工业以太网环网交换机

 

 

ZXT800M用户手册

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

目录

 TOC \o "1-3" \h \z \u

3.4.1 Multicast的优点：... PAGEREF _Toc341274038 \h 3

3.4.2 Multicast过滤... PAGEREF _Toc341274039 \h 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   第一章  ZXT800M介绍1.1 概述：

ZXT800M是为工业现场设备的网络化而设计的一款高性能的产品。该模块拥有4个单口串口服务器和8个以太网口的管理型交换机，4个串口可以设计成RS485、CAN、RS422、RS232等众多类型的接口，还可以方便跟Zigbee等其他无线模块连接，从而形成丰富的接入方式。8个管理型交换机可以组成单环、链、相交环，能够适应工业现场的各种组网要求。产品已经集成了双电源互为备份，大大提高了产品的可靠性。整机能够满足EMC要求，工作温度-40℃-75℃。

1.2 性能特征：

·8个以太网口（光电可配）

·支持10M、100M、双工的强制设置

·支持端口POWER-DOWN功能，省电。

·支持广播风暴抑制

·支持端口流量控制

·支持端口带宽限制

·支持QOS管理

·支持端口优先级

·支持静态组播过滤,用于过滤工业以太网协议中的多播流量

·支持基于端口的VLAN、IEEE802.1Q VLAN,使网络规划简单易行

·支持丰富的环网配置，环、链、相交环和双归4种形式；

·多种环或链路同时切换小于5ms

·支持2K MAC地址表

·4个UART接口（支持RS485、RS232）。

·支持波特率的配置

·支持数据位、停止位的配置

·支持奇偶校验的配置

·支持最小转发帧和最大转发延时的设置。

·每个串口支持2个连接，每个连接支持UDP、TCP SERVER、TCP CLIENT和TCP AUTO选择。

·无风扇设计

·宽温范围：-40～75℃      

 

 

 

 

 

 

 

        第二章  ZXT800M功能介绍

3.1端口设置功能

                   通过端口的设置功能用户可以对以太网端口的速率、流量以及端口的开关状态进行控制。通过端口的速率设置，端口可以工作在10M或100M的半双工模式下，或者工作在10M或100M的全双工模式下。用户选择了流量的控制的话，端口则会在数据数量达到它限定的值时发送数据，或者是数据还没有达到限定值但等待时间已经达到时间限定值时发送数据。用户如果关闭端口，那么此端口就处于关闭状态，暂停对数据的接收和发送。具体配置见第四章中的网口参数设置中的端口配置。

3.2 VLAN功能

 通过将LAN分成几个逻辑段（相对物理分段来说），在嵌有ZXT800M的设备上建立虚拟LAN（VLAN）来提高网络的效率。通常 VLAN 比LAN更容易管理。

VLAN 是一组可以安放在网络任意位置的一组设备，但是它们之间的通信就象在同一个物理分段中。利用 VLAN你可以将网络分段而不必受物理连接的限制（传统网络设计的限制）。比如市场部有一个VLAN，财务部有另一个 VLAN，研发部也有自己的VLAN。

VLAN 的主要优点在于提供了一个网络分段系统，比传统网络具有更高的灵活性。使用VLAN 还有其他一些优点：  

优点一：VLAN 给网络中设备的重新定位带来了方便：在传统网络中，管理员要花大量的时间处理设备的迁移和变化，如果用户转移到一个不同的子网，必须手动升级每个终端的地址。而通过VLAN 设置，加入市场部VLAN 的一个终端搬到另一个网络部分的一个端口，还保留其原来的子网从属关系，只需要在市场部VLAN 中指明那个新端口，不需要重新布线。  

优点二：VLAN 具有更高的安全性能：每个VLAN 中的设备只能和处在同一个 VLAN中的设备通信。加入市场部VLAN的一台设备要和财务部 VLAN 的设备通信，必须通过第三层交换机的路由设备。  

优点三：VLAN 可以帮助控制流量：在传统网络中，阻塞通常是由广播流量引起的，广播信息直接发送到所有设备而不管设备是否需要。VLAN 提高了网络的效率，因为每个 VLAN 只包含相互间需要通信的设备。

