Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

Switch zarządzalny vs. switch niezarządzalny. Różnice, podobieństwa, zadania


Switch lub przełącznik sieciowy. Te urządzenie znane jest pod tymi dwoma nazwami. Zazwyczaj każdy wie jak podłączyć, żeby sieć działała poprawnie. Zasilamy przełącznik sieciowy, wpinamy przewód Internetowy, komputer, drukarkę (oczywiście wszystko podpinamy kablem sieciowym RJ45) i działa. Jak? O tym już nikt nie myśli, chyba że go to zainteresuje. Urządzenie samo w sobie nie jest skompilowane, zasada działania też. W procesie zrozumienia działania przełącznika sieciowego trzeba zadać pytanie…

Czym jest switch?

Switch jest urządzeniem sieciowym, które łączy segmenty sieci komputerowej. Przez takie połączenie segmentów budowana jest sieć lokalna. Przykładem segmentu sieci mogą być urządzenia sieciowe podpięte np.: w domu jednorodzinnym. Dostawca usług internetowych z zewnątrz przyciąga jeden kabel sieciowy lub światłowód, który wpinamy do routera. Wszystkie urządzenia podłączone do tego routera, czyli telefony, laptopy, komputery PC, drukarki itp. tworzą segment sieci komputerowej. Z tego przykładu można wywnioskować, że urządzenie takie jak router odseparowuje część sieci komputerowej od reszty. Do puli tych urządzeń sieciowych odseparowujących zalicza się switch oraz most.

Wśród wszystkich przełączników możemy wyróżnić switche zarządzalne i niezarządzalne. W przełącznikach sieciowych niezarządzalnych nie możemy skonfigurować żadnych dodatkowych ustawień, a w zarządzalnych wręcz przeciwnie. Te drugie dają nam możliwość zmiany wielu dodatkowych parametrów urządzenia. Ale o tym w dalszej części artykułu.

Budowa tradycyjnego przełącznika sieciowego

Przełączniki sieciowe, a szczególnie te dla przemysłu, wyposażone są w szereg gniazd o standardzie RJ-45. Zazwyczaj ich ilość zaczyna się od 4 gniazd, a większe mają ich 24 lub więcej. Wszystko zamknięte jest w obudowie wykonanej z plastiku lub metalu.

W branży automatyki spotykane switche są bardzo kompaktowe. Aby te zajmowały jak najmniej miejsca w szafie sterowniczej są bardzo niewielkie . Firma MOXA w swojej ofercie posiada przełączniki prawie tak małe jak pudełko TikTak-ów 😀 Są to modele z najnowszej serii EDS-2000-EL.

Każdy przełącznik sieciowy musi być zasilany przez zewnętrzne źródło. Jako, że jest to urządzenie dla przemysłu to zasilimy je napięciem 12, 24 lub 48V.  Switche firmy MOXA dodatkowo są przystosowane do łatwego montażu na szynie DIN.

Działanie przełącznika sieciowego

Wszystkie przełączniki sieciowe działają w oparciu o przełączanie ramek między segmentami sieci. Wybierany jest również port, na który dana ramka jest przekazywana. Jako, że urządzenia segmentu sieci pracują w drugiej warstwie modelu OSI (łącza danych) to proces przełączania odbywa się za pomocą adresów MAC. Proces ten nie potrzebuje znajomości adresów IP, ponieważ on należy do warstwy trzeciej).

Przełącznik sieciowy warstwy trzeciej posługuje się adresami MAC jak i adresami IP urządzeń. To tak jakby urządzenie sieciowe warstwy drugiej dodatkowo wymieniało dane na warstwie trzeciej.

