A menedzselt Ethernet switchek mára kulcsfontosságú részeivé váltak a vezérléseket vagy felügyeleti állomásokat az érzékelő-, illetve működtetőeszközökkel összekötő automatizálási infrastruktúrának. A menedzselt switchek FL Switch 3000 jelű sorozata új képességekkel bír a hálózati redundancia, a teljesítmény, a biztonság és a könnyű használhatóság területén, és így megfelel az új alkalmazási követelményeknek. Miközben a nem menedzselt switchek valósítják meg a legkisebb költségű Ethernet kapcsolatokat, valamennyi menedzselt switch rendelkezik a következő, különösen a teljes hálózatméret növekedésével egyre inkább előtérbe kerülő, diagnosztikára, hálózatteljesítményre és redundanciára vonatkozó előnyökkel:

Diagnosztika A web- és SNMP- (Simple Network Management Protocol) alapú diagnosztika (forgalmi terhelés, forgalom minősége, üzenettípusok keverése) gyorsabb rendszerindítást és a változó hálózati körülményekre való gyorsabb reagálást tesz lehetővé.

Hálózati teljesítmény A menedzselt switchek kiszűrik a nem kívánatos forgalomtípusokat, és úgy menedzselik a rendszeren belüli forgalmat, hogy az alkalmazások általános teljesítménye növekedjen.

Redundancia Menedzselik a redundanciaprotokollokat, amelyek alternatív kommunikációs útvonalak biztosításával kiküszöbölik a kábelezési, illetve a letiltott, kikapcsolt, meghibásodott switchek miatti problémákat, és így biztosítják a hálózat magas fokú rendelkezésre állását.

Új alkalmazások, új követelmények

Az infrastruktúrához, például vízellátáshoz, szennyvízkezeléshez, alagutakhoz, forgalomirányításhoz, alternatív energiákhoz és egyebekhez kapcsolódó alkalmazások több kulcsfontosságú igényt jelenítenek meg:

• A nagy (méteres helyett kilométeres nagyságrenddel jellemezhető) földrajzi területeket átfogó hálózatok sok eszközt tartalmaznak. Ez a hálózati forgalom nagyobb mérvű szegmentálását, szűrését és optikai kábeles portok lehetőségét igényli.

• A kritikus 24/7-es működés gyorsabb redundanciákat követel.

• A vezérlőhálózatok egyre mélyebben kötődnek a központosított IT hálózatokba, amelyek egyre inkább befolyásolják őket.

• A jogosulatlan hozzáférés növekvő gyakorisága miatt maximálisan felkészített biztonsági funkciókra van szükség.

• A teljes komplexitás menedzselése szükséges a nem IT személyzet általi hálózat-karbantartásra és hibaelhárításra való alkalmazhatósága érdekében.

Az FL Switch 3000 jelű sorozat a Phoenix Contact új generációs Ethernet switcheinek következő generációját jelenti. A 3000-es család az új alkalmazási területeket célozza, amelyeken 5 és 8 portsűrűségű elosztott switchekre van szükség. Ezekben az alkalmazásokban a standard –10 és +60 °C közötti ipari hőmérséklet-tartomány opcióin felül –40 és +75 °C közötti működési hőmérséklet szükséges. A switchek távoli helyeken való elosztása ötportos, egy optikai szálas switchek használatával történik. A végkészülékek fő optikai gerincvonalba integrálására két optikai szálas, nyolcportos switchek használatosak.

Korlátokon túlmutató redundanciaprotokollok

Miközben az IEEE Rapid Spanning Tree (RSTP) az IT és számos ipari alkalmazás területén standard redundanciaprotokollá vált, megemlítendő, hogy korlátokkal bír a hálózat-helyreállítási idők terén, valamint a sok elszigetelt forgalmú virtuális LAN (VLAN) szegmenst tartalmazó,nagy kiterjedésű alkalmazások redundancia-helyreállítási hatásainak menedzselési képességét illetően.

Időkritikus alkalmazások Kritikus vezérlési alkalmazásokban vagy a szétosztott működési egységek szoros koordinálásának szükségessége esetén egyre inkább 20–50 ms alatti hálózat-helyreállási időkre van szükség. Ez meghaladja az RSTP tipikusan több másodperces helyreállási idővel jellemezhető képességeit. Miközben különböző szabványosító szervezetek ipari szabványú nagy sebességű gyűrűtopológiás redundanciaprotokollokat fejlesztettek, az ipari switchek szállítói a hiány kitöltésére tovább folytatták saját nagy sebességű gyűrűtopológia-alapú protokolljaik bevezetését. Az FL Switch 3000 az új Extended Ring protokollt használja, amely 15 ms vagy rövidebb helyreállítási időt valósít meg legfeljebb 135 switchet tartalmazó gyűrűk esetén.

