控制器，智能传感器或操作员面板都配备了以太网接口，用于连接到相同名称的网络。 这意味着从理论上讲，对于工业网络，您可以使用在公司，办公室甚至家庭网络中都可以找到的标准以太网设备。 但是，实际上，早已形成了专门设计用于工业以太网的大量设备。 它包括适用于特定工业环境的网络设备，可确保可靠性，最小的延迟水平，并满足特定行业的各种行业标准。 同时，主要的“战斗”单元通常是工业以太网交换机。 这是由于交换机是一种允许在工业网络的组件和节点之间进行可靠且最重要的是快速交互的设备。
交换机是工业网络的最佳解决方案
工业交换机或交换机（switch）是用于构建工业网络的主要设备。 为什么要切换？ 毕竟，还有其他网络设备，例如集线器（集线器，集线器）或路由器（路由器，路由器）。 一切都与速度和功能联系在一起。 列表中列出的最快的设备是集线器，不久前，这种类型的设备由于价格低廉而非常受欢迎。 实际上，集线器是一个多端口转发器，它根据OSI网络模型在物理级别工作，并将接收到的数据中继到所有连接的端口。
一方面，这样的方案允许最小的网络延迟，但是另一方面，由于事实证明广播是广播的，因此网络负载增加。 这通常会导致网络性能急剧下降。 路由器又是一种根据OSI模型在网络级别运行的设备，具有非常丰富的功能，可以构建流量传输路由。 从OSI模型的第3层的头开始，对信息包进行分析，这样的功能需要更高的设备性能。 结果，延迟变得更大，因为路由器上的实现大多是软件实现，价格自然更高，并且网络核心层也需要类似的功能。
因此，交换机是工业以太网中使用最广泛的交换机，同时它们具有不同的级别和功能。 交换机比集线器更智能，并且比路由器更快，因为它根据OSI模型在数据链路层运行。 流量被明确分配并立即发送给接收者，这消除了网络设备上不必要的负担，从而使其他网段可以不处理不适合他们的数据。 这是通过分析包含在每个传输的数据帧中的发送方和目标的MAC地址来实现的。 这种切换使您可以在保持合理价格水平的同时，将流量分配的延迟降到最低。
交换机在其内存中包含一个表（CAM-table），其中指出了节点的MAC地址与交换机的物理端口的对应关系，这恰好减少了网络上的负载，因为交换机准确地知道了将数据包转发到哪个端口。 但是，值得考虑的是，当开关打开或重新启动时，由于对应表为空，因此它可以在训练模式下工作。 在这种模式下，到达交换机的数据将发送到所有其他端口，并且交换机会分析并在表中输入发送方的MAC地址。 随着时间的流逝，流量会被本地化，因为交换机会为所有端口编译完整的MAC地址映射表。
现在，许多用于工业网络的网络设备制造商都提供精确的交换机作为确保网络节点之间交互的设备。 该产品组合具有各种功能的交换机，通常，它们区分非托管，托管和L3交换机。 如果将L3交换机用作网络核心层路由器的替代产品，并且只有高度专业化的问题与它们的选择相关联，那么在管理型交换机和非管理型交换机之间的选择就被简化为网络设备应解决的任务的正确定义。 接下来，请考虑托管和非托管交换机之间的基本区别。
托管和非托管交换机
受管和不受管的交换机实际上是两个不同的设备，它们在OSI模型的L2级别上运行。 非管理型交换机旨在在所有网络参与者之间自动统一分配速度和传输流量。 这是终端设备数量少的网络的最佳解决方案，其优点包括：
- 高带宽以太网
- 响应时间短；
- 易于管理；
- 是否存在用于管理数据流的其他功能。
受管理的交换机成本较高，用于大型网络，并且具有完全控制传输流量，速度的能力，并且还具有其他管理功能。 实际上，对于需要分段，冗余，信息保护等附加功能的网络部分，这是最佳解决方案。 与非托管交换机不同，必须通过指定许多其他必需的配置来配置托管交换机。
非管理型交换机是即插即用设备，不需要复杂的配置和深入的知识。 它们使您无需其他设置即可快速组织以太网设备之间的交换。 这些交换机允许以太网设备相互通信（例如，PLC和HMI），提供与网络的连接并将信息从发送者发送到收件人。 它们具有固定的配置，并且不允许对设置进行任何更改，因此无需确定帧的优先级并执行其他设置。
非管理型交换机主要用于将外围设备连接到网络分支或具有多个组件的小型自治网络中。 在工业环境中，必须使用根据您的特定需求量身定制的开关。
工业开关设计用于各种工业应用，例如电力，石油和天然气，铁路运输和基础设施等。 它们是专门为在振动和冲击条件下在较大温度范围内运行而设计的，有助于创建经济高效且可靠的安全网络。
研华
EKI-2000系列工业交换机是入门级设备，旨在通过创建以太网来快速互连设备。 当前，
EKI-2000系列包括25个以上的设备，下表显示了订单号的解密。
同时，这些交换机可以同时配备RJ-45型端口和光端口，以通过单模和多模光纤进行数据传输，而最高速度可以达到1 Gb / s。
