【正文】 撲結(jié)構(gòu)變更機(jī)制。 BPDU 起著網(wǎng)橋間保留信息的作用。 在 RSTP 中，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變更只在非邊緣端口轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)時(shí)發(fā)生。 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變更通知（ TCN ）功能不同于 ，它減少了數(shù)據(jù)的溢流。 TCN 的接收使網(wǎng)橋?qū)⑥D(zhuǎn)發(fā)表中的所有內(nèi)容快速失效，而無(wú)論網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否受到影響。 TCN 行為的這一改變極大地降低了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變更過(guò)程中， MAC 地址的溢出量。除了從 沿襲下來(lái)的根端口和指定端口定義外，還定義了兩種新的作用（見圖 1 ）： 圖 1 這些 RSTP 中的新端口實(shí)現(xiàn)了在根端口故障時(shí)替代端口到轉(zhuǎn)發(fā)端口的快速轉(zhuǎn)換。 端口狀態(tài) 端口的狀態(tài)控制轉(zhuǎn)發(fā)和學(xué)習(xí)過(guò)程的運(yùn)行。根或指定端口在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中發(fā)揮著積極作用，而替代或備份端口不參與主動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 快速融合概述 如前所述， RSTP 旨在盡快地將根端口和指定端口轉(zhuǎn)成轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，以及將替代和備份端口轉(zhuǎn)成阻塞狀態(tài)。 圖 2 圖 2 介紹了將端口轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)發(fā)前達(dá)成的協(xié)定 / 建議握手。 在這種情況下，“ P1 ”將向交換機(jī) A 發(fā)送一個(gè)建議 BPDU 。因?yàn)?BPDU 包含較高的根優(yōu)先級(jí)，交換機(jī) A 在將新的根端口“ P2 ”轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)前，會(huì)先啟動(dòng)同步機(jī)制。 端口 3 （“ P3 ”）已滿足上述要求，因?yàn)樗呀?jīng)是阻塞的。但是，“ P4 ”是一種指定端口，需要阻塞。在收到交換機(jī) A 的認(rèn)可后，根交換機(jī)將立即將“P1”轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)發(fā)。 由于這種握手機(jī)制不依賴計(jì)時(shí)器，因此它可以快速地傳播至網(wǎng)絡(luò)邊緣，并在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變更后迅速恢復(fù)連接。需要說(shuō)明的是， 協(xié)議只適用于點(diǎn)到點(diǎn)鏈接。 多生成樹協(xié)議 在 Cisco MISTP[ 多實(shí)例生成樹協(xié)議 ] 的推動(dòng)下， MST 通過(guò)將一些基于 VLAN 的生成樹匯聚入不同的實(shí)例，并且每實(shí)例只運(yùn)行一個(gè)（快速）生成樹，從而改進(jìn)了 RSTP 的可擴(kuò)展性。每臺(tái)運(yùn)行 MST 的交換機(jī)都擁有單一配置，包括一個(gè)字母數(shù)字式配置名、一個(gè)配置修訂號(hào)和一個(gè) 4096 部件表，它與潛在支持某個(gè)實(shí)例的各 4096 VLAN 相關(guān)聯(lián)。重要的是請(qǐng)記住，配置屬性不同的交換機(jī)會(huì)被視為位于不同的區(qū)域。因此，區(qū)域的特征都包括在 BPDU 中。當(dāng)交換機(jī)接收到 BPDU 后，它會(huì)提取摘要，并將其與自身的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。 IEEE 引入了 IST （內(nèi)部生成樹）概念和 MST 實(shí)例。 IST 連接所有 MST 網(wǎng)橋，并從邊界端口發(fā)出、作為貫穿整個(gè)網(wǎng)橋域的虛擬網(wǎng)橋。它可以缺省運(yùn)行 RSTP ，無(wú)須額外配置。 MST 可以與傳統(tǒng)和 PVST+ 交換機(jī)互操作。 與傳統(tǒng)生成樹的互操作性 RSTP 和 MSTP 都能夠與傳統(tǒng)生成樹協(xié)議互操作。 為保留與基于 網(wǎng)橋的向后兼容性， IEEE 網(wǎng)橋在其端口上接聽 格式的 BPDU 。例如，在圖 3 中，交換機(jī) A 上的“ P4 ”一旦在至少兩倍的“ hello time ”中檢測(cè)到 PVST+ BPDU ，它就會(huì)發(fā)送 PVST+ BPDU 。 圖 3 圖 3 介紹了應(yīng)用于 VLAN 2000 的轉(zhuǎn)發(fā)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它映射至 RSTP/MSTP 區(qū)域中的 MST 2 。 MSTI BPDU 并未發(fā)送至邊界端口“P4”外，只有IST BPDU 是如此。然后， PVST+ 域接收 IST 上發(fā)送的 BPDU ，并選擇交換機(jī) B 作為 VLAN 2000 的根交換機(jī)（注：交換機(jī) B 是 IST 的根。為了避免可能導(dǎo)致環(huán)路的錯(cuò)誤配置，強(qiáng)烈建議為 MST 域中的 PVST+ 實(shí)例（即 IST 根）配置根交換機(jī)。以太網(wǎng)也必須建立冗余。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)由多臺(tái)交換機(jī)連接成環(huán)型，設(shè)備連接到交換機(jī)上。解決的方法是在以太網(wǎng)交換機(jī)上配置生成樹協(xié)議（）或快速生成樹協(xié)議（）。如果某一個(gè)運(yùn)行的網(wǎng)段出現(