工业交换机具有很强的抗干扰能力、可靠性和稳定性，可满足工业自动化、监控等诸多领域的通信需求，它们连接、管理和协调着各种设备和系统，为工业自动化提供稳定和高效的通信环境。在配置工业交换机时，为了最大程度地发挥其性能、安全性和可靠性，需要注意一系列关键要点。从IP地址分配和子网划分，到VLAN配置、链路聚合和QoS设置，每个步骤都对工业网络的整体运行产生着重要影响。本文将详细介绍工业交换机配置中的重要步骤和注意事项，帮助你更好地理解如何优化你的工业网络。
工业交换机的IP地址分配和子网划分是配置网络的关键部分，通过这些操作，可以确保网络中的设备能够正确通信，并将不同设备组织在逻辑上独立的子网中。以下是步骤参考：
对工业交换机进行VLAN配置是为了将不同的设备分割成逻辑上独立的虚拟局域网，以提高网络的安全性和管理效率。通过 VLAN，你可以将相关设备划分到不同的广播域，限制广播风暴的影响。
如何配置VLAN，不同品牌和型号的工业交换机可能在界面和术语上略有不同，所以在进行配置前，请参考你所使用交换机的官方文档，以下步骤仅做一般性指导。
针对工业交换机每个端口，你可以配置速率限制、双工模式（全双工或半双工）、流控等。此外，你还可以配置端口镜像来监控特定端口的流量。
在工业网络中，对每个端口进行速率限制可以在以下情况下发挥重要作用：
在配置每个端口的速率限制时，需要根据网络的实际情况和需求来确定适当的限制值。一般你可以指定速率限制的上限，例如以 Mbps 或 Gbps 为单位，确保合适的带宽分配。然而也要注意，过于严格的限制可能会导致某些应用受到影响，所以需要权衡和测试。最终的配置决策应基于你的网络设计和性能需求。
生成树协议（STP）、快速生成树协议（RSTP）或多实例生成树协议（MSTP）可帮助避免网络中的环路，它们确保在存在多个路径的情况下，只有一个路径处于活动状态，从而防止广播风暴和网络拥塞。
STP是最早的环路消除协议，收敛速度较慢，可能导致网络中断较长时间。RSTP是STP的改进版本，它提供了更快的网络收敛速度。MSTP是在RSTP基础上进一步发展的，允许将不同的VLAN划分为不同的MST实例，以实现更精细的环路控制。它在大型网络中更加灵活，但相对配置也更复杂。
STP、RSTP和MSTP，只需要配置其中一个协议即可，具体取决于你的网络需求和设备支持情况。如果你的网络规模相对较小，你可以选择配置RSTP。如果你的网络较大且涉及多个VLAN，MSTP可能更适合。在许多交换机上，RSTP和MSTP都是向后兼容的，这意味着如果你配置了MSTP，交换机也能同时支持RSTP。
配置步骤参考：
在工业网络中，Quality of Service（QoS）配置是为了确保重要流量能够获得适当的带宽和优先级，优先处理实时流量（如视频、音频）以提供更好的用户体验。然而，并非所有工业网络都需要配置 QoS。如果你的网络中流量相对较少，或者没有涉及到实时性要求高的应用，可能不需要进行复杂的 QoS 配置。如果你不确定是否需要配置 QoS，可以根据实际情况逐步尝试并观察网络性能的改善情况。
QoS 配置步骤参考：
启用工业交换机的端口安全、802.1X认证、MAC地址过滤等功能，以确保只有经过授权的设备能够接入网络。同时，还可以配置访问控制列表（ACL）来限制特定流量的流入和流出。
访问控制列表（ACL）是一种用于控制网络流量的安全功能，可以根据规则限制特定类型的流量进入或离开网络。什么情况下需要配置ACL？
工业交换机的链路聚合（Link Aggregation）功能，是一种将多个物理网络链路（端口）合并成一个逻辑链路的技术。这样可以增加带宽、提供冗余和提高可靠性。链路聚合通常用于提高网络性能、减少单点故障，并支持负载均衡。光路科技的管理型工业交换机都具有此功能。
如果你的工业网络需要更大的带宽，以满足高吞吐量的应用需求，如大规模数据传输、视频监控等，配置链路聚合可以增加可用带宽。
如果你需要提高网络的冗余性和可用性，以减少单点故障带来的影响，配置链路聚合可以确保在一个链路失败时，其他链路仍然可以继续传输数据。
如果你希望在多个链路之间均匀分布流量，从而避免某个链路过载，提高网络性能和稳定性，配置链路聚合是一种有效的方法。
