工业交换机工业以太网冗余原理 工业交换机在电力的独特应用

今天小编要和大家分享的是工业交换机工业以太网冗余原理 工业交换机在电力的独特应用，接下来我将从工业以太网冗余原理，工业交换机在电力的独特应用，工业交换机在高速路的应用及优势，工业交换机在交通行业的应用和市场，工业交换机在风力发电中的分析与应用，工业交换机的解决方案，这几个方面来介绍。

工业交换机的第一大市场首推电力市场，那么在电力市场主要的市场机会在哪里，这将是所有工业交换机厂家非常关注的问题，同时也是营销策略制定的重要依据与方向。

工业以太网冗余原理

1、引言

在一个桥接的局域网里，为了增强可靠性，必然要建立一个冗余的路径，网段会用冗余的网桥连接。但是，在一个透明桥桥接的网络里，存在冗余的路径就能建立一个桥回路，桥回路对于一个局域网是致命的。它会带来如下问题：

A.广播风暴

B.同一帧的多份拷贝

C.不稳定的MAC地址表

因此，在交换网络中必须有一个机制来阻止回路。

2、生成树协议

生成树协议就是IT界中常用的机制.生成树协议是一种桥嵌套协议，在IEEE802.1d规范里定义，可以用来消除桥回路。它的工作原理是这样的：生成树协议定义了一个数据包，叫做桥协议数据单元BpDU（BridgeprotocolDataUnit）。网桥用BpDU来相互通信，并用BpDU的相关机能来动态选择根桥和备份桥。但是因为从中心桥到任何网段只有一个路径存在，所以桥回路被消除。

在一个生成树环境里，桥不会立即开始转发功能，它们必须首先选择一个桥为根桥，然后建立一个指定路径。在一个网络里边拥有最低桥ID的将变成一个根桥，全部的生成树网络里面只有一个根桥。根桥的主要职责是定期发送配置信息，然后这种配置信息将会被所有的指定桥发送。这在生成树网络里面是一种机制，一旦网络结构发生变化，网络状态将会重新配置。

当选定根桥之后，在转发数据包之前，它们必须决定每一个网段的指定桥，运用生成树的这种算法，根桥每隔2秒钟从它所有的端口发送BpDU包，BpDU包被所有的桥从它们的根端口复制过来，根端口是接根桥的那些桥端口。BpDU包括的信息叫做端口的COST，网络管理员分配端口的COST到所有的桥端口，当根桥发送BpDU的时候，根桥设置它的端口值为零。然后沿着这条路径，下一个桥增加它的配置端口COST为一个值，这个值是它接收和转发数据包到下一个网段的值。这样每一个桥都增加它的端口的COST值为它所接收的BpDU的包的COST值，所有的桥都检测它们的端口的COST值，拥有最低端口的COST值的桥就变为了指定的桥。拥有比较高端口COST值的桥置它的端口进入阻塞状态，变为了备份桥。在阻塞状态，一个桥停止了转发，但是它会继续接收和处理BpDU数据包。

IEEE802.1D规范包括了生成树算法（SpanningTreeAlgorithm，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（BridgeprotocolDataUnits，BpDU），自动配置网桥上处于转发或阻塞状态的独立端口。BpDU是网桥发送到一个已保存的多播MAC地址（对于以太网，这个地址是01-80-C2-00-00-00）的消息，所有透明网桥都会侦听该地址。在阻塞状态下，端口不会获悉或转发已接收到的帧。STA的最终结果是一个无循环的桥接环境，不管局域网网段拓扑结构是否改变，这个环境总是一直存在。生成树算法,决定了网络链路故障恢复时间,最少不低于15秒。

生成树的状态:

运行生成树协议的交换机上的端口，总是处于下面五个状态中的一个：

阻塞：所有端口以阻塞状态启动以防止回路，由生成树确定哪个端口切换为转发状态，处于阻塞状态的端口不转发数据帧但可接受BpDU。

监听：不转发数据帧，但检测BpDU（临时状态）。

学习：不转发数据帧，但学习MAC地址表（临时状态）。

转发：可以传送和接受数据数据帧。

禁用：通常由于端口故障或交换机配置错误引起.