Switche warstwy trzeciej istnieją dlatego, że działając wyłącznie na adresach MAC szybko trafilibyśmy na dwa główne ograniczenia:

#1 wielkość sieci

Switch działający w warstwie drugiej nie mógłby być podłączony do dużej sieci. Zbyt rozległa sieć spowodowałaby wzajemne zakłócanie się urządzeń w sieci. Dlaczego tak się dzieje? Ponieważ jedno urządzenie może wysyłać jednocześnie dane do wszystkich innych urządzeń. Jest to tzw. ruch rozgłoszeniowy. Rozwiązaniem tego jest podział takiej dużej sieci na kilka mniejszych podsieci, z czego każda z nich ma własny adres IP. Pozwala to na ograniczenie ruchu rozgłoszeniowego tylko do tej podsieci, w której znajduje się nadawca. Weliminowany zostaje wpływ urządzeń z jednej podsieci na inne urządzenia na resztę podsieci.

#2 widoczność urządzeń

Korzystanie wyłącznie z adresów MAC powoduje to, że adresy MAC są widoczne tylko i wyłącznie w obrębie danej podsieci. Ramka przechodząc przez urządzenie warstwy trzeciej dostaje nowy adres MAC nadawcy (adres przełącznika sieciowego warstwy trzeciej) i nowy adres odbiorcy. Nowy adres odbiorcy to jest adres docelowy lub adres MAC kolejnego routera, do którego trafi taka ramka.

Jeśli podsumujemy te dwa ograniczenia to widać przewagę switcha działającego w warstwie trzeciej a switchem działającym w warstwie drugiej. W danej podsieci urządzenia znajdą tylko i wyłącznie adresy MAC innych urządzeń z tej samej podsieci. Do innych urządzeń będących w innych podsieciach nie można wysłać ramki. Dlaczego? Bo ich adres MAC nie jest widoczny dla innej podsieci. Jeśli użyjemy do komunikacji adresów IP jest już możliwa komunikacja między dwoma podsieciami.  O ile wszystkie są poprawnie skonfigurowane. Jeśli opis dalej nie jest zbyt zrozumiały to schemat widoczności adresów MAC i IP na pewno rozwieje wszelakie wątpliwości.

A co się stanie gdy przełącznik  sieciowy otrzyma ramkę o adresie MAC, którego w danej podsieci nie ma? W tym przypadku ramka zostanie wysłana na wszystkie porty z wyjątkiem źródłowego.

Switch niezarządzalny

Taki switch podpięty i działający (plug & play) należy do rodzaju przełączników sieciowych niezarządzanych. Nie ustawimy tu żadnych dodatkowych parametrów.

Przykładem przełączników sieciowych niezarządzalnych są przełączniki firmy MOXA. Modele EDS-2005-ELP, EDS-2005-EL, EDS-2008-ELP i EDS-2008-EL to małe, niezawodne, niezarządzalne switche, które właśnie po wyjęciu z pudełka są gotowe do użycia. Podłączamy zasilanie oraz urządzenia w danej podsieci i gotowe!

Posiadają one 5 lub 8 miedzianych portów 10/100BaseT(x) (złącza RJ45), które idealnie nadają się do budowy nieskomplikowanych połączeń Ethernet w instalacjach przemysłowych. Switche posiadają również możliwość wyposażenia je w 1 port światłowodowy. Dostępne są również przełączniki DIP na obudowie. Dzięki nim możemy włączyć obsługę kolejkowania ruchu (QoS) oraz ochronę przed burza broadcastową (BSP).

Warto podkreślić, że firma MOXA na przełączniki sieciowe posiada aż 5 letnią gwarancję!

Switch zarządzalny

Switche zarządzalne mają tą samą zasadę działania co niezarządzalne. Jednak tu możemy je skonfigurować, czyli dostosować do indywidualnych potrzeb lub potrzeb infrastruktury sieci. Tylko po co mamy ustawiać dodatkowe rzeczy na przełączniku sieciowym? Na przykład w celu minimalizacji wystąpienia awarii w naszej instalacji poprzez utworzenie połączenia redundantnego między urządzeniami. Zabronić dostępu do naszej sieci poprzez filtrację adresów IP.

Niektóre przełączniki sieciowe potrafią bezpośrednio kablem Ethernetowym poprzez technologię PoE (Power over Ethernet) zasilać podłączone do nich urządzenia, np. kamery. Dzięki switchom zarządzalnym możemy regulować moc dostarczaną na urządzenia, a nawet sterować ich pracą.