如果你的网络相对简单，带宽需求不高，且不需要特别强调冗余和负载均衡，可能不需要配置链路聚合。
以上是工业交换机在配置时需要注意的一些要点。在实际配置过程中，应根据特定的网络需求和硬件型号进行适当调整。IP地址分配和子网划分保证了设备的正确通信和隔离，VLAN配置提升了网络的安全性和管理效率，链路聚合增加了网络带宽和冗余性，QoS设置则优化了流量的分配和优先级。此外，生成树协议和访问控制列表进一步提高了网络的可靠性和安全性。通过仔细的配置和监控，我们能够在工业网络中构建出更加稳定、高效和安全的通信环境，以应对日益复杂的工业自动化挑战。
选购以太网交换机时，交换机口数不是越多越好，而是需要根据实际需求和网络规模来进行选择。以下从多个角度进行分析：
网络规模和设备数量
首先需要考虑的是网络规模和连接到以太网交换机上的设备数量。如果网络规模较小，设备数量有限，选择口数较少的交换机即可满足需求，而选购过多口数的交换机将浪费资源和资金。
带宽和吞吐量
以太网交换机的吞吐量与端口数直接相关。每个端口都有其带宽限制，通常以Gigabit Ethernet为单位，例如1 Gbps或10 Gbps。如果你的网络中有大量需要高带宽传输的设备，如服务器、存储设备或视频监控系统，需要选择具有足够高吞吐量的交换机来满足这些需求。
冗余和可靠性
多个交换机口数可以用于实现网络冗余和容错机制。通过连接多个以太网交换机，即使其中一个交换机出现故障，网络仍能保持运行，从而提高网络的可靠性和稳定性。
VLAN和子网划分
VLAN（虚拟局域网）可以将交换机划分为多个逻辑网络，提供更好的网络管理和隔离。对于需要多个VLAN或子网的复杂网络，需要足够的交换机口数来满足这些需求。
未来扩展
考虑未来的网络扩展规划也是很重要的。如果你预计在未来需要增加更多设备或扩展网络，选择具有额外端口的以太网交换机可以避免频繁更换升级的情况。
管理和功能需求
某些以太网交换机提供更多的高级功能，如Quality of Service（QoS）、安全性设置、流量控制、网络监控等。如果你的网络需要这些高级功能，可能需要选择口数较多的以太网交换机。
成本考虑
口数较多的以太网交换机通常会更昂贵。在选择以太网交换机时，需要综合考虑预算限制和性能需求，找到一个最佳平衡点。
综上所述，选购以太网交换机时，应该根据实际需求来选择口数合适的交换机，避免不必要的资源浪费。对于中小型网络，通常选择16、24或48口的交换机已经足够满足大部分需求。而对于大型企业级网络或数据中心，可能需要更多口数和高吞吐量的交换机来支持复杂的网络架构和大量设备。而对于8口或5口交换机，通常适用于一些小型网络或特定场景，其中设备数量较少或对交换机端口数有严格限制的情况，比如家庭网络、小型办公室、小型物联网部署等等。需要注意的是，8口或5口以太网交换机的主要优势是其小型、便携和低成本。但在使用时，应确保交换机具有足够的带宽和吞吐量来满足连接的设备之间的通信需求。如果网络规模增长或连接设备数量增加，可能需要考虑更大口数的以太网交换机来满足未来扩展。
当配置和调试工业以太网交换机时，可能会犯一些常见的错误。为了避免这些错误，以下是一些实用的建议和预防措施：
仔细阅读文档
在开始配置之前，仔细阅读交换机的配置手册和文档，确保对其功能和配置要求有充分的了解。
制定计划
在进行配置和调试之前，制定一个清晰的计划。了解所需的网络拓扑、VLAN、链路聚合等配置，并确保计划符合您的需求。
逐步配置和测试
进行逐步的配置和测试，每次只更改一个设置，然后验证其正常工作。这有助于减少错误和故障的范围，并简化排除步骤。
备份当前配置
在进行任何配置更改之前，备份当前配置。这样，如果发生问题，可以轻松地还原到之前的配置状态。
使用最新稳定的固件版本
交换机固件的版本可能会对其功能和稳定性产生重要影响。在配置和调试之前，确保您使用的是最新的稳定固件版本，并且了解固件的功能、修复的漏洞以及与之相关的配置要求。
仔细配置端口
在配置交换机的端口时，可能会发生错误，如错误地配置端口速率、双工模式、VLAN成员关系或安全设置。为了避免这些错误，应仔细检查每个端口的配置，并确保其与网络需求相匹配。
检查ACL配置
访问控制列表用于控制网络流量的访问权限和过滤。配置ACL时，可能会出现错误，如错误地定义规则、应用位置或顺序。为避免这些错误，应仔细检查ACL的配置，并确保它们按预期工作。