3、Supreme-Ring协议

Supreme-Ring协议是在工业以太网使用的冗余机制。Supreme-Ring协议和生成树协议有点相似，Supreme-Ring协议也定义了一种数据包，称为HELLO包，又称为WD包（WatchDogpackets)。交换机之间用HELLO包通信，在主交换机上动态选择主链路和备份链路。但是因为从中心桥到任何网段只有一个路径存在，所以桥回路被消除。

在工业冗余环网网络环境里,交换机不会立即开始转发功能,主交换机(Local)由手动指定,选择主链路和备份链路建立一个指定路径,由Supreme-Ring协议自动指定。一个工业冗余环网网络里面只能有一个主交换机(Local)。主交换机(Local)会定期发送配置信息，这种配置信息将会被所有的从交换机（Remote）发送。一旦网络结构发生变化，网络状态将会重新配置。

当指定主交换机(Local)之后，在转发数据包之前，所有端口都以阻塞方式启动。运用Supreme-Ring算法，主交换机(Local)选择最低COST值的端口作为主链路，另一条COST值高的端口作为备份链路。备份链路不转发数据，只接收和处理HELLO包，处于热备（HotStandby）状态。从交换机（Remote）没有主链路和备份链路的区别。Supreme-Ring协议是一种简洁高效的冗余协议，能够保证环网在链路故障时，在300ms之内恢复网络通信。

Supreme-Ring的状态：

运行Supreme-Ring协议的交换机上的端口，总是处于下面四个状态中的一个：

阻塞：所有端口以阻塞状态启动以防止回路，处于阻塞状态的端口不转发数据帧但可接受HELLO包。

热备：不转发数据帧，但学习MAC地址表，在主链路故障时，在300ms之内，立刻进入转发状态。

转发：可以传送和接受数据数据帧。

禁用：通常由于端口故障或交换机配置错误引起。

4、结束语

工业网络环境需要快速反应冗余机制，生成树协议的15秒恢复时间，不能满足工业环境要求。只有采用Supreme-Ring协议才是工业网络环境的最佳冗余机制。

工业交换机在电力的独特应用

IEC61850是一个关于变电站自动化系统结构和数据通信的国际标准，其目的是使变电站内不同厂家的电子设备（IED）之间通过一种标准（协议）实现互操作和信息共享。IEC61850技术将成为电力系统信息技术的基础，对电力自动化技术的发展产生巨大的影响。目前IEC61850技术在变电站层和间隔层的技术已经成熟，已经到了批量推广的时机。

IEC61850变电站通信网络和系统系列标准对于建设现代数字化变电站统一信息平台的意义，符合电力专用的通信产品提供商的进展以及工业以太网交换机的行业专用化趋势。

构建符合IEC61850的现代数字化变电站

众所周知，随着变电站自动化技术和现代网络通信技术的发展，IEC61850标准已成为近年来数字化变电站自动化研究的热点问题之一。所谓数字化变电站，就是使变电站的所有信息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。传统以来，国内主流的变电站自动化系统中广泛采用的是国际电工委员会IEC于1997年颁布的继电保护信息接口配套标准IEC60870-5-103规约。由于该规约制定时间较早，受技术条件的限制，在以太网和智能数字化设备迅速发展的今天，其缺陷日益明显，如：

（1）没有定义基于以太网的通信规范。

（2）没有标准的系统功能、二次智能设备的模型规范。

（3）缺乏权威的一致性测试。

（4）不支持元数据传送，没有统一的命名规范。

上述缺陷直接导致变电站自动化系统在建设过程中不同厂家设备之间互操作性较差，不同厂家设备之间互联需要规约转换设备，需要进行大量的信息对点工作，变电站自动化系统集成工作量增加，系统信息处理效率低下。

