آموزش ها و مقالات, مطالب آموزشی شبکه

سوئیچ‌های صنعتی را بیشتر بشناسید

همان طور که می‌دانید فضاهای صنعتی اغلب اوقات شرایط محیطی و دمایی تحت فشار و متفاوتی دارند – در مقایسه با فضاهای معمولی.

به همین خاطر تجهیزاتی که برای این محیط‌ها طراحی می‌شوند باید با دما، رطوبت، تداخلات الکترومغناطیسی و میزان آلودگی تولیدی این فضا سازگار باشند.

یکی از این تجهیزات سوئیچ‌های صنعتی شبکه هستند. ما در این مطلب قصد داریم که نگاه دقیق‌تری به این مدل‌ها داشته باشیم. با ما باشید.

سوئیچ‌های صنعتی با نام سوئیچ اترنت صنعتی – Industrial Ethernet Switch هم شناخته می‌شوند. اینجا منظور همان سوئیچ اترنتی است که تحت کنترل محیط صنعتی قرار می‌گیرد.

این سوئیچ‌ها از پروتکل‌های یکپارچه و کاملا شفاف TCP/IP استفاده می‌کنند. از طرفی اینجا شبکه به اصلی‌ترین استاندارد ارتباطی در زمینه کنترل صنعتی تبدیل شده است.

همان طور که در بخش مقدمه هم اشاره کردیم  سوئیچ‌های صنعتی به منظور انجام عملیات در محیط‌های سخت طراحی شده‌اند و دارای عملکردی کاملا مقاوم هستند.

همچنین به لطف طیف گسترده محصولات و پیکربندی‌های منعطف پورت‌ها، به راحتی می‌تواند تمامی نیازهای مختلف مرتبط با صنعت را بر طرف کند. جالب‌تر اینکه این محصول به طور اختصاصی برای رنج دمایی با درجه حفاظتی IP30 طراحی شده است – به علاوه اینکه دارای پروتکل‌های افزونگی حلقه و استاندارد می‌باشد.

معرفی

در بخش لایه‌های داده شبکه(Data Network)، لایه شبکه(Network) و لایه پروتکل(Protocol) تفاوت اساسی دیده نمی‌شود. با این حال این سوئیچ‌ها نیازمندی‌های آنی کنترل صنعتی، امنیت شبکه، ایمنی اصلی و امنیت ضد انفجاری شبکه را تامین می‌کنند.

از طرفی فاکتورهایی مثل برخی از مسائل فنی، اقدامات مرتبط با محیط‌های صنعتی ضد آب، ضد لرزش و … اساسا با هسته سوئیچ‌های اترنت تجاری تفاوتی ندارند. درست مانند تفاوت بین PC و IPC.

.

ساختار شبکه

همان طور که تا الان هم چندباری اشاره کردیم، سوئیچ‌های اترنت صنعتی به طور کاملا اختصاصی و ویژه‌ای به منظور رفع نیازهای متنوع اپلیکیشن‌ها و برنامه‌های محیط صنعتی طراحی شده‌اند. در واقع هدف آن‌ها ارائه راه‌حل‌های کاملا مقرون به صرفه و اقتصادی جهت رفع مشکلات و ارتباطات صنعتی است.

متد شبکه در این جا بیشتر بر روی طراحی حلقه – loop design تمرکز کرده است. در این حلقه ما با single ring – حلقه تکی و multi-ling(حلقه  چندتایی) سر و کار داریم.

البته که علاوه بر تمامی این‌ها تعدادی پروتکل حلقه خصوصی هم داریم که توسط تولیدکننده‌های مختلفی و بر اساس STP و RSTP طراحی شده‌اند. از این نمونه‌ها می‌توانیم به RingOn، RingOpen open loop، FRP Ring و turbo Ring اشاره کنیم.

جالب است بدانید که توسعه در بخش هاب‌ها منجر به ساخت دستگاهی به نام سوئیچ مدیریت نشده – unmanaged شده است. این موضوع مسئله مسیریابی پیام‌ها از یک پورت به پورت دیگر را هوشمندانه‌تر کرده است – نسبت به هاب‌ها.

از طرفی سوئیچ‌های مدیریت نشده به صورت کاملا خودکار سرعت شبکه دستگاه‌های موجود را شناسایی می‌کنند.

علاوه بر این‌ها دارای قابلیتی به اسم MAC address table هستند، قابلیتی که اجازه می‌دهد دستگاه‌ها را در شبکه شناسایی کنند و همچنین به یاد داشته باشند.

به عنوان مثال اگر که پورت شماره ۲ پیغامی حاوی یک کد شناسایی دریافت کند، در نتیجه سوئیچ تمامی پیام‌ها را همراه با همان کد شناسایی به پورت ۲ ارسال می‌کند.