规划和配置QoS
服务质量（QoS）的配置旨在优化网络中的带宽分配和流量控制，以满足关键应用程序的需求。配置QoS时，可能会发生错误，如错误地定义优先级、队列或限制规则。应仔细规划和配置QoS，并进行测试以确保其正常运行。
确保正确的电源和电缆连接
配置工业以太网交换机还涉及电源和电缆连接。可能会犯的错误包括使用错误的电源适配器、电缆连接不牢固或接线不正确。应使用适当的电源适配器，确保电缆连接牢固可靠，并遵循正确的接线规范。
仔细配置管理访问控制
在配置交换机的管理访问控制时一定要正确配置登录认证、访问控制列表或远程管理协议，并采取适当的安全措施来保护交换机。
设置日志和事件监控
配置日志和事件监控是故障排除和网络维护的重要部分。一定要正确配置日志记录级别、事件通知和远程日志传输，确保日志记录和事件通知按预期工作。
通过遵循以上建议，您可以最大程度地减少配置和调试工业以太网交换机时犯错的可能性，并确保网络的稳定和正常运行。此外，密切关注网络的实际运行状况，并随时进行必要的调整和优化。如果您在配置过程中遇到问题，及时参考产品文档或与相关技术支持人员进行沟通以获取帮助。
什么是工业以太网交换机？以太网交换机是一种常见的网络设备，而工业以太网交换机，是具有工业级特性的以太网交换机，在轨道交通、智能制造、智慧矿山、工业自动化控制系统中，它起到了至关重要的作用。随着工业自动化程度的不断提高，对于工业以太网交换机的要求也越来越高。本文将从工业交换机的原理、优势、特点、应用以及未来发展趋势等方面详细介绍工业以太网交换机。
工业以太网交换机通过物理接口与各种工业设备连接，例如传感器、PLC、人机界面等。当工业设备之间需要进行通信时，它们将数据包发送到工业以太网交换机，交换机根据MAC地址识别数据包的目的地，将数据包转发到相应的端口。
工业以太网交换机在传输数据时，可以通过存储转发、直通转发、无碎片转发等多种技术来实现数据包的快速传输。在转发过程中，工业交换机采用了流控制、拥塞控制、错包重传等技术，确保数据传输的稳定和可靠。并且通过支持各种冗余技术和工业协议，提高了网络的可靠性、稳定性和兼容性，从而适应了各种工业现场的数据通信需求。
相对于标准以太网交换机，工业以太网交换机具有以下几个优势：
总之，相对于标准以太网交换机，工业以太网交换机在智慧交通、工业自动化领域具有更高的可靠性、稳定性、安全性和兼容性，能够更好地满足工业现场的各种数据通信需求。
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高效性
工业以太网交换机支持全双工通信，能够同时进行发送和接收，数据传输速度快，能够满足工业应用中的高速数据传输需求。同时，它还支持802.1Q VLAN和802.1p QoS等技术，可以实现多种数据流的优先级设置，确保网络数据传输的效率。
可靠性
工业以太网交换机采用了多种技术，如冗余备份、流控制、数据帧过滤等，确保网络数据传输的可靠性和稳定性。在网络异常或设备故障时，它还可以通过RSTP、ERPS等协议，实现快速网络恢复和设备切换，保障工业控制系统的连续性和稳定性。
安全性
工业以太网交换机支持多种安全协议，如802.1x认证、VPN、IPSec等，可以防止非法用户和攻击者对网络进行攻击和入侵。同时，它还支持ACL访问控制列表、端口安全等技术，可以控制用户的访问权限，保证网络的安全性。
易用性
工业以太网交换机提供了友好的管理界面，可以通过Web界面、SNMP等方式进行管理和监控。同时，它还可以支持自动发现和自动配置，可以快速地将新设备接入网络，提高了网络的易用性和管理效率。
工业以太网交换机广泛应用于工业控制、制造业、能源电力、智慧交通、智能煤矿等领域。它可以支持工业自动化系统中各种传感器、执行器、PLC等设备的数据通信，提高生产效率和质量。同时，它还可以支持实时视频监控、远程维护等应用，提高了系统的可靠性和安全性。在能源、轨道交通等领域，工业交换机还可以支持智能电网、智慧交通等应用，为城市和国家的可持续发展做出贡献。
智能制造
工业以太网交换机被广泛应用于制造业中的各种工业控制系统，如自动化生产线、机器人控制系统、数控机床控制系统等，能够提高制造过程的效率和精度。