因此不难看到，随着变电站二次设备及系统的发展，设备一体化、信息一体化已成为必然的趋势，迫切需要一个统一的信息平台实现整个自动化系统。为了统一变电站通信协议，统一数据模型，统一接口标准，实现数据交换的无缝连接，实现不同厂家产品的互操作，减少数据交换过程中不同协议间转换时的浪费，IECTC57工作组在IEEE协议UCA2.0基础上，组织制定了IEC61850——变电站通信网络和系统系列标准，并于2004年正式发布。

IEC61850是全世界唯一的变电站网络通信标准，目前IEC61850标准已被等同引用为我国电力行业标准（DL/T860系列）。作为电力系统中从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝自动化标准，当前该标准以引起相关电力产品国内外生产商的高度重视，并提出IEC61850的发展方向是实现“即插即用”，在工业控制通信上最终实现“一个世界、一种技术、一个标准”。

作为IEC61850系列标准的重要部分，IEC61850-3则详细定义了变电站网络通信设备需求的环境和抗电磁干扰等条件要求，因而受到了目前包括赫思曼、MOXA、罗杰康、格雷特、卓越信通TSC、东土、西门子等着名工业以太网交换机提供商的强烈关注和产品更新。

IEC61850标准要求、认证及其产品进展

IEC61850是一个关于变电站自动化系统结构和数据通信的国际标准，其目的是使变电站内不同厂家的智能电子设备（IED）之间通过一种标准（协议）实现互操作和信息共享。电力行业尤其是变电站环境对数字化网络通信的要求是非常苛刻的。按照IEC61850系列标准的要求，工业以太网交换机产品至少要满足其中的功能性要求、电磁兼容设计要求、宽温环境要求和机械结构验证等四大类要求。

功能性方面，最重要的至少有两点，一是要求工业以太网交换机能够支持快速转发和QoS服务质量以保证IEC61850标准中重要的GSE/GOOSE数据包得到实时的传输，并且能够支持组播通信管理IGMpsnooping。二是工业以太网交换机必须能够支持构建冗余的网络拓扑例如环网架构以提高拓扑的可靠性，并且同时能够提供极短的网络故障恢复时间。此外还包括像VLAN、优先级和快速生成树等技术功能测试要求。

在电磁兼容设计方面，工业以太网交换机要能够通过包含电击、雷击和其他电磁干扰测试；在宽温环境要求方面，交换机设备必须在-40℃～85℃的极端温度环境下可以正常工作；在机械结构要求方面，交换机设备还要通过专业第三方的振动和冲击耐受度测试。

要表明符合上述IEC61850和IEEE1613标准，必须通过第三方权威测试机构认证。在电力产品测试领域，来自荷兰的KEMA无疑是鼎鼎大名的独立测试机构之一。KEMA成立于1927年，最初为荷兰电力行业在阿纳姆的测试机构。在其长达80多年的历史中，KEMA作为测试机构在国际上一直享有盛誉，其DutchKEMA-KEUR标志拥有很高的知名度，并且还拥有其他数十种质量标志。目前KEMA拥有1500多位专家，已经为全球70个国家的大约500家公共事业单位提供了能源咨询和技术实施服务。

目前从中国市场的交换机产品来看，越来越多的工业以太网交换机提供商在推出符合电力行业IEC61850标准的产品，德国赫思曼、台湾MOXA科技、加拿大罗杰康和美国格雷特无疑算是其中的佼佼者，都有代表性产品（如赫思曼的MICH1000系列、罗杰康的RSG2100系列、Moxa的pT全系列产品）率先通过了各个独立测试机构认证，宣布符合上述标准。

工业以太网交换机的行业未来

在对通信产品的行规方面，除了变电站通信领域的IEC61850系列标准，还有诸如面向交通控制通信领域的NEMATS2规范——美国电气制造商协会制定发布的道路交通信号控制器设计、制造、测试的标准。因此，正如笔者曾在本刊8月号杂志的编者寄语中所言，“工业以太网交换机将进入专业细分阶段。”行业专用性提升了这一市场的进入门槛，尤其是在像输变电这样的高端应用市场，未来真正能够有所斩获的厂商必然是未雨绸缪，紧紧靠拢国际行业标准，不断开发符合行规标准的产品的领先供应商们。