این قابلیت هوشمند نه تنها از ازدحام بسته‌ها جلوگیری می‌کند بلکه عملکرد انتقال را بهبود می‌بخشد – پیشرفتی چشمگیر نسبت به هاب‌ها. با این حال، سوئیچ‌های مدیریت نشده قادر به اجرای هیچ گونه فرمی از شناسایی ارتباطات و پیکربندی‌های افزونگی نیستند.

با این حال انتظار می‌رود که نسل بعدی از دستگاه‌های اترنت متصل، سوئیچ‌های مدیریت شده باشند. این سوئیچ‌ها، یعنی سوئیچ‌های مدیریت شده نسب به هاب‌ها و سوئیچ‌های مدیریت نشده ساختار و عملکرد بسیار پیچیده‌تری دارند و اینکه نسبت به سوئیچ‌های مدیریت نشده سه تا چهار برابر گران‌تر هستند!

سوئیچ‌های Managed نه تنها قابلیت‌های بیشتری را در اختیارتان قرار می‌دهند بلکه عموما تنها به وسیله یک رابط مبتنی بر شبکه پیکربندی می‌شوند. این مدل می‌تواند به صورت اتوماتیک و تماما خودکار با دستگاه‌های شبکه تعامل داشته باشند.

از طرفی کاربران می‌توانند خودشان به راحتی و به صورت دستی سرعت شبکه و جریان کنترل را برای هر پورت تنظیم کنند. از آن جایی که برخی از دستگاه‌های قدیمی‌تر ممکن است از قابلیت خودکار این فرآیند پشتیبانی نکنند، در نتیجه امکان تنظیم دستی به کمک‌شان می‌آید.

اکثر سوئیچ‌های مدیریت شده قابلیت‌های پیشرفته‌تری مانند SNMP جهت نظارت از راه دور، پیکربندی، نقشه‌یابی پورت‌ها به منظور شناسایی، VLANها جهت دسته‌بندی دستگاه‌های شبکه، عملکرد رتبه‌بندی الویت برای دسته‌بندی پیام‌ها و … را فراهم می‌کنند.

با استفاده از یک سوئیچ Managed یا همان مدیریت شده شما می‌توانید به راحتی یک شبکه اضافی راه اندازی کنید. علاوه بر این‌ها سوئیچ‌های مدیریت شده در کنار توپولوژی رینگ یا همان حلقه یک شبکه حلقه‌ای می‌سازند.

جالب‌تر اینکه هر کدام از سوئیچ‌های مدیریت شده می‌توانند به صورت کاملا خودکار مسیر انتقالات نوری و جایگزین را شناسایی کنند. در نتیجه به صورت اتوماتیک زمانی که مسیرهای الویت‌بندی شده مسدود هستند مسیرهای جایگزین را نیز بلاک کنند.

سوئیچ‌های مدیریت شده با روش‌های بسیاری مدیریت می‌شوند. از طریق پورت سریال RS-232 گرفته(یا همان پورت موازی) تا مدیریت مرورگر وب و حتی نرم افزار مدیریتی شبکه.

1. مدیریت از طریق پورت‌های سریال

همان طور که خودتان هم می‌دانید سوئیچ‌های مدیریتی شبکه به منظور نظارت بر روی سوئیچ به همراه کابل‌های سریال عرضه می‌شوند.

ابتدا یک انتهای این کابل سریال به پورت سریال که در قسمت پشتی سوئیچ قرار گرفته متصل می‌شود و قسمت انتهایی دیگر به یک پورت سریال معمولی کامپیوتر وصل می‌شود. در نهایت هم باید سوئیچ و کامپیوتر را روشن کنید.

فراموش نکنید که برنامه HyperTerminal در هر دو ویندوز ۹۸ و ویندوز ۲۰۰۰ موجود است. اینجا باید برنامه HyperTerminal را باز کنید. بعد از اینکه پارامترهای ارتباطی را مشخص کردید می‌توانید از طریق کابل سریال با خود سوئیچ در تعامل باشید.

از آن جایی که این متد پهنای باند سوئیچ را اشغال نمی‌کند به آن out of band می‌گویند.

شاید برایتان جالب باشد بدانید که سوئیچ در این حالت مدیریتی یک رابط کنسول مبتنی بر منو یا خط فرمان هم در اختیارتان می‌گذارد.

شما می‌توانید با انتخاب تب‌ها و گزینه‌های زیرمجموعه آن‌ها و در نهایت با فشردن Enter هر کدام از دستورات را اجرا کنید، یا حتی با اجرای مجموعه‌ای از دستورات مدیریت سوئیچ بر روی آن نظارت داشته باشید.