轨道交通
工业以太网交换机可以应用于轨道交通、公路交通、智慧高速等各种交通运输系统中，例如火车信号系统、地铁控制系统、交通信号灯控制系统等，能够提高交通运输的安全性和可靠性。
能源电力
工业以太网交换机可以应用于各种能源电力系统中，例如智能电网里的发电厂控制系统、变电站控制系统、电网监控系统等，能够提高能源电力系统的可靠性和安全性。
智慧矿山
工业以太网交换机在智慧矿山、智能煤矿网络中起着关键作用，配合井下的本安型工业交换机，为煤矿安全监控系统、矿用广播通信系统、矿用人员定位系统及煤矿综合自动化系统等矿用系统提供了可靠的数据传输。
石油化工
工业以太网交换机可以应用于石油化工生产中的各种自动化控制系统，例如炼油厂控制系统、化工厂控制系统等，能够提高生产过程的效率和安全性。
智慧水务-环保水处理
工业以太网交换机可以应用于各种环保水处理系统中，例如水处理厂控制系统、污水处理厂控制系统等，能够提高水处理过程的效率和可靠性。
总之，工业交换机的应用将会越来越广泛。光路科技的研发团队已将时间敏感网络TSN技术加入到工业以太网交换机，随着超低延时的TSN交换机技术的不断成熟，低延时工业交换机将在全球范围内出现更多需求场景。
随着工业自动化的不断发展和智能制造的推进，工业以太网交换机在未来的应用中将具有更多的发展机遇和挑战。其中，以下几个方面是工业以太网交换机未来发展的趋势。
网络虚拟化
随着工业自动化系统规模的不断扩大，网络虚拟化将成为未来的发展方向。工业以太网交换机将需要支持更多的虚拟网络，以提高网络资源的利用率和灵活性。
机器学习与人工智能
机器学习和人工智能将成为未来工业以太网交换机的重要技术。通过对网络数据的实时监测和分析，可以实现自动化的网络优化和故障诊断，提高系统的可靠性和稳定性。
安全性
工业以太网交换机的安全性将越来越重要。随着网络攻击和入侵的不断增多，工业以太网交换机需要支持更多的安全技术和协议，以确保网络的安全性和稳定性。
新兴技术的应用
随着新兴技术的不断涌现，如5G、物联网、边缘计算、区块链等技术，工业以太网交换机将需要支持更多的新兴技术的应用，以实现更高效、更安全、更智能的工业自动化系统。
综上所述，工业以太网交换机是工业自动化控制系统中的一种重要网络设备，具有高效性、可靠性、安全性和易用性等特点，广泛应用于智能制造、工业自动化、智能电网、智慧交通、智慧矿山等领域。随着工业自动化的不断发展和智能制造的推进，工业交换机在未来的应用中将具有更多的发展机遇和挑战。我们期待着工业以太网交换机在未来能够在网络虚拟化、机器学习与人工智能、安全性和新兴技术的应用等方面取得更多的进展和成果，为工业4.0时代的技术发展做出更大的贡献。
基于 TCP/IP 的控制网络的构建方式与基于串行的网络类似，传统串行网络通常涉及线性拓扑、被动节点和共享寻址空间，尽管这些设计适用于现代以太网控制网络，但它们并不是最优方案，比如会存在难以管理的网络基础设施。
基于以太网的OT网络的核心是以太网交换机。以太网交换机有多种类型，按管理方式分类的话，可分为无需配置的非网管型交换机和需要复杂配置的网管型交换机，网管交换机也包含了三层交换机。非网管型交换机不需要复杂的设置即可使用，看似最好的选择，但在考虑环境需求和交换机功能时，网管型交换机通常是最佳选择。
配置了网管型工业交换机的可扩展网络，可以对网络灵活扩展。最常用的功能是网络分段，它使用VLAN技术在逻辑上分离流量，并使工厂单元和区域彼此分开。通过将工厂车间组织成相关分组，它可以更顺利的在整个拓扑中垂直和水平增长。此外，网管型交换机往往可以支持STP、RSTP、ERPS等冗余技术，以便更好地使用冗余链路，即使在硬件或链路故障的情况下也能保持良好的网络性能。
当制造因网络问题而停止时，对连接进行故障排除并使制造流程重新上线是关键任务。即使是简单的网络拓扑结构，通常也比它们最初看起来要复杂得多，它携带隐藏的协议和控制数据，可以深入了解可能导致网络问题的原因。网管型交换机提供了对这些协议的可见性，并且可以向用户指出问题的确切位置，以便准确的解决问题。