ZXT800MVLAN设置包括常见的端口VLAN和802.1Q VLAN

端口VLAN的特点就是在一台交换机之中各端口可以设置成不同的VLAN，然后形成的各虚拟局域网之间可以进行通信。比如说一家公司要求同一部门之间形成一个虚拟局域网，以方便同一部门成员之间的通讯，而达到不同部门之间不能通信的效果。如图3.2.1所示。

图3.2.1

 

     802.1q则实现了不同交换机中划分同一VLAN的效果，通过主干路实现两交换机之前的连接，以实现不同交换机之间属于同一VLAN的端口之间的通信。效果如图3.2.2所示。

                   图3.2.2

ZXT800M中的VLAN配置具体见第四章中网口参数设置中的VLAN配置。

3.3 速率的管制

ZXT800M速率的管制能明确的规定端口能接收和发送包的类型以及端口速率的控制。这样有助于管理员很好的控制嵌有ZXT800M模组的各个端口，避免不可预知故障的发生。具体配置见第四章中的速率的管制。

 

3.4 组播过滤功能

Multicast是一个应用在点对多点以及多点对多点通信中的数据包。用户明确要求通过加入一个终端到一个特殊的 multicast组来参与通信。如果网络建立无误，一个 multicast只能传送到一个终端或者一个LAN或 VLAN中的终端的子网，该终端属于相应的 multicast组，multicast组成员能分布在多个子网中，因此，multicast 传输能应用在校园 LAN 或者WAN中。

 

3.4.1Multicast的优点：

使用multicast的优点如下：

·能以最高效的逻辑方式向多个接收端传送信息。  

·降低源头（如服务器）的负担，因为不再需要同时产生同一份数据的多个拷贝。  

·能最有效的利用网络带宽以及准确计算参与者的数量或扩展的协同单元。  

·能和其他 IP协议以及服务一起工作。

Multicast有的时候比单播逻辑性更强、效率更高。一个 multicast 的典型应用就是视频会议，需要同时向多个终端传送高质量的语音流量，但是如果用广播方式来传送这些流量的话，将严重降低网络的性能。另外，很多工业自动化协议如Allen-Bradley、 EtherNet/IP、 Siemens Profibus  和  Foundation Fieldbus HSE(High Speed Ethernet)都是使用 mult-icast 方式的。这些工业以太网协议使用的是 publisher/subscriber 通信模型，通过 mult-icast数据包将使得大量的数据量充斥整个网络。IGMP Snooping 可以滤除 multicast流量使得只有那些需要流量的终端才会接收到数据包，从而减少以太 LAN 中的数据流量。

 

3.4.2Multicast过滤

Multicast过滤保证了只有那些登记加入到特定的 Multicast组中的终端才能接收到数据，有了 Multicast过滤功能，网络设备只需要将 multicast流量转发到连到登记过的终端的端口就行了。

ZXT800M目前只支持手动 Multicast过滤功能,需手动加入静态 multicast MAC.具体见第四章ZXT800M的配置中的组播过滤管理

 

3.5 QOS功能

流量优先级功能通过提高数据传输的可靠性来为你的网络提供QoS,你可以在网络中给流量设定优先级来使高优先级的数据传输有最小的时延。通过设定一些规则来控制流量，从而满足网络的 QoS 要求。ZXT800M通过COS和TOS设置来实现对流量优先级的控制。在QOS设置中客户可以对队列机制有进行选择，如果选择绝对策略的话，那么数据的传输只能高优先级的先传输；如果选择权重策略的话，高优先级拥有较宽的带宽，低优先级拥有较低带宽。效果图如图3.5所示。具体配置见第四章ZXT800M的配置中的Qos管理。

图3.5

 

3.6通信冗余功能

在工业以太网络中具备通信冗余功能是非常重要的，那样可以保护重要的链接以免出错，可以避免网络因出现环路而无法工作，将网络停止运行的时间减至最小。

通信冗余功能允许在以太网中出现的冗余环，在线缆断开或损坏的时候启用备用数据链路。对于工业应用来说这是很重要的特点，因为花费很长的时间来定位断开或损坏的线缆可能会对工业应用带来巨大的损失。ZXT800M支持通信冗余功能。冗余类型主要包括单环 ，耦合，链，双归。