工业交换机在高速路的应用及优势

随着工业设备智能程度越来越高，工业以太网已经凭借着网络化的功能和开放式的特性从工业通讯领域中脱颖而出成为业界的主流趋势。很多厂商也纷纷加大投入，欲搭乘工业以太网的势头抢占先机。

工业以太网是利用交换式以太网技术为控制器和操作站，各种工作站之间的相互协调合作提供一种交互机制并和上层信息网络无缝集成。目前工业以太网开始在监控层网络上逐渐占据主流位置，正在向现场设备层网络渗透，工业以太网相对于以往自动化技术有很多优势。

浦南高速公路是闽北第二条高速公路，总里程245公里，项目总投资98亿人民币，2005年12月开工建设，合同工期3年。全线共有大中桥99座，隧道24座，基本采用双向四车道，武夷山境内局部路段采用六车道设计。浦南高速建成后浦城至福州行车只需四个多小时。

浦南高速公路起点位于闽浙交界的浦城县官路乡，接浙江省黄衢高速公路，在南平延平区接上已通车的京福高速公路南平段，将武夷山、建阳、建瓯连为一线。它的建设进一步改善闽北的交通条件，优化投资环境，带动沿线地区的开发开放，进一步完善福建省东出西进的交通网，使南平更好地成为海峡西岸经济区与长三角互动发展的承接点、辐射内陆的延伸区。

整条高速公路共有隧道18条231个监控传输点。每条隧道主要负责pLC照明、pLC风控、pLC车道指示、火灾报警、车检器、情报板6部分。隧道内至隧道口机房采用双纤环网，隧道口机房至分中心采用FDU设备、隧道口机房至收费站采用光纤收发器，收费站至分中心、服务区采用FDU设备或光纤收发器。主干线网络由9台FDU设备完成。以上为隧道内至隧道口机房采用Omate6000设备，将隧道内采集以太网数据传输给光纤收发器或FDU设备。其中祝源隧道采用50台Omate6000设备组成环网，集中表现工业以太网设备冗余性。

方案优势

1、工业品质，低功耗无风扇设计，坚固而灵活的结构，宽温湿度范围。应能在恶劣环境条件下工作，如高温、湿热、强电磁千扰环境。

2、组网简捷，可靠性高，可扩展性高，系统具有简单、灵活地扩容和智能化升级功能，方便系统的不断扩展。

3、网络化，可通过专有通信网络，同步、实时管理察看分布在各地的现场信息。

4、各管理站的信息资源可以和其他管理系统充分共享，根据需要统一调度配合。

5、Omate6000良好的交换性能和30ms极快速的自愈能力，极大地保证了隧道数据可靠及时的传输，当发生光纤断点时，环网可以在30ms内自动恢复正常工作。

6、高实时性，支持故障自诊断功能。

7、支持双电源冗余，提高设备的可靠性。

8、Omate6000可以根据业务的不同，划分VLAN将业务数据隔离互不影响。

9.Omate6000具有snmp标准的网管功能，可以及其方便的进行网络管理

工业交换机在交通行业的应用和市场

交通是工业交换机的一个大市场，中国交通市场发展尤为迅速，国家近几年将大笔的投资投向了交通项目，目前国内高速铁路的建设，高速公路的建设及各市地铁的建设都在大规模进行，并对今后5-10年的项目都作了具体的规划。

轨道交通部分工业交换机的市场机会

中国在全国范围内掀起了轨道交通建设的高潮，地铁方面，09年底正式批复建设地铁线路的城市达到22个，正在申请之中的达到80多个，地铁市场在今后数年都比较大，假设中国平均每年开通10条地铁，每条地铁使用工业交换机的销售额大概在1000万（pIS300万、AFC300万、ISCS及其他系统400万），则每年地铁工业交换机总商机将达到1个亿。工业交换机在地铁中的商机主要是地铁pIS（乘客信息）系统，AFC（自动售检票）系统和ISCS（综合监控）系统，同时地铁车辆网络系统也含有车载式工业交换机的巨大商机。由于篇幅有限，这里仅例举AFC网络系统的工业交换机需求，其他系统与AFC网络系统类似，主要分为中央监控室，地铁专用通信信道，各车站监控中心及车站上各信息终端。