例如，在许多端点连接的网络中，重复的 IP 地址可能会造成严重破坏，并且难以追踪。使用网管型交换机，用户可以检查工业交换机上的ARP（地址解析协议）表，以识别共享相同IP的硬件地址，并按照MAC地址表，找到错误配置的终端插入的确切端口。用户甚至可以立即采取措施，暂时关闭端口，直到问题得到解决。所有这些都可以远程完成，不需要工程师亲自在站在工业交换机前。
工业控制系统（ICS）网络中的网络安全由全球公认的标准（如 ISA/IEC 62443）驱动，而网管型交换机为加强整体 OT 安全态势的可见性和控制提供了基础。但是，随着信息安全部门在保护OT方面发挥更积极的作用，需要对工业自动化设备特有的漏洞进行更全面的监控和洞察。
现代 ICS 安全和可视性工具使用称为“连续数据包捕获”的技术。这些工具侦听网络上的所有通信，并识别数据包级别的趋势和偏差。这可以通过配置工业交换机端口镜像来实现，或者将网络数据包的副本发送到监控和分析流量的目的地。可以灵活地将端口镜像直接添加到生成流量的位置，这为信息安全专业人员提供了他们所需的数据，以协助OT同行保护工厂车间。
IT/OT融合势在必行，许多IT技术在OT领域变得越来越重要。例如，网络自动化在OT网络中开始变得越来越普遍。这里的自动化是指计划配置备份和更新、自我修复网络拓扑以及基础结构中物理和虚拟设备的高效管理等项目。甚至一些大型ICS供应商也在推动客户利用基础设施作为代码，这意味着通过代码来管理和配置基础设施，而不是像在许多OT环境中那样通过手动流程来完成。
智能制造的一个重要目标，是实现传统ICS网络的现代化，因此选择合适的网管型交换机对于成功的智能制造至关重要。往往谈论到智能制造，大多是访问机器数据如何进行高级分析和控制等话题，但作为信息驱动的基础，网管型工业交换机同样值得关注。
光路科技推出的机架式三层网管型工业以太网交换机FR-9T448F，除了具有4个万兆SFP光口和16个千兆电口之外，它还具有8个千兆combo光电复用口。
它在高密度设备的互连中体现了高性能优势，允许连接多台设备，例如服务器，交换机和其他网络设备，可以将多个交换机连接在一起，以创建具有高可扩展性的网络。
它提供 96Mpps 的转发速率和 128 Gbps 的背板容量，确保高速数据传输而不会丢失数据包，缓存达12Mbit，延迟小于 7 μs，可满足4K视频的流畅传输。
产品为工业级设计，满足强电磁干扰环境下无故障工作的要求，可在-40℃～75℃宽温范围内稳定工作，确保设备适应各种严酷的现场环境。无风扇设计，尺寸为 440 x 300 x 45mm，重量为 3.5 kg，1U机架安装。
和同系列的其它三层工业以太网交换机一样，在电源设计上，FR-9T448F提供了2路交直流电源输入，可冗余备份使用。
在安全性方面，FR-9T448F具有广泛的高级功能，包括DHCP Snooping、ACL（访问控制列表），和VLAN。
DHCP Snooping可以抵御网络中针对DHCP的各种攻击，为用户提供更安全的网络环境和更稳定的网络服务。ACL功能可以在网络设备接口处决定哪些数据包可以被转发或者被阻塞，可以有效地控制用户对网络的访问，从而最大程度地提高网络性能，保障网络安全。
通过将网络划分为虚拟网络VLAN网段，可以强化网络管理和网络安全，控制不必要的数据广播在共享网络中。同一个VLAN中的广播只有VLAN中的成员才能听到，而不会传输到其他的 VLAN中去，有效避免广播风暴。
FR-9T448F三层网管型工业以太网交换机，支持ERPS环网协议，自愈时间小于20ms，兼容STP/RSTP/MSTP。其丰富的业务特性，简单便捷的WEB可视化管理，为工业通信提供高性能和高可靠的解决方案。目前广泛应用于轨道交通、高速公路、能源电力、煤矿等行业的骨干通信系统中。
详细功能参数请点击：FR-9T448F 万兆三层交换机
如果为网络设备供电，而不想使用单独的电源，那么可以使用以太网供电（PoE）设备。但当涉及到在PoE以太网交换机和PoE以太网集线器之间进行选择时，可能又会不知如何决定。那么，本篇文章我们将对这两种设备进行研究，并帮助您做出最适合您的选择。
当涉及到连接支持以太网的设备时，市场上有两种主要类型的产品：PoE以太网集线器和PoE以太网交换机。这两种网络设备都可用于将多个设备连接在一起，并为它们提供以太网供电（PoE）功能。然而，在购买之前，你应该了解这两者之间的一些关键区别。