单环由几台交换机组成一个环，网络中即使有断纤现象，网络通信业会在短时间内恢复正常。如图3.6.1所示。

图3.6.1

耦合环是我们对两个已有的单环网络的连接，形成一个相交环。如图3.6.2所示

图3.6.2

两台交换机之间通过多台交换机相连，形成链，两台交换机之间连接数条链就形成了链的冗余。如图3.6.3所示。

图3.6.3

     双归是指交换机同时连接到多个环网，这样就相当于备份一样。如图3.6.4所示。

图3.6.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第四章  ZXT800M的配置

ZXT800M支持基于Web的管理，这样使用户对交换机的管理简单而且容易控制。在网页中敲入http//192.168.1.254,出现如图4.1.1对话框，填入默认的用户名admin和默认的密码admin，点确定，就进入管理界面，如图4.1.2所示。

图4.1.1

 

图4.1.2

管理中包含：系统信息，网络设置、串口参数、网口参数、网络冗余、系统安全。

4.1 系统信息

    点击系统信息用户可以看到模组的硬件版本、软件版本等内容，如图4.1.2。

4.2网络设置

网络配置如图4.2.1所示。首先用户可以对IP的类型（IP Type）进行选择。如果选静态的类型（static），用户则需要对IP、Mask（子网掩码）、Gateway（网关）、DNS Server（域名系统服务器）进行一一的设置，如图4.2.1所示，用户下次登录配置界面时，在网页中就要填现在设置的IP地址。如果选择动态的客户端类型（DHCP Client），IP、Mask（子网掩码）、Gateway（网关）将会自动匹配，只需对DNS Server（域名系统服务器）进行设置，如图4.2.2所示。

图4.2.1

        

图4.2.2

4.3 串口参数设置

在串口设置中，用户先选着相应的串口，然后可以对该串口的波特率，数据位，奇偶校验位、停止位、最小转发帧、最大发送延时和工作模式等进行设置。如图4.3所示。

波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。

数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码是0～255（8位）。如果数据使用简单的文本（标准 ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。

奇偶校验：一种校验代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验。采用奇数的称为奇校验，反之，称为偶校验。采用何种校验是事先规定好的。通常专门设置一个奇偶校验，用它使这组代码中“1”的个数为奇数或偶数。若用奇校验，则当接收端收到这组代码时，校验“1”的个数是否为奇数，从而确定传输代码的正确性。

停止位：用于表示单个包的最后一位。用户可以设置为1，1.5和2位。

最小转发帧：数据至少达到设置的值时才转发。

最大转发延时：数据没有达到最少转发帧，但是串口等待的时间已经达到了最大转发延时，这时串口数据也会转发。

串口会话参数设置。首先用户对串口的连接ID进行选择，此处用户可以选择第一个链接和第二个链接，然会勾上链接使能，用户就可以对工作模式，本地port以及保活时间进行设置。工作模式可以选择：TCP/AUTO、Tcp Serve、Tcp Client、UDP。选择TCP\AUTO串口将会对Tcp模式进行自动选择；选择Tcp Serve模式，串口不会主动发数据；选择Tcp Client 串口将会向外发数据；UDP模式下，由于UDP是面向非连接的协议，串口不与对方建立连接，而是直接就把数据包发送过去。本地port可以自定义。在连接保活中用户可以对保活时间进行设置。

                图4.3

4.4 网口参数设置

网口参数设置包括：端口配置、VLAN配置、QOS配置、速率管制、静态组播过滤、接入控制。如图4.3所示。

图4.4

4.4.1 端口配置

在端口配置中，我们可以看到端口的状态，可以对端口的速率设置，同时也可以对流量的控制，也可以关掉端口。如图4.4.1所示。

用户可以看到端口的工作状态，就像图4.4.1中端口6工作在100M的全双工状态，其他端口没有连接。用户可以对各个端口的速率进行设置，在此选项中用户可以选择10M或100M的半双工状态，或者选择10M或100M的全双工状态，也可以选择自动。设置之后端口就会工作在设置的速率和方式下。如果客户勾选流量控制，那么当端口数据值达到某一特定的范围是，数据就会发送。最后用户可以对端口的开关状态进行选择，如果不需要用端口的话可以选择关闭端口，要用时再打开端口。