A nagyméretű alkalmazások ugyancsak hasznosíthatják ezt a képességet, mivel a gyűrű-gyűrű csatolófunkció három, egyenként 135 switchet tartalmazó gyűrű összekapcsolását teszi lehetővé. Így a teljes alkalmazáson belül több hiba tolerálható. A switchek gyűrű-gyűrű csatolólinkekbe való beemelése további elrendezési rugalmasságot tesz lehetővé. Ezek a nagy sebességű gyűrűk a magasabb szintű IT menedzselt RSTP-alapú hálózatokba is becsatolhatók. Ugyanazon switchen belül egyes portok a magasabb szintű RSTP protokollal kommunikálhatnak, míg más portok az Extended Ring protokollal. Így fenntartható a teljes IT összekapcsolhatóság az „árva” hálózatokat nem tartalmazó rendszerben. Az RSTP és Extended Ring redundanciaműveletei az időkritikus vezérlések és a felügyelőhálózatok közötti nem kívánatos kölcsönhatások elkerülése érdekében egymástól el vannak szigetelve.

Redundanciarégiók elszigetelése nagy méretű alkalmazásokban MST segítségévelNagyméretű alkalmazásokban, főleg infrastruktúra jellegű projektekben számos olyan szétosztott vezérlési terület vagy zóna fordulhat elő, amelyekben a forgalom alkalmazási zónák közötti elkülönítése VLAN-ok segítségével történik. A standard IEEE RSTP redundanciafunkció használata esetén a redundancia hálózat-helyreállítási művelet túlnyúlik a VLAN területeken. Ez azt jelenti, hogy egy VLAN területen belüli hiba egy másik VLAN területen hálózat-helyreállítási topológiaváltozást idézhet elő. A Multiple Spanning Tree Protocol (MST vagy MSTP néven is ismert) lehetővé teszi a felhasználónak olyan régiók definiálását, amelyekben a redundancia-helyreállító protokoll a régióra korlátozódik. Egy régió egy vagy több VLAN-t tartalmazhat.

Egy régión belül a hálózatmérnök különböző normál topológiákat is definiálhat, így a régión belüli forgalom kiegyensúlyozása azon alapul, hogy melyik switch a gyökér (root CR). Minden különböző gyökérdefiníciót és az eredményül kapott állandósult topológiát MST „példánynak” (MSTI) neveznek. A régiók közötti redundáns kommunikáció biztosítására egy Common Internal Spanning Tree (CIST) kerül kialakításra (egy olyan közös keresőfa, amely az összes regionális keresőfát összekapcsolja) a határswitchek (boundary switch) minden tartományra vonatkozó megadásával. A különböző régiók összekapcsolása ezekkel a határswitchekkel történik. 

Megnövekedett teljesítménykövetelmények

A közszolgáltatások bővülésével a vízellátással, szennyvízkezeléssel, forgalomirányítással, szállítással és energiaellátással kapcsolatos Ethernet-alapú alkalmazások iránti igény is egyre nő. Az Ethernet-alapú érzékelő- és vezérlőeszközök, biztonsági videokamerák növekvő használata növeli a hálózatok forgalmi terhelését. A menedzselt switchek új generációja több eszközzel rendelkezik az Ethernet-forgalom menedzselésére és vezérlésére.

Nagyobb kapacitású forgalomszűrés Az IGMP funkciója (multicast üzenetküldés üzenetvezérlése) éveken keresztül megfigyelés/lekérdezés, VLAN-ok forgalmának elszigetelése és szolgáltatásminőségre vonatkozó üzenetek priorizálása volt. Az FL Switch 3000 típusú switchek 256 multicast üzenetküldéses csoport és 64 megjelölésalapú (tagged) VLAN kapacitásával rendelkeznek, ami további jövőbeli alkalmazásbővítési lehetőséget kínál.

Több VLAN opció került hozzáadásra, így egy switch képes megelőzni az adott VLAN forgalom továbbterjedését a fő gerincvonalra. A régi switchekkel való együttműködés érdekében a 3000-es a switchenkénti maximum 16 szimpla port alapú VLAN-okat is támogatja. Ez könnyű VLAN konfigurálást tesz lehetővé az egy switchhez csatlakozó eszközök számára vagy több egymáshoz csatlakozó switch között.

A Traffic Shaping egy adott port bejövő és kimenő forgalma maximális százalékos mennyiségének külön meghatározásával képes megelőzni a hálózati túlterheléseket. E funkció megakadályozza a különböző forgalomtípusok túlzott mennyiségének a switchbe való belépését és a hálózatban való elterjedését. Mindkettő használata esetén a Traffic Shaping a portba bevezető vagy onnan kivezető „adatcsatorna” teljes méretére nézve tekinthető meghatározónak, míg a Storm Control funkció a csatornán belül a forgalomtípusok maximális számát képes szabályozni. Kritikus portok vagy alkalmazási helyzetek esetén a maximális forgalomfolyam előre méretezhető, jelentősen csökkentve a túlterhelés lehetőségét. Az új 3000-es sorozatú switchek korábban csak a magasabb szintű switchekben elérhető képességekkel rendelkeznek.

Írásunk második része itt folytatódik.