PoE以太网集线器
PoE以太网集线器用于将以太网设备彼此连接，并连接到Internet。集线器通常包含多个端口，以便能同时连接到多个设备。
PoE以太网集线器通常比PoE以太网交换机更便宜，并提供基本的功能集。它们通常更适合只有少量设备需要连接的小型网络。
以太网集线器的优点和缺点概况如下：
优点：
缺点：
PoE以太网交换机
PoE以太网交换机用于连接以太网设备和Internet。交换机通常包含多个端口，这允许它同时连接到多个设备。与集线器不同，交换机可以根据目的地地址有选择地将数据包转发到特定的目的地。这使得交换机在转发数据流量时比集线器更有效。
另外，PoE以太网交换机提供了更强大的功能集，可以支持更多数量的设备。它们也往往比以太网集线器更昂贵。但是，如果你有一个大型网络或需要VLAN或QoS等高级功能，那么PoE以太网交换机应该是更好的选择。
如果想知道PoE以太网集线器和PoE以太网交换机哪个更适合你的网络，有几方面需要考虑。
当在PoE以太网交换机或集线器之间进行选择时，关键看网络的具体需要。PoE以太网集线器可以满足基本的功能，而PoE以太网交换机提供了更高级的功能和更好的性能，两者各有优势。如何创建完美的解决方案并满足网络需求，最终还是要由你的具体情况来决定使用哪种方式。
计算机网络包括各种电缆(以太网、光纤、同轴电缆)连接到路由器和以太网交换机等设备，这些设备将数据包引导到它们需要去的地方。Wi-Fi和蜂窝数据网络的兴起已经用无线信号取代了其中一些线缆，但即使是无线电波也属于物理领域，它们连接回基站或Wi-Fi接入点。
在七层 OSI 网络参考模型中，所有这些网络设备、处理和通信都占据最低的三层：
在虚拟网络中，所有这些活动都在软件中进行。
虚拟网络可能完全存在于单个物理计算机（服务器）中。或者，它们可能构成在物理网络上运行的抽象层，其配置和拓扑可能与虚拟网络的配置和拓扑大不相同。
构建虚拟网络是一项复杂的任务，但好处是巨大的：只需更改文件即可重新配置网络，而不需要费力地爬行管道。
若要了解虚拟网络的工作原理，让我们从一个相关且更熟悉的概念开始：虚拟机。我们大多数人都熟悉虚拟机，这使得在一台物理机器上运行多个应用程序实例成为可能。
这些虚拟机并不真正知道它们是虚拟的，它们通常与底层硬件进行的所有系统调用和其他通信都被称为虚拟机监控程序的软件层拦截。虚拟机监控程序处理来自同一台计算机上运行的多个 VM 的请求，以最有效地利用底层硬件资源。
虚拟机可以跨硬件平台转换指令，例如，一个虚拟机可以在x86机器上运行，即使它是为ARM处理器设计的。管理程序能够返回VM期望从硬件接收的结果。
虚拟网络基于相同的原理，软件配置为模拟具有管理员所需特定地形的网络。与虚拟机一样，虚拟网络之所以能够发挥它的魔力，是因为与它通信的操作系统和应用程序不知道(或不关心)它们是在与真实以太网交换机还是虚拟交换机(vSwitch)通信。
它们只是发送头部标记有特定网络路由信息的数据包，并期望收到类似的数据包。因为这种通信是标准化的，所以很容易构建软件来模拟物理网卡、以太网交换机或路由器的行为，实际上像Open vSwitch这样的工具既可以在管理程序上运行，也可以作为物理网络硬件的控制堆栈运行。
一旦管理程序拥有了这些数据包，它就必须弄清楚如何将它们路由到目的地，就像物理网络硬件一样。区别在于，管理程序必须将有关软件定义的虚拟网络(我们的计算机“认为”它连接到的网络)的信息转换为有关实际底层物理环境的信息。
计算机可能认为它正在向同一局域网上的另一台计算机发送数据包，但实际上两台计算机可能位于不同的国家/地区，或者是在同一台服务器上运行的两个虚拟机。
系统管理程序通常通过将数据包封装在另一个数据包中来解决这个问题，而另一个数据包的头中具有不同的路由信息，然后将该数据包交给物理网络基础设施。一旦数据包到达目的地，外部数据包就会被剥离，接收数据包的系统将认为数据包是通过虚拟网络到达的，而不是它所经过的实际物理网络。
毫无疑问，实现一个虚拟网络需要相当多的工作和创造力。为什么要这么麻烦？对不同类型的虚拟网络的描述将使您了解虚拟网络在实际场景中的作用。
