在上一篇西门子工业以太网交换机冗余环间互联-1中对基于西门子私有HRP的冗余环间互联备用(Standby)协议和IEC62439-2的MRP(介质冗余协议)的MRP互联协议进行了介绍。
接下来的内容将对西门子工业以太网交换机支持的其它冗余环管理协议的环间互联进行介绍。
1. eRSTP
eRSTP增强RSTP协议是西门子罗杰康RUGGEDCOM系列和全新一代SCALANCE XCM/XRM300系列工业以太网交换机支持的西门子私有协议。eRSTP协议作为RSTP协议的改进,最多支持160台交换机组成环,每一跳故障重建时间小于5ms。
eRSTP同样支持环互连,为实现基于eRSTP协议的多环互连的最佳性能,需要按照如下公式计算每个子环中交换机数量作为限制:
Nsub = (MaxAge -1)-[(Nmain -1) / 4]
Nsub:子网支持的最大交换机数量。
MaxAge:MaxAge是RSTP配置参数“MaxAge Time”, MaxAge默认值为20,最多可设置为40。
Nmain:Nmain是主环上交换机的数量。
通过eRSTP协议实现环互连时,根桥必须选择在主环上,根桥的优先级需要手动指定为最高,通常直接设置为4096。备用根首先级设置为次高8192,以便根桥故障时能够接替作为根桥。
2. 被动侦听(Passive Listening)
被动侦听是西门子开发的私有协议,西门子SCALANCE管理型工业交换机X(B/C/F/P)200、X(CM/R)300、XM400、XR500系列支持该功能。
被动侦听功能可将生成树STP网络连接到MRP/HRP冗余环网。MRP或HRP冗余环网所有节点将转发生成树BPDU(桥协议数据单元),从而对生成树STP网络拓扑变化做出反应。MRP或HRP冗余环网节点接收到拓扑变更帧后,则删除MAC地址表,即更新转发数据库FBD。
SCALANCE X交换机开启被动侦听功能,在Lay2 二层菜单configuration配置里选择。在开启被动侦听功能后连接互连电缆。
3. 增强被动侦听兼容性EPLC( Enhanced Passive Listening Compatibility)
增强被动侦听兼容性Enhanced Passive Listening Compatibility是西门子开发的用于SCALANCE X管理型交换机与RSTP网络互连的协议,通过RSTP边缘端口发送拓扑变更通知。开启EPLC功能的交换机位于RSTP网络与MRP/HRP冗余连接,其对RSTP网络发生的拓扑变化主动发送BPDU给环上交换机实现对网络变化的快速响应,包括通常RSTP协议不做响应的网络变化。环上交换机需要开启被动侦听,在收到拓扑变化的BPDU后,环上交换机重新更新转发数据库FDB。
增强被动侦听兼容性组态配置,首先在接入RSTP网络的SCALANCE交换机上开启增强被动侦听兼容性。
其次在所有的HRP/MRP环上的交换机开启被动侦听功能。
然后连接HRP/MRP环与RSTP网络互连电缆。
4. RSTP/STP/MSTP
RSTP快速生成树协议,最早在IEEE802.1W-2001中提出,是对STP生成树协议的改进并与STP兼容,这种协议在网络结构发生变化时,相比STP生成树协议能更快的收敛网络通常为数秒。RSTP支持的最大网络规模为40跳,在采用环网拓扑时,意味着支持40台交换机组成冗余环。
生成树协议在IT网络是作为基础协议之一,也是IT网络设备中一定会内置的防环协议。
STP生成树协议是IEEE 802.1D中定议的数据链路层协议,能将环形网络修剪成为一个无环的树型网络。STP协议在网络拓扑结构发生改变后,其收敛时间比较慢(通常30s),因此现在使用比较少,多用RSTP协议替代。
MSTP即多生成树协议,是IEEE802.1s中定义的生成树协议,通过生成多个生成树,来解决以太网环路问题。MSTP解决了RSTP协议无法实现对多VLAN负荷均衡问题,实现了不同VLAN数据流量的均衡转发。 西门子SCALANCE X、RUGGEDCOM系列管理型工业以太网交换机均支持该协议。
5. RSTP+ RSTP+主要用于将MRP环网冗余集成到 RSTP网络中。
使用RSTP+的时候,连接到RSTP 网络的MRP环网的设备必须支持RSTP+。MRP环网中的所有其它设备都必须转发 BPDU(桥接协议数据单元)。
相对于采用增强被动侦听兼容性实现的MRP环与RSTP网络连接,采用RSTP+协议不需要在RSTP网络中增加支持RSTP+的SCALANCE X管理型交换机,有效提升了灵活性并可以降低成本。 RSTP+不仅可以实现MRP冗余环与RSTP网络的互连,也可以实现MRP冗余环与MRP冗余环间的互连。在实现MRP环互连时,四台实现互连的交换机均需要开启RSTP+功能,并且环上所有其它交换机也要开启被动侦听。
在SCALANCE X交换机的WBM页面Layer2/ Configuration二层/配置菜单下能够快速选择所需要的环管理协议和环互连。在此可以直接使能RSTP+功能。当MRP环与RSTP网络互连时,除了与RSTP网络连接的交换机开启RSTP+,MRP环上其它交换机需要开启Passive Listening被动侦听,如下图所示
好的,本期内容就为大家总结到这里。
西门子工业交换机当前除了私有的环网协议,还支持开放的环网协议和优化功能,这样很方便与第三方产品的耦合,为实际在工业项目中的组网提供了灵活的方式。