Przykładem zarządzalnego switcha będzie SDS-3008 firmy MOXA. Do jego najważniejszych funkcji zdecydowanie można zaliczyć wsparcie protokołów przemysłowych: EtherNET/IP, PROFINET, Modbus/TCP. Protokoły te są konfigurowalne w konsoli webowej za pomocą kilku kliknięć!

To co wybrać?

Jeśli chodzi o główne zadania switchów zarzadzalnych i niezarządzalnych to są takie same: przekazanie ramki od nadawcy do odbiorcy poprzez analizę adresu MAC. Dzięki temu rozwiązaniu powstają lokalne sieci, które używane są na co dzień w domach jak i wielkich firmach/korporacjach. Dla nas automatyków switche pozwalają połączyć nie tylko komputery ale także urządzenia przemysłowe w jedna sieć, które potem możemy sterować z jednego miejsca. Lecz już w tym momencie przełączniki takie jak te od firmy MOXA wyróżniają bardzo niewielkimi rozmiarami co jest bardzo dużym plusem dla wszystkich.

Kiedy więc wybrać przełącznik zarzadzalny? Kiedy wiemy, że na pewno będziemy korzystać z jego wszystkich funkcji. Lub jest to konieczne w naszej instalacji. W innym przypadku nie ma sensu przepłacać za coś czego po prostu nie będziemy używać 😀



22 kwietnia 2020 / Kategoria: , , , , ,
  • Autor: Paulina Łapińska • iAutomatyka.pl
  • Absolwentka studiów inżynierskich na kierunku Automatyka i Robotyka na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej. Do zespołu iAutomatyka dołączyłam w lipcu 2019 roku na letni staż i zostałam na dłużej. Aktualnie łączę pracę redaktora ze studiami II stopnia. Podczas studiów aktywnie działam w kole naukowym robotyków i sekcji SumoMasters, gdzie po zajęciach buduję i programuje roboty Sumo. Jako redaktor na tym portalu łączę zawód automatyka z moją pasją do pisania i pracy z multimediami. Od zawsze interesowały mnie nowości i nowe technologie, a tutaj mam z nimi bezpośredni kontakt.
  • Profil Autora

Reklama

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!

Zapoznałem się i akceptuję klauzulę informacyjną.



.

NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

>KLIKNIJ<

ZA DARMO?!?! Przetestuj i zachowaj u siebie laserowy czujnik pomiarowy

ZA DARMO?!?! Przetestuj i zachowaj u siebie laserowy czujnik pomiarowy

>KLIKNIJ<

Laserowe spawanie złączy konektorowych

Laserowe spawanie złączy konektorowych

>KLIKNIJ<

Czujniki ultradźwiękowe do stosowania w ekstremalnie niskich temperaturach — seria L2 teraz w wersjach niskotemperaturowych

Czujniki ultradźwiękowe do stosowania w ekstremalnie niskich temperaturach — seria L2 teraz w wersjach niskotemperaturowych

>KLIKNIJ<

Nowe systemy do pakowania w ofercie antystatycznych mebli REECO

Nowe systemy do pakowania w ofercie antystatycznych mebli REECO

>KLIKNIJ<

Sieci zasilające DC i selektywność z wykorzystaniem VACON® NXP DCGuard™

Sieci zasilające DC i selektywność z wykorzystaniem VACON® NXP DCGuard™

>KLIKNIJ<

ActiveShuttle – wprawia logistykę wewnątrzzakładową w ruch

ActiveShuttle – wprawia logistykę wewnątrzzakładową w ruch

>KLIKNIJ<

Zakupy online w Endress+Hauser – poznaj nowe udogodnienia

Zakupy online w Endress+Hauser – poznaj nowe udogodnienia

>KLIKNIJ<

Jak stworzyć program? Pierwsze kroki w Codesys| Kurs programowania w Codesys odc. 1

Jak stworzyć program? Pierwsze kroki w Codesys| Kurs programowania w Codesys odc. 1

>KLIKNIJ<

Technologia PoE w automatyce przemysłowej i jej przyszłość

Technologia PoE w automatyce przemysłowej i jej przyszłość

>KLIKNIJ<

Szafy osuszające do zabezpieczania komponentów elektronicznych

Szafy osuszające do zabezpieczania komponentów elektronicznych

>KLIKNIJ<

Inteligentne kolumny sygnalizacyjne rewolucjonizują utrzymanie ruchu

Inteligentne kolumny sygnalizacyjne rewolucjonizują utrzymanie ruchu

>KLIKNIJ<

Smart Function Kit – wyższy poziom obsługi!