内部和外部虚拟网络之间有一个重要的区别。内部虚拟网络用于连接运行在同一台服务器上的多个虚拟机。在这种情况下，管理程序不需要封装网络数据包并通过真实网络发送它们;它只是找出它们用于哪个VM并交付它们。
使用为计算机到计算机通信开发的协议作为运行在同一物理硬件上的两个进程进行通信的手段，这似乎很奇怪。但是请记住，虚拟化的好处之一是您可以在同一台服务器上运行多个开箱即用的操作系统，它们是完全独立且自包含的进程。
为此目的使用标准的网络数据包和协议，以及它们相关的安全基础设施，意味着这些虚拟机可以在不进行修改的情况下运行并相互通信。
另一方面，外部虚拟网络涉及单独的物理计算机(或虚拟机和物理计算机的混合)。在此场景中，计算机通过传统的物理网络设备(包括通过开放internet的连接)连接，但是网络管理员将创建与底层物理拓扑不同的虚拟网络拓扑。
虚拟网络包含以下三种技术类型，可以是内部网络，也可以是外部网络：
当在同一硬件上运行多个虚拟机时，虚拟网络是绝对必要的——这是云计算中的常见场景。同时，在现有的物理网络上创建vlan和vxlan，允许管理员快速重组网络以满足他们的需求。在基础设施即代码的时代，通常是自动的。这很难通过手动重建物理网络来实现。
虚拟网络的优点包括：
这些好处都有助于提高IT生产力和降低管理成本，这是虚拟网络存在的一个重要原因。
IEEE 802.3bt，也被人们称为PoE++，是目前PoE标准的最新版本。自2003年电子工程师协会（IEEE）批准第一个 PoE 标准以来，以太网供电（PoE）用例在工业界急剧增加，在工厂自动化、石油和天然气加工以及公用事业领域取得了进展。
一个完整的PoE系统，是由供电端设备（简称PSE）和受电端设备（简称PD）两部分组成，所以，常见的POE交换机，也属于供电设备，即PSE设备。
IEEE 802.3bt 于2018年发布，将PSE向PD提供的电量增加了三倍，同时降低了PD 所需的待机功率。IEEE 802.3bt 的创新功能还包括自动分类、支持 PoE 的 10G-BaseT、单/双签名 PD 和功率分级。
有两种类型的PoE++：Type 3 PoE从PSE提供60W功率，并为PD提供51W的输入功率，而Type 4 PoE从PSE提供90W功率，为PD提供高达73W的输入功率。这两种类型都向后兼容 802.3af 和 802.3at。
最常见的工业PSE类型，就包括了管理型和非管理型工业交换机，这些交换机往往通过嵌入PoE++ 技术来扩展功能和应用。现在很多应用场景已经把以太网交换机升级到具有 IEEE 802.3bt 的型号，不外乎以下五个原因：
配备 PoE++ 的Fiberroad工业 PoE交换机让您可以完全按照自己的需要自由设计工厂布局。PoE++ 意味着不需要电源线，支持 PoE 的设备可以安装在以前无法访问的地方。此外，单个 PoE交换机可以运行更多设备，同时传输电源和高速数据。Fiberroad工业PoE交换机设计坚固，适用于温度波动大、振动剧烈、电磁干扰的工业环境。
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购买网络交换机时要注意哪些事项？
网络交换机是任何企业或办公室网络的关键部分，它负责连接网络上的所有设备，并确保数据在它们之间顺畅流动。选择网络交换机时需要考虑许多不同的功能，而有时人们并非知道哪些功能是最重要的。这里我们将介绍网络交换机中需要关注的八个重要方面。最后，你将更好地了解要查找的内容以确保你的网络平稳运行。
交换机端口密度是交换机上的物理端口数。高密度交换机将比低密度交换机具有更多的端口，从而允许您将更多设备连接到网络。
选择以太网交换机时，应考虑所需的端口密度。如果您有很多设备需要连接，那么您将需要高密度交换机。但是，如果您只有几台设备，那么您可以使用低密度交换机。
交换机的端口密度也可能受其所具有的端口类型的影响。例如，某些网络交换机具有千兆以太网端口，而其他交换机具有 10 个千兆以太网端口。端口类型将决定在设备之间传输数据的速度。
在网络上的设备之间传输数据的速度是选择交换机时要考虑的重要因素。端口速率是通过交换机上的单个端口传输的最大数据量。如果您的网络上有需要高带宽的设备，则需要选择端口速度更高的以太网交换机。
