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如何保障原有百兆工业网络无缝升级至全千兆?


背景

越来越多的用户在考虑、并咨询我们,如何无缝地将千兆工业交换机与现有百兆设备混合使用,并逐渐替换、升级为全千兆的工业网络。

当前,工业网络面临现代业务带宽需求与原有产品备件供应的双重挑战。一方面,现代系统的数据量大幅增加,工业网络系统对于千兆速率的需求与日俱增;另一方面,随着芯片的迭代,原有的百兆工业交换机产量逐渐减少,价格不断攀升。

用户对于工业生产的连续性与稳定性有着核心要求。恩创全千兆工业交换机充分考虑了设备替换和升级时的细节,能够为用户解决担忧。

那么,我们是如何保障从百兆到全千兆网络的无缝升级的呢?

保障一、以太网协议的兼容性
在探讨百兆环网搭配千兆交换机的问题之前,我们首先需要了解百兆以太网(100BASE-T)与千兆以太网(1000BASE-T)在协议层面的差异,百兆以太网通常采用IEEE 802.3u标准,恩创千兆交换机以太网采用IEEE 802.3u 、IEEE 802.3ab和802.3z标准,并且百兆以太网和千兆以太网都遵循TCP/IP协议族,可以实现无缝对接。因此,在将千兆工业交换机应用于百兆环网时,不会出现网络层及以上的兼容性问题。

IEEE标准: https://cn.ieee.org/standards/ 

保障二、先进的高性能交换芯片
交换机芯片是交换机的核心部件,决定了交换机的性能和功能。千兆交换机芯片具有更高的转发速率和更大的缓存容量,以支持更高的数据吞吐量,从而满足对带宽和性能要求较高的应用场景。相比之下,百兆交换机芯片的转发速率和缓存容量较低,适用于中小规模的网络环境。然而,这并不意味着千兆交换芯片不能处理百兆速率的数据。事实上,千兆交换芯片是可以向下兼容百兆速率的,只需在配置时正确设置端口速率即可。

保障三、端口速率的自动协商功能
在将千兆交换机部署到百兆环网中时,电口与光口的速率自动识别功能显得尤为重要。恩创千兆交换机无论是针对电口还是光口,都具备自动协商和速率识别的能力。这意味着,当千兆交换机的电口或光口与百兆设备连接时,交换机能够自动检测到对方设备的速率,并相应地调整其端口的速率,从而实现无缝连接。

对于电口来说,交换机可以通过自动协商机制来确定连接的速率。这种机制基于链路层的一个协议,能够在建立连接时协商出最佳的数据传输速率。对于光口,虽然光纤本身并不直接进行速率协商,但光纤连接的交换机端口具备自动识别功能,能够识别出连接的光纤类型以及支持的速率,并据此调整端口速率。

因此在将千兆工业交换机应用到百兆环网时,无需担心端口速率不匹配的问题。只要确保连接的设备和线缆支持所需的速率,交换机就能够自动调整并优化性能。这不仅简化了网络配置过程,还提高了网络的灵活性和可扩展性。
保障四、工业环网冗余协议的适应性
在环网应用中,环网协议的兼容性是确保网络稳定性和可靠性的关键因素。恩创千兆工业交换机支持RSTP、MSTP等环网协议,可以与百兆环网中的设备协同工作,交换机通过创建冗余的网络路径来防止单点故障,提高网络的可用性 。

在配置千兆工业交换机时,需要根据实际需求设置正确的环网协议参数和策略。例如,需要配置正确的优先级、路径选择算法和故障恢复机制等参数,以确保网络的稳定性和可靠性。



保障五、综合成本优势

在考虑升级到千兆交换机时,成本是一个重要的考虑因素。尽管千兆设备的初始成本通常高于百兆设备,但它们提供的高速传输和改进的网络管理功能可以带来长期的效益。例如,千兆交换机可以提高数据中心的数据处理能力和响应速度,从而提高整体业务效率。此外,随着技术的发展和网络的扩展,千兆交换机将会成为未来网络的标配。

升级案例与用户反馈

自2023年以来,我们接到的来电咨询中,平均每三次就有一次涉及百兆设备升级至千兆的需求。在北方某知名钢铁企业的输煤系统改造项目中,用户在少数控制箱内增加了摄像机,补充对于作业的视频监控。为了节省成本,用户不打算替换全部工业交换机,仅在增加摄像机的节点更换工业网络设备,以满足POE供电和更强的交换能力,同时为下一步升级至全千兆环网做准备。

针对此需求,我们选用6000系列POE工业交换机,与已有投产10年以上的百兆工业交换机混合组成百兆环网,光口速率的兼容性保证无需更改任何配置与接口类型,即可实现新的千兆设备接入。此外,这也为下一期旧设备升级换代提供了先期准备。

起初,用户对设备速率的兼容性还很担心,但随着设备上电,通信在2分钟内恢复,用户对此感到意外。用户工程师说“原本预留的1个小时停机时间,看来考虑得太过充分了。