فراموش نکنید که مجموعه دستورات هر سوئیچ با توجه به برند تولیدکننده آن می‌تواند متفاوت باشد. حتی گاها سوئیچ‌هایی که تولید یک شرکت یکسان هم هستند مجموعه دستورات متفاوتی دارند.

با این حال استفاده از منوی دستورات از نظر عملیاتی ساده‌تر خواهد بود.

2. مدیریت از طریق وب

همان طور که گفتیم یکی از گزینه‌های مدیریت سوئیچ‌های managed استفاده از مرورگر وب می‌باشد. با این حال حتما باید یک آدرس IP به سوئیچ اختصاص دهید. این آدرس IP هیچ استفاده‌ای غیر از شناسایی و مدیریت سوئیچ ندارد.

از طرفی نباید فراموش کنید که این سوئیچ به صورت پیش فرض IP ندارد. برای این که بتوانید یک آدرس IP برای آن مشخص کنید باید به سراغ منو پورت‌های سریال بروید – در نتیجه می‌توانید حالت مدیریت/نظارتی را فعال کنید.

زمانی که از یک مرورگر وب جهت مدیریت سوئیچ استفاده می‌کنید، سوئیچ شبیه به یک وب سرور عمل می‌کند. با این حال صفحات وب بر روی هارد دیسک ذخیره نمی‌شوند و در عوض بر روی NVRAM سوئیچ قرار می‌گیرند.

در نهایت اینکه برنامه وب موجود بر روی NVRAM می‌تواند توسط خود نرم افزار بروز رسانی شود. اینجا زمانی که مدیریت، IP سوئیچ را در مرورگر وارد می‌کند سوئیچ درست شبیه به یک سرور به سراغ کامپیوتر مورد نظر می‌رود.  درست مانند این است که از یک صفحه وب بازدید می‌کنید.

این روش از پهنای باند سوئیچ استفاده می‌کند، به همین منظور هم آن را in band می‌نامند.

اگر که می‌خواهید خودتان سوئیچ را مدیریت کنید تنها کافیست که بر روی آیتم‌های عملکردی در صفحه وب کلیک کنید. اینجا می‌توانید گزینه‌ها و پارامترهای مورد نظرتان را از کادر متنی یا منوهای کشویی تغییر دهید.

از آن جایی که می‌توانید به کمک یک LAN مدیریت وب را انجام دهید در نتیجه به مدیریت از راه دور/ریموت هم دسترسی خواهید داشت.

3. مدیریت از طریق نرم افزار مدیریت شبکه

روش بعدی استفاده از نرم افزار مدیریت شبکه است. اینجا تمامی مدیریت سوئیچ‌های شبکه از طریق پروتکل‌های SNMP انجام می‌شوند. SNMP کوتاه شده عبارت Simple Network Management Protocol می‌باشد.

پروتکلی که شامل مجموعه‌ای از نیازمندی‌های مدیریتی تجهیزات شبکه است و با استانداردهای بین المللی هم سازگار هستند.

به یاد داشته باشید، هر دستگاهی که بتواند با پروتکل SNMP سازگار باشد به راحتی می‌تواند به کمک نرم افزار مدیریت شبکه نظارت شود.

اینجا تنها باید مجموعه‌ای از نرم افزارهای مدیریتی SNMP شبکه را بر روی یک ورک استشین مدیریتی شبکه نصب کنید – در نتیجه می‌توانید به راحتی سوئیچ‌ها، روترها و حتی سرورها را زیر نظر بگیرید – از طریق شبکه و به کمک LAN.

این نرم افزار همچنین به اسم متد in-band هم شناخته می‌شود.

همان طور که تا اینجا متوجه شده‌اید، مدیریت سوئیچ‌های مدیریتی شبکه به ۳ روش قابل انجام است. به نظر شما از کدام روش استفاده می‌شود؟ خب، در تنظیمات ابتدایی و اولیه سوئیچ بهتر است که از مدیریت out-of-band بگذرید و به سراغ روش in-band بروید.

البته بعد از اینکه آدرس IP را مشخص و تنظیم کردید. از آن جایی که در مدیریت in-band از یک LAN استفاده می‌شود بنابراین به راحتی به دسترسی ریموت/از راه دور هم خواهید رسید – البته که اینجا میزان امنیتی که ارائه می‌شود به نسبت کمتر است.

اگر یادتان باشد در روش out-of-band از یک پورت سریال استفاده می‌شود.

اینجا داده‌ها تنها بین سوئیچ و ماشین مدیریتی نقل و انتقال پیدا می‌کنند، در نتیجه با امنیت بیشتری سر و کار دارید. اما این تمام ماجرا نیست! اینجا به دلیل محدودیت‌هایی که در طول کابل‌های سریالی وجود دارد نمی‌توانید به مدیریت ریموت هم دسترسی داشته باشید.