图4.4.1

4.4.2 VLAN配置

在VLAN的配置中我们可以对各端口VLAN的设置，包括基于端口的VLAN的设置和802.1Q VLAN的配置。

在基于端口VLAN的设置中，我们可以选择几个端口设置为某一个VLAN。如图4.3.2(a)所示，端口1、2、4、6、7设置成同一个VLAN。

图4.3.2(a)

在802.1q VLAN的设置中，用户可以对不同的交换机设置在同一个VLAN，在相应的端口选择Access链路，设置要设置的VLAN。用一个端口设置成Trunk链路，然后设置成连接的交换机VLAN的值，这样不同交换机的同一个VLAN就能进行通信了。如图4.3.2(b)所示。

图4.4.2(b)

 

4.4.3 QOS配置

   在QOS设置中，客户首先可以对QOS队列机制进行选择，选择权重的话，数据会按分配的时间进行循环通信。选择高优先级优先通过的，优先级高的数据则会先同过。然后客户对端口端口QOS类型和端口缺省优先级进行设置。如图4.4.3所示。

图4.4.3

 

4.4.4 速率的管制

在速率管制的设置中客户可以对端口的输入的包的种类和速度的限制以及端口输出速度的设置，如图4.4.4所示。

 

图4.4.4

 

4.4.5 静态组播过滤：

     用户可以对不同的端口配置组播的mac地址，这样配置的端口就能根据组播的mac地址进行组播了。如图4.3.5所示。

图4.4.5

4.4.6 接入的控制

   在接入的控制中客户可以对端口的mac地址进行锁定。如图4.3.6所示。

图4.4.6

4.5 网络冗余

在网络冗余中客户可以对冗余类型、环网ID、端口选择等设置。

4.5.1 单环的设置

    客户首先在冗余类型中选择单环，环网ID可以自定义，在端口选择表中选择连入环网的端口，如果要添加接入端口，则选择相信的接入端口，如图4.5.1(a)所示。设置好之后，查看冗余参数表就能见到已经设置好的冗余状态，如图4.5.1(b)所示。

图4.5.1(a)

图4.5.1(b)

4.5.2 链的设置

用户在冗余类型中选择链，环网ID自定义，对端口和链的类型进行选择，如图4.5.2(a)所示。设置好之后，查看冗余参数表就能见到已经设置好的冗余状态如图4.5.2(b)所示。

图4.5.2(a)

图4.5.2(b)

4.5.3 耦合环的设置

用户在冗余类型中选择耦合环，环网ID自定义，对端进行选择，如图4.4.3(a)所示。设置好之后，查看冗余参数表就能见到已经设置好的冗余状态如图4.5.3(b)所示。

图4.5.3(a)

图4.5.3(b)

4.5.4 双归的设置

用户在冗余类型中选择双归，环网ID自定义，对端进行选择，如图4.4.4(a)所示。设置好之后，查看冗余参数表就能见到已经设置好的冗余状态如图4.4.4(b)所示。

图4.5.4(a)

图4.5.4(b)

4.6系统安全

在系统安全设置中用户可以对用户名和密码的更改，如图4.6所示。

图4.6

 4.7设备管理

在设备管理中用户可以更新程序、恢复出厂设置、设置的重启，如图4.6.1所示。恢复出厂设置之后，web界面会回到最初始的状态，默认的IP为192.168.1.254，用户可以在 web界面下进行查看和设置。用户点击更新程序web界面会跳转的界面下，用户就可以对应用程序进行更新，如图4.6.2所示。用户点击重启设置，设备将会重新启动，和恢复出厂设置不同的重启设备保存了设置过的选项。

图4.7.1

图4.7.2

 

 

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