工業(yè)交換機(jī)也稱作工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，即應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)數(shù)字智能化控制領(lǐng)域的以太網(wǎng)通信設(shè)備，由于采用的標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，其開放性好、應(yīng)用廣泛以及高性能高可靠性，以太網(wǎng)通信技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主要通信標(biāo)準(zhǔn)。

工業(yè)交換機(jī)技術(shù)簡單小結(jié)：

（1）工業(yè)交換機(jī)直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)和交換機(jī)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)：

交換機(jī)一旦解讀到數(shù)據(jù)包目的地址，就開始向目的端口發(fā)送數(shù)據(jù)包。通常，交換機(jī)在接收到數(shù)據(jù)包的前6個(gè)字節(jié)時(shí)，就已經(jīng)知道目的地址，從而可以決定向哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)數(shù)據(jù)包。直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)速率快、減少延時(shí)和提高整體吞吐率。其缺點(diǎn)是交換機(jī)在沒有完全接收并檢查數(shù)據(jù)包的正確性之前就已經(jīng)開始了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。這樣，在通訊質(zhì)量不高的環(huán)境下，交換機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)所有的完整數(shù)據(jù)包和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包，這實(shí)際上是給整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)帶來了許多垃圾通訊包，交換機(jī)會(huì)被誤解為發(fā)生了廣播風(fēng)暴?？傊蓖ㄞD(zhuǎn)發(fā)技術(shù)適用與網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量較好、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包較少的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

交換機(jī)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)：

存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)要求交換機(jī)在接收到全部數(shù)據(jù)包后再?zèng)Q定如何轉(zhuǎn)發(fā)。這樣一來，交換機(jī)可以在轉(zhuǎn)發(fā)之前檢查數(shù)據(jù)包完整性和正確性。其優(yōu)點(diǎn)是：沒有殘缺數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，減少了潛在的不必要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。其缺點(diǎn)是：轉(zhuǎn)發(fā)速率比直接轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)慢。所以，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)比較適應(yīng)與普通鏈路質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

（2) 延時(shí)：

交換機(jī)延時(shí)是指從工業(yè)交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)包到開始向目的端口復(fù)制數(shù)據(jù)包之間的時(shí)間間隔。有許多因素會(huì)影響延時(shí)大小，比如轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)等等。采用直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的交換機(jī)有固定的延時(shí)。因?yàn)橹蓖ㄊ浇粨Q機(jī)不管數(shù)據(jù)包的整體大小，而只根據(jù)目的地址來決定轉(zhuǎn)發(fā)方向。所以，它的延時(shí)是固定的，取決于交換機(jī)解讀數(shù)據(jù)包前6個(gè)字節(jié)中目的地址的解讀速率。采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的交換機(jī)由于必須要接收完了完整的數(shù)據(jù)包才開始轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，所以它的延時(shí)與數(shù)據(jù)包大小有關(guān)。數(shù)據(jù)包大，則延時(shí)大；數(shù)據(jù)包小，則延時(shí)小。

（3) 管理功能：

工業(yè)交換機(jī)的管理功能是指交換機(jī)如何控制用戶訪問交換機(jī)，以及用戶對(duì)交換機(jī)的可視程度如何。通常，交換機(jī)廠商都提供管理軟件或滿足第三方管理軟件遠(yuǎn)程管理交換機(jī)。一般的交換機(jī)滿足SNMP MIB I / MIB II統(tǒng)計(jì)管理功能。而復(fù)雜一些的交換機(jī)會(huì)增加通過內(nèi)置RMON組（mini-RMON）來支持RMON主動(dòng)監(jiān)視功能。有的交換機(jī)還允許外接RMON探監(jiān)視可選端口的網(wǎng)絡(luò)狀況。

（4) 單/多MAC地址類型：

單MAC交換機(jī)的每個(gè)端口只有一個(gè)MAC硬件地址。多MAC交換機(jī)的每個(gè)端口捆綁有多個(gè)MAC硬件地址。單MAC交換機(jī)主要設(shè)計(jì)用于連接最終用戶、網(wǎng)絡(luò)共享資源或非橋接路由器。它們不能用于連接集線器或含有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)段。多MAC交換機(jī)在每個(gè)端口有足夠存儲(chǔ)體記憶多個(gè)硬件地址。多MAC交換機(jī)的每個(gè)端口可以看作是一個(gè)集線器，而多MAC交換機(jī)可以看作是集線器的集線器。每個(gè)廠商的交換機(jī)的存儲(chǔ)體Buffer的容量大小各不相同。這個(gè)Buffer容量的大小限制了這個(gè)交換機(jī)所能夠提供的交換地址容量。一旦超過了這個(gè)地址容量，有的交換機(jī)將丟棄其它地址數(shù)據(jù)包，有的交換機(jī)則將數(shù)據(jù)包復(fù)制到各個(gè)端口不作交換。

（5) 外接監(jiān)視支持：

一些交換機(jī)廠商提供“監(jiān)視端口”（monitoring port），允許外接網(wǎng)絡(luò)分析儀直接連接到工業(yè)交換機(jī)上監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)狀況。

（6) 擴(kuò)展樹：

由于工業(yè)交換機(jī)實(shí)際上是多端口的透明橋接設(shè)備，所以交換機(jī)也有橋接設(shè)備的固有問題—“拓?fù)洵h(huán)”問題（Topology Loops）。當(dāng)某個(gè)網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包通過某個(gè)橋接設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)網(wǎng)段，而返回的數(shù)據(jù)包通過另一個(gè)橋接設(shè)備返回源地址。這個(gè)現(xiàn)象就叫“拓?fù)洵h(huán)”。一般，交換機(jī)采用擴(kuò)展樹協(xié)議算法讓網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)橋接設(shè)備相互知道，自動(dòng)防止拓?fù)洵h(huán)現(xiàn)象。交換機(jī)通過將檢測到的“拓?fù)洵h(huán)”中的某個(gè)端口斷開，達(dá)到消除“拓?fù)洵h(huán)”的目的，維持網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)錁涞耐暾?。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，“拓?fù)洵h(huán)”常被推薦用于關(guān)鍵數(shù)據(jù)鏈路的冗余備份鏈路選擇。所以，帶有擴(kuò)展樹協(xié)議支持的交換機(jī)可以用于連接網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵資源的交換冗余。

（7) 全雙工和半雙工：

全雙工端口可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，但這要交換機(jī)和所連接的設(shè)備都支持全雙工工作方式。半雙工數(shù)據(jù)傳輸指數(shù)據(jù)可以在一個(gè)信號(hào)載體的兩個(gè)方向上傳輸，但是不能同時(shí)傳輸。

上述介紹很籠統(tǒng)、很容易理解，但這只是冰山一角，其實(shí)交換機(jī)還有很多專業(yè)知識(shí)技術(shù)，比如vlan技術(shù)等，隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，光纖光網(wǎng)絡(luò)、5G技術(shù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)工業(yè)交換機(jī)要求也越來越高，由于其具有性能高、相對(duì)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、組網(wǎng)靈活等特點(diǎn)，工業(yè)交換機(jī)也必將快速普及并應(yīng)用到各行各業(yè)中。