با تمام این‌ها، انتخاب روش مناسب مدیریتی تنها به نیازها و چهارچوب‌های امنیتی که برای سیستم‌تان در نظر گرفته‌اید بستگی دارد و ابتدا باید درک روشنی از این الزامات داشته باشید.

سوئیچ‌های صنعتی به طور گسترده‌ای در زمینه‌های استخراج ذغال سنگ، نقل و انتقالات ریلی، اتوماسیون‌های کارخانه‌ای، سیستم‌های تصفیه آب و همچنین امنیت شهری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تفاوت بین سوئیچ‌های صنعتی و سوئیچ‌های تجاری در چیست؟

تفاوت اصلی سوئیچ‌های اترنت صنعتی و نمونه‌های تجاری در قابلیت‌ها و عملکردهایی هستند که در اختیار کاربران می‌گذارند.

وقتی از تفاوت عملکردی صحبت می‌کنیم بیشتر منظورمان این است که سوئیچ‌های اترنت صنعتی از نظر عملیاتی به استانداردهای ارتباطات صنعتی شبکه نزدیک‌تر هستند. به عنوان مثال اتصال به فیلدباس‌های مختلف، افزونگی دستگاه‌ها و دستگاه‌های real-time.

اما تفاوت عملکردی منظور تفاوت‌هایی هستند که این دو سوئیچ از نظر پارامترهای خارجی محیطی با هم دارند.

همان طور که می‌دانید محیط‌های صنعتی مانند معادن ذغال سنگ، کشتی‌رانی و … استانداردهای ویژه‌ای برای سازگاری‌های الکترومغناطیسی، دما، رطوبت، گرما و همچنین گرد و غبار دارند.

از میان تمامی این موارد، دما بیشترین تاثیر را بر روی تجهیزات شبکه صنعتی خواهد داشت.

اجزا

برای انتخاب اجزای سوئیچ‌های اترنت صنعتی باید قوانین و الزامات بیشتری را رعایت کنید. فراموش نکنید که این سوئیچ‌ها باید با نیازهای بخش‌های مختلف محیط‌های صنعتی کاملا سازگار باشند.

محیط مکانیکی

سوئیچ‌های اترنت صنعتی با محیط‌های خشن و مکانیکی سازگاری بیشتری دارند. از لرزش‌ و شوگ گرفته تا خوردگی، گرد و غبار و حتی رطوبت بیش از اندازه.

شرایط اقلیمی

این سوئیچ‌ها(اترنت صنعتی) برای شرایط اقلیمی با دما و رطوبت بیشتر مناسب‌تر هستند.

محیط الکترومغناطیسی

یکی دیگر از ویژگی‌های اصلی سوئیچ‌های اترنت صنعتی قابلیت ضد تداخل جریان‌های الکترومغناطیسی است. در نتیجه این مدل‌ها در برابر چنین جریان‌هایی کاملا ایمن هستند.

ولتاژ عملیاتی

سوئیچ‌های اترنت صنعتی رنج وسیعی از ولتاژ عملیاتی را پوشش می‌دهند. در حالی که سوئیچ‌های تجاری به ولتاژ‌های بیشتری نیاز دارند.

طراحی منبع تغذیه

اکثر اوقات سوئیچ‌های تجاری تنها از یک منبع تغذیه تکی استفاده می‌کنند. اما سوئیچ‌های مدل صنعتی از دو منبع تغذیه پشتیبان بهره‌مند هستند.

متدهای نصب و راه اندازی

سوئیچ‌های صنعتی بر روی رک‌ها و ریل‌های DIN قابل نصب هستند. برعکس، سوئیچ‌های تجاری عموما فقط بر روی رک‌ها و دسکتاپ نصب و راه اندازی می‌شوند.

متدهای خنک‌سازی

سوئیچ‌های تجاری جهت خنک‌سازی از یک محفظه بدون فن برای پراکنده کردن گرمای اضافی استفاده می‌کنند. اما مدل تجاری با فن‌های توزیع شده – Distributed عرضه می‌شوند.

این تمام چیزی بود که باید در رابطه با سوئیچ‌های صنعتی/سوئیچ‌های اترنت صنعتی می‌دانستید. همان طور که دیدید اصلی‌ترین تفاوت این نمونه با نمونه‌های دیگر مقاومت و دوام آن‌ها در شرایط محیطی و کاری تحت فشار است.

همچنین از آن جایی که این مدل‌ها مقاومت و عملکرد بهتری در چنین شرایط اقلیمی دارند از نظر قیمت نسبت به نمونه‌های معمولی گران‌تر هستند.

اگر که باز هم سوالی در مورد ویژگی‌ها و قابلیت‌های سوئیچ‌های صنعتی دارید حتما با کارشناسان ما در بخش فروش در تماس باشید.

بازگشت به لیست

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

*

code