網(wǎng)絡(luò)冗余

　　網(wǎng)絡(luò)冗余是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)保障策略。作為快速反應(yīng)備份系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)冗余的目的是減輕意外中斷的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)即時(shí)響應(yīng)保證生產(chǎn)連續(xù)，從而降低關(guān)鍵數(shù)據(jù)流上任意一點(diǎn)失效所帶來(lái)的影響。

　　像Belden的Hirschmann MACH100之類(lèi)的管理型交換機(jī)，對(duì)于冗余網(wǎng)絡(luò)的績(jī)效非常重要。如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)連接損壞，這些交換機(jī)會(huì)啟動(dòng)快速響應(yīng)，關(guān)閉冗余通道。

　　任何需要具備高可靠性或者在關(guān)鍵場(chǎng)合應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，都需要數(shù)據(jù)通道冗余，在一條路徑出現(xiàn)故障的時(shí)候有另外一條保證通訊暢通。當(dāng)然，工業(yè)等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)元件，比如加固開(kāi)關(guān)以及強(qiáng)化或者鎧裝線纜，都可以降低零件損壞或者破損的可能，然而如果開(kāi)關(guān)失效或者線纜損壞的時(shí)候，冗余系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，避免關(guān)鍵通訊和數(shù)據(jù)流中斷。這樣做的好處是，在法律規(guī)定需要保持?jǐn)?shù)據(jù)監(jiān)控、保留精確流程控制記錄的場(chǎng)合，比如在冶金、造紙、水及污水處理、食品飲料和制藥行業(yè)，就需要有冗余通道，因?yàn)樯a(chǎn)停頓會(huì)直接影響下游廠商，甚至有時(shí)候都會(huì)影響到上游的供應(yīng)商。任何的生產(chǎn)停滯，都會(huì)帶來(lái)大量的產(chǎn)品破損、丟棄和浪費(fèi)。

　　實(shí)施網(wǎng)絡(luò)冗余策略，需要取決于很多因素，其中很大程度上要依賴(lài)于應(yīng)用和現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)—也就是系統(tǒng)、流程和設(shè)備的部署情況和位置，以及線纜的架構(gòu)。簡(jiǎn)單說(shuō)，特定的冗余方法適用于特定的系統(tǒng)配置。
 

最為廣泛使用的兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)型的冗余協(xié)議是：

　　快速生成樹(shù)協(xié)議（RSTP），使用一種算法確定哪些路徑用于主要通訊，哪些作為冗余，哪些路徑是最可靠的。這種方法最適用于帶有多個(gè)冗余鏈接的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也可以用于環(huán)形拓?fù)洹STP不能大規(guī)模升級(jí)，恢復(fù)時(shí)間要超過(guò)一秒，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)要慢于一些自動(dòng)化工業(yè)過(guò)程的要求。

　　鏈路群，并不是一種真正的方法，但是它可以將多個(gè)鏈接成組為一條虛擬鏈接。考慮這樣一種情況，兩地之間有最多八條鏈接。如果現(xiàn)在有八條百兆帶寬的鏈接，鏈路群可以讓組合成一條八百兆帶寬的鏈接。在這種情況下，如果一條連接失效或者損壞，系統(tǒng)的帶寬就會(huì)降低到七百兆，但是仍然還是完好的。鏈路群方法經(jīng)常與RSTP方法搭配使用，但是和RSTP一樣，這種方法的回復(fù)速度也要達(dá)到甚至超過(guò)一秒。

　　通常使用的專(zhuān)用型冗余協(xié)議包括：
 

　　環(huán)形協(xié)議，具有可用性、可靠性高的特點(diǎn)，并且性能可以預(yù)測(cè)。環(huán)形協(xié)議與網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不兼容，但是這種協(xié)議非常容易升級(jí)。測(cè)試顯示，在一個(gè)最多達(dá)到200個(gè)開(kāi)關(guān)的環(huán)中，恢復(fù)時(shí)間仍然非常短，通訊可以保持連續(xù)。專(zhuān)用型環(huán)形協(xié)議的主要供應(yīng)商，現(xiàn)在提供的產(chǎn)品恢復(fù)時(shí)間經(jīng)?？梢赃_(dá)到300毫秒或者更低，而最新的產(chǎn)品恢復(fù)時(shí)間甚至可以低于10毫秒。

　　雙重或者冗余耦合是另外一種選擇，它的恢復(fù)時(shí)間在200毫秒左右。這種方法可以用來(lái)提供冗余功能，或者連接專(zhuān)用型或者標(biāo)準(zhǔn)型環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)果，在環(huán)間或者不同層級(jí)的網(wǎng)絡(luò)之間形成冗余連接。