随着业务的增长，您将需要一个可以容纳更多设备和连接的工业以太网交换机。可扩展性是选择网络交换机时要考虑的重要功能。能提供模块化扩展的网络交换机，可以让您根据需要添加更多端口，而无需更换整个交换机。要考虑的另一件事是交换机支持的VLAN数量，VLAN 可以帮助分段网络并改善流量，一般可以选择至少支持 32 个 VLAN 的交换机。
网络交换机中要考虑的最重要功能之一是其能源效率。当今市场上的许多以太网交换机都是为了节省电力而设计的，这有助于降低您的整体能源成本。可以选择经过Energy Star认证或具有其他节能功能（如power-saving模式或port shutdown）的交换机。
在寻找新的网络交换机时，应牢记一些关键功能，以确保网络的最佳性能和可管理性。以下是一些需要注意的事项：
易用性：一个好的网络交换机应该易于设置和管理。寻找具有用户友好界面的交换机，以便轻松配置设置和监控网络活动。
灵活性：选择提供灵活端口配置选项的交换机，以满足您的特定网络需求。您可以根据需要添加其他交换机来轻松扩展网络。
性能：确保您选择的以太网交换机可以处理网络的带宽要求。选择提供服务质量 （QoS）功能的交换机也很重要，即使在高峰时段也能确定流量的优先级并确保平稳的性能。
可靠性：在网络基础设施方面，可靠性是关键。选择专为高可用性而设计并提供冗余功能的交换机，即使一个组件发生故障，也能保持网络正常运行。
对于网络交换机，安全性应该是重点关注之一。网络交换机中有许多功能可以帮助提高网络的安全性，包括：
通过在选择网络交换机时考虑这些因素，可以帮助确保您的网络更安全地抵御潜在威胁。
选择网络交换机时，考虑服务质量 （QoS） 非常重要。QoS 可用于确定流量的优先级，并确保优先级传输任务关键型数据。这在工业或医疗应用中尤其重要，在这些应用中，丢失数据包可能意味着生产损失甚至生命损失。有许多不同类型的 QoS，因此请务必选择支持所需类型的交换机。
在选择网络交换机时，要考虑的最重要因素之一是您的预算。网络交换机多少钱一台？市场上有各种各样的交换机，价格高低不等。
如果您的预算紧张，仍然有一些不错的选择。FR-5A3010P 是预算紧张的绝佳选择。它提供快速的速度，并为小型家庭或办公室网络提供许多功能。
如果您的预算充裕，FR-5M3424 是一个不错的选择。它适用于小型企业，并提供 28 个千兆以太网端口。它也是可堆叠的，因此您可以随着需求的增长添加更多交换机。
对于那些预算大的人来说，FR-5M3448 是顶级选择。它提供多达 48 个千兆以太网端口，专为高密度部署而设计。
选择网络交换机时需要考虑许多不同的功能，以上是最重要的关注点。通过牢记这些因素，您可以缩小选择范围并选择最适合您需求的交换机。如果您对商用以太网交换机或工业以太网交换机的选择存在更多疑问，欢迎留言！
VLAN是虚拟局域网，而Voice VLAN（语音VLAN），顾名思义，就是专门为用户的语音数据流构建的虚拟局域网，它能保证语音流量与其他流量在广播时的完整性。也就是说，如果同时交付数据、视频等其他业务，Voice VLAN将被优先考虑并以更高的转发优先级进行广播。
基于IP的物联网和工业物联网（IIoT）需要Voice VLAN 来确保高质量的语音数据传输。配备 VoIP 接口的设备可以使用Voice VLAN来创建数字语音设备专用的纯语音VLAN。这是一个潜在的创新功能，特别是对于数字工业控制器连接到模拟设备的工业网络（IIoT）设备。
首先，我们可以通过两种方式识别语音数据流，一种是通过识别接收数据包的源MAC地址（基于MAC地址的模式），另一种是通过识别接收数据包的 VLAN标记（基于VLAN的模式）。
网络交换机可以根据数据包中的源MAC地址确定数据流是否为语音流。如上图所示，从 IPcam 和 IP电话接收数据包后，交换机将向数据包添加Voice VLAN 的标记，并在源MAC地址与配置的 OUI 匹配时增加其优先级，或者为 PVID 添加一个标记，如果数据包不匹配，则保持数据包不优先。
在基于 VLAN的模式下，有两个主要步骤需要配置：
在基于MAC地址的模式下，有三个主要步骤需要配置：
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