通常，非托管交换机的功能不是特别的东西。 但是，让我们看看研华
EKI-2000系列
交换机仍提供哪些功能。
自动MDI / MDI-X连接类型检测
此功能使您可以将任何类型的以太网设备连接到交换机，而无需考虑电缆的类型：直通或交叉。
通常，使用“直通”电缆将网络适配器连接到L2级网络设备（集线器或交换机）。 为了使两个相同的网络设备相互连接，或者例如将一个路由器的网络适配器连接在一起，必须使用交叉电缆。 MDI / MDI-X功能的存在使您可以在交换机上使用任何类型的电缆。
自动网络类型检测（自动协商）
MDI / MDI-X之后的此功能是指即插即用，可让您自动确定以太网标准提供的网络类型和波特率。 实际上，这特别重要，因为可以在现有网络中使用速度特性从10 Mbit / s到1 Gbit / s的设备。 自动协商可以大大简化网络用户的生活。 设备本身在速度上与边界“以太网邻居”“一致”。
广播风暴防护
广播风暴防护对于交换机也是非常有用的功能。 广播风暴通常是由本地网络中的“环路”或网络参与者之一的不正确行为引起的。 在这种情况下，网络将被大量无用的帧填充，这将影响其速度。
交换机上的广播风暴防护功能会自动过滤掉广播帧。 而且，当广播流量超过某个阈值时，网络仍将保持运行状态，因为交换机会自动保留带宽以传输常规帧。
默认情况下，在非托管
EKI-2000交换机上启用广播风暴保护。 每个型号的阈值的详细信息必须在制造商的官方网站上指定。
P故障继电器
首先，大多数
EKI-2000系列型号的设计输入电压范围为12 ... 48 V DC。 输入是重复的，并具有反极性保护，并通过可复位保险丝提供过电流保护。 输入端有一个电压比较器，当两个输入端都施加电压时，比较器会自动选择一个较高的值，并将其作为主要输入。 如果输入之一的电压消失或当其电平降至12 V以下时，该开关将自动切换到第二通道并关闭P故障继电器。 此功能使您可以监视交换机电源网络的状态并快速发出异常操作信号。
LED指示
此功能使您可以在外观检查期间评估开关的状态。
EKI-2000系列交换机的每个数据端口都有两个LED，用于显示波特率，连接状态和可能的冲突状态。 也有重复P-Fail继电器的LED，当一个电源电路中断时，它们同时工作。
PoE（以太网供电）
EKI-2000系列非管理型交换机具有以太网供电功能。 它允许您根据IEEE 802.3af和IEEE 802.3at（PoE +）标准为远程设备供电，其中基于5e及以上类别的双绞线电缆的传输线用作电源线。 建议为这些开关使用标称值为53 ... 57 V DC的电源网络，以防止线路上的电压降。
内置防电磁干扰和静电放电保护
EKI-2000系列
交换机具有集成的过滤系统，可防止电磁干扰和静态电压。 在电源线上，该开关可提供幅度高达3000 V DC的短期脉冲噪声以及高达4000 V的RJ-45端口上的静电放电的可操作性。
建设性的
绝对所有
EKI-2000系列开关都具有坚固的金属外壳，防护等级为IP30。 从结构
上讲 ，
EKI-2000系列可以分为两种版本，既可以安装在DIN导轨上，也可以安装在19ʺ机架中。 包括所有必需的安装。 同样，可以将安装在DIN导轨上的开关安装在面板上；可以提供安装方式。
结论
工业非管理型交换机是专门用于工业环境中的设备。 它们提供了以太网节点之间的可靠且快速的交互，并且不需要其他设置和配置。 目前，不受管理的交换机是一种简单的预算网络设备，可以解决与以太网交换组织有关的大量基本任务。 无需配置，只需从包装盒中取出开关并连接所有必需的连接器即可。
属于所描述设备类别的研华
EKI-2000系列非管理型交换机支持多种重要的必要功能，例如自动检测MDI / MDI-X连接类型，自动检测网络类型（自动协商），防止广播风暴，PoE ，防止电磁干扰和静电放电等。 所有这些功能一起使使用
EKI-2000来解决组织网络和终端节点之间的交互的基本任务成为可能。
应用实例
研华的客户之一是
中国石油天然气集团公司（CNPC） 。 为了扩大数据传输能力并降低相关成本，中石油选择了研华的解决方案来监控和管理油田。 数据通过蜂窝网络从现场传输到控制中心。
BB-SL306路由器与
EKI-2525I交换机一起安装在泵房附近的机柜中，从而为摄像机，PLC，RTU和其他设备等现场设备提供了网络连接。
文学作品
1.
工业以太网简介2.10
选择以太网交换机之前要问的问题3.
EKI-2525 5端口10 / 100Base-TX工业非管理型以太网交换机。 EKI-2528 8端口10 / 100Base-TX工业非管理型以太网交换机：用户手册作者是
PROSOFT的一名员工