Smart Function Kit – wyższy poziom obsługi!

>KLIKNIJ<

Modernizacja zabezpieczeń – sprawna realizacja wirtualnych planów 3D

Modernizacja zabezpieczeń – sprawna realizacja wirtualnych planów 3D

>KLIKNIJ<

Zmniejszenie obciążenia chwilowego przy jednoczesnym wzroście bezpieczeństwa eksploatacyjnego

Zmniejszenie obciążenia chwilowego przy jednoczesnym wzroście bezpieczeństwa eksploatacyjnego

>KLIKNIJ<

#HOWTO: Sterowanie silnikiem krokowym z użyciem sterownika Kinco i panelu Array SH-300

#HOWTO: Sterowanie silnikiem krokowym z użyciem sterownika Kinco i panelu Array SH-300

>KLIKNIJ<

Zaprojektuj Fabrykę Przyszłości

Zaprojektuj Fabrykę Przyszłości

>KLIKNIJ<

Jak podłączyć przycisk E-STOP? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.1

Jak podłączyć przycisk E-STOP? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.1

>KLIKNIJ<

Systemy wizyjne YAMAHA w branży automotive  

Systemy wizyjne YAMAHA w branży automotive  

>KLIKNIJ<

YAMAHA wspiera badania nad 3D MID na Uniwersytecie w Norymberdze

YAMAHA wspiera badania nad 3D MID na Uniwersytecie w Norymberdze

>KLIKNIJ<

Gotowe rozwiązania dla podwykonawców infrastruktury przeciwdziałania epidemii

Gotowe rozwiązania dla podwykonawców infrastruktury przeciwdziałania epidemii





MOŻESZ SIĘ TYM ZAINTERESOWAĆ

  • 799 PLN
    Szkolenie jest wprowadzeniem do systemu sterowania PSS4000 i środowiska programowania PAS4000. W jego trakcie omówiona zostanie zarówno struktura sprzętowa, jak i programowanie, a także diagnostyka kompletnego systemu sterowania. Poruszane ...
    Czas trwania: 8h
    Link: Terminy
  • To rozwiązanie oparte o technologię LoRaWAN pozwala skutecznie realizować działania ograniczające ryzyko rozprzestrzeniania się wirusa . Możliwość automatycznej kontroli dystansu z jednoczesnym monitoringiem relacji i wstecznym śledzeniem k...
  • Seria EX-Z Czujniki z serii EX-Z to jedne z najmniejszych urządzeń tego typu na świecie. Najcieńszy model posiada grubość jedynie 3 mm co zostało osiągnięte przez zastosowanie nowych półprzewodników i dzięki temu wyeliminowanie przewodów. B...
  • Szkolenie dla automatyków, którzy chcą poznać najbardziej nowoczesne narzędzia do programowania systemów sterowania, którzy chcą dowiedzieć się więcej na temat Przemysłu 4.0 i łączenia świata IT ze światem automatyki. Czego nauczysz się na ...
    Czas trwania: 3 dni
    Link: Terminy
  • Szkolenie oparte na TwinCAT 3 dotyczące systemu bezpieczeństwa w maszynach. Czego nauczysz się na tym szkoleniu? Na tym szkoleniu uczymy Cię jak stworzyć logikę systemów bezpieczeństwa w najczęściej spotykanych maszynach, konfiguracjach i s...
  • Urządzenia firmy FATEK istnieją na rynku polskim od 2004 roku i stały się alternatywą dla już istniejących rozwiązań i urządzeń. Niezawodność, korzystna cena i możliwości sterowników PLC sprawiły, że zyskały one ogromne zainteresowanie prog...