目前城际铁路也在全国高速发展，并且已经让国人享受到了高铁带来的方便和实惠，工业交换机的商机主要在高速铁路新建网络部分及传统线路网络改造，同样也是用在铁路信号控制，列车编组，铁路电源监控，铁路AFC（自动售检票）等系统中，在加上列车车载网络部分的巨大市场。

在2009年，全国铁路投产新线5557公里，其中客运专线2319公里。特别是世界上里程最长、时速350公里、全长1068.6公里的武广高速铁路开通运营，成为中国高速铁路的又一里程碑。自2009年底，京沪高速铁路累计完成投资1224亿元，为总投资的56.2[%]，总投资额将超过2000亿元。

据铁道部相关人士透露，目前，包括京沪高速铁路等在建铁路重点工程有277项，开工建设的客运专线及城际铁路项目已超过40项，建设规模超过1万公里。

铁道部部长刘志军在2010年的全国铁路工作会议上表示，“未来三年我国大规模铁路建设将进入收获季节。”预计2010年到2012年，新线投产达到2.6万公里，其中客运专线9200公里。到2012年底，我国铁路营业里程将达到11万公里以上，其中客运专线和城际铁路将达到1.3万公里。

根据刘志军的表述，未来三年客运专线新线投产将达到9200公里，按照客运专线每公里造价一亿元计算，未来三年高速铁路的投资额度将达到9000亿以上，年均投资额将超过3000亿元。

公路交通部分工业交换机的市场机会

高速公路内部的信息化和提供人性化的出行服务的需求也越来越高，因而，高速公路机电系统建设的创新与发展也越来越重要。对于高速公路的机电系统建设而言，主要分为收费、监控、通信三部分。作为机电系统基础的通信系统，是联连各系统，实现服务、信息化建设的核心。

高速公路全网络通信以光纤环网为主干，以支持光纤环网的三层千兆工业以太网交换机为核心来构成。各站点接入点采用二层（或三层）交换机构建各业务应用子网，各应用子网之间采用虚拟局域网（VLAN）来进行划分，实现不同业务的实际需求。按照高速公路管理的需求，我们将高速公路相应业务分为：收费业务、监控业务、办公业务，电话业务，会议业务和视频监视（DVR）业务。每个接入点（行政机构）均具有以上几种业务。每种业务均为相应计算机构成的局域网。分中心设有路由器来实现与省中心或其它分中心的数据互通。分中心接入互联网，接入设备同时连入办公业务子网。实现电子办公。电话业务实现采用Ip的实现方式，在分中心配置中继网关、软件交换设备，通过各接入点配置的Ip电话、语音网关来实现指令电话和业务电话功能。

隧道多是中国公路，尤其是中西部公路的特点，隧道控制系统中在隧道洞口设置的本地控制器，主要用于控制隧道内风机、照明、消防水泵等回路，以及亮度检测器、可变情报板和可变限速标志等设施。隧道现场还设置有提供直接手动控制功能的控制箱（柜）如通风、照明控制柜等，在需要的情况下，上述设备也可被手动控制。本地控制器通过本地控制网能与中控室内工作站通信，上传本地设备数据，下发中控室的控制命令或存储中控室的定制控制命令，由本地控制器定时对本地设备进行控制。

其他交通市场

交通还包括船舶网络系统的应用，城市智能交通应用等其他交通市场。例如城市智能交通，电子警察的应用也是工业交换机的巨大市场，在城市的每一个路口，设置高速抓拍的摄像机，其网络接入部分都是工业交换机的市场，中国有多少需要设置电子警察的路口，根据目前智能交通的发展和中国的城市化进程，市场需求将数以亿计。

工业交换机在风力发电中的分析与应用

一、风电行业背景

随着国家对风电行业的扶持力度加大，风电产业发展迅猛。2007年中国大陆新增风电机组3155台，装机容量330.4万KW。与2006年当年新增装机133.7万KW相比，2007年当年新增装机增长率为147.1[%]

2007年中国大陆累积风电机组6469台，装机容量590.6WKW，风电场158个。分布在21个省市。于2006年累计装机259.9KW相比。2007年累计装机增长率为127.2[%]，提前３年实现国家《可再生能源法中长期发展规划》中提出的目标。

随着中国风电市场的快速增长以及风电机组制造商新秀的进入，中国风电机组供应市场的竞争格局也正在悄然发生变化。风电场开发商投资建设风电场的热情也空前高涨，中国风电装机容量将在2008年底再次超过人们预想而创下新的纪录！预计到2008年底，中国风电机组新增装机容量将达到730.4万千瓦，累计装机容量将达到1335.6万千瓦，新增装机容量增长率预计将达到111.71[%]。

国家制定的2020年风电装机3000万千万的目标，有望在2011年实现。到2020年，中国风电装机保守估计将达到8000万千瓦。

随着风力发电场的大量建设，风场信息化管理系统，风机远程监控系统也大量应用。这些系统应用环境恶劣，需要管理型宽温工业以太网交换机进行网络支持。近期国内一大型风机整机制造企业选择了研华EKI系列交换机作为其风场管理系统的主干网交换机。

二、风电领域对网络交换机的需求

1、风电应用环境恶劣，昼夜温差大，风沙严重，要求工作温度：-45～75℃存储温度：-45～85℃，存储湿度：0[%]～95[%]，无凝结。

２、电机控制系统电磁环境恶劣，需要工业交换机具有较强的抗电磁干扰能力、较长时间的平均无故障时间。

3、为了保障通信的可靠性，要求建立冗余的环网，具有较小的自愈时间。通信网络出故障时，能够平滑的切换到冗余备份线路。

4、为了保证远程监控的数据的安全性，交换机需要有全面的网络安全设置。

客户经过了全面的考察后最终选择了研华的EKI-6554SI和EKI-4654R作为风场管理系统以及风机远程监控系统网络架构交换机主干设备。

三、方案分析

根据风电行业即有其普遍性也有其特殊性，我们在组网方案中主要考虑以下几个方面：

1、系统设计充分考虑多个业务子系统的系统特点，技术上遵循先进性、实用性与成熟可靠性并重的原则，形成一整套功能齐全的组网解决方案。

2、能够满足风电场苛刻的物理环境，温度、防尘、电磁兼容性等要求

3、因网络规模庞大，组网方案采用清晰的多层结构，从最根本的网络结构设计上简化网络的维护及管理，实现故障点的快速分离及明确，确保系统的稳定运行。

4、组网方案自身必须具备一定的故障排除及快速自愈功能，能够针对设备故障、链路故障进行自我诊断及快速排除，并实时报警。

5、对网络进行人工维护、扩容、或故障修复时应该做到影响最小化，做到维护及扩容对系统运行无影响；故障修复只对相关网络设备的连接终端有一定的影响。

6、网络设备选择采用具备高实时性和稳定性的工业级设备

7、组网方案必须具备兼容性，能够无缝连接不同厂商的网络设备，具备高性价比。

考虑到工业现场对实时性要求，采用的是环网设计理念，避免单条链路故障对网络的影响。

四、工业级以太网交换机的优势

工业级以太网交换机具有如下优越特性：

1、快速冗余

研华的工业以太网产品可以组成快速的冗余网络，使用研华独创的X-Ring协议，为您搭建可靠的工业网络，具有超快小于10毫秒的自愈时间。

商用的产品也可以组成冗余网络，但需要启动STp协议，这样冗余自余的时间就会达到10~~30秒，以上，所以不能用于工业环境中使用。

2、抗强扰—适用于严苛环境

研华以太网产品可以工作在严酷的电磁环境中，并且在数据口防雷、快速脉冲群，静电等都有较高的防护等级，而商业使用的产品这一点是不具备的。

3、良好的温度特性&安装方式灵活性

良好的温度特性，研华的EKI系列交换机是宽温设计的。工作温度：-45～75℃存储温度：-45～85℃，满足恶劣气象环境下的稳定需求。

安装方式更加灵活，工业级产品可支持导轨式安装、面板式安装，堆叠式安装和机柜安装等多种方式。

4、电源优势&安装方式优势

电源供电部分是任何产品的根源，所有产品出现故障，其电源故障所占的比率为35[%]以上。所以工业产品为了避免电源故障造成的麻烦，一般都会选择双电源供电的模式。而且采用直流供电。商用产品一般采用交流单电源供电。

5、安全优势

研华工业以太网交换机采取如下若干措施来保证工业网络的万无一失

（1）VLAN（虚拟局域网）技术

VLAN是安全交换机必不可少的功能。VLAN可能跨越一个或多个交换机，与它们的物理位置无关，设备之间好像在同一个网络间通信一样。VLAN可以在交换机上实现广播域的隔离，它可以把网络分成一个一个独立的区域，可以控制这些区域是否可以通讯。

（2）Ip/MAC与端口绑定

设置Ip/MAC地址与端口的绑定功能，可有限的限制用户的非授权网络访问。

（3）流量控制功能(trafficcontrol）

交换机的流量控制可以预防因为广播数据包、组播数据包及因目的地址错误的单播数据包数据流量过大造成交换机带宽的异常负荷，并可提高系统的整体效能，保持网络安全稳定的运行。

另外研华交换机还可针对每个端口提供双向(in/out）分别限制功能。

（4）ACL（访问控制列表）技术

研华交换机采用了访问控制列表ACL来实现包过滤防火墙的安全功能，增强安全防范能力。访问控制过滤措施可以基于源/目标Ip、TCp/UDp端口等方式实现。ACL不但可以让网络管理者用来制定网络策略，针对个别用户或特定的数据流进行允许或者拒绝的控制，也可以用来加强网络的安全屏蔽，从而更大程度的保证了网络安全。

（5）IEEE802.1x身份验证机制

IEEE802协议集的局域网接入控制协议，是基于端口的访问控制协议。它能够在利用IEEE802局域网优势的基础上提供一种对连接到局域网的用户进行认证和授权的手段，达到了接受合法用户接入，拒绝非授权用户的访问，保护网络安全的目的。

（6）QoS机制

研华工业以太网交换机采用了IEEE802.pQoSCoS/TOS/DSCp优先级策略，保障了数据关键数据的实时可靠传输。

（7）SysLog（系统日志）

交换机的Syslog日志功能可以将系统错误、系统配置、状态变化、状态定期报告等信息传送给日志服务器，网管人员依据这些信息掌握设备的运行状况，及早发现问题，及时进行配置设定和排障，保障网络安全稳定地运行。

工业交换机的解决方案

ISCS是一个分布式的、先进的控制系统，其可靠性、灵活性和使用功能正逐步发展完善。综合监控系统(ISCS)集成方案的集成范围主要是城市轨道交通系统中的各设备监控系统。其集成和互联了多个子系统.系统的集成部分包括供电监控、环境与设备监控、站台屏蔽门、有线广播、闭路电视等子系统，综合监控系统将提高自动化系统的安全性、可靠性及快速响应能力,实现高性价比，减少重复投资和后期维护成本。

综合监控系统为地铁运营管理提供了信息集成平台。ISCS在综合、集成的范围和层次以及集成的方式和方法，各项目不尽相同，各有其特点。以下是使用工业交换机构造ISCS主干网络。

系统组成

如下图所示，在整个ISCS系统当中，控制中心设两台交换机用于服务器和其它系统的接入，同时在车辆段和每个车站分别设两台二层交换机，提供其它子系统的接入；控制中心两台三层交换机与各车站和车辆段交换机级组成冗余的双环，环网上运行Supreme-ring协议，确保网络可以在20ms迅速收敛。也可以根据需求在工业交换机上配置VLAN，实现不同系统的隔离。整套系统使用TSCAutosniffer统一对网络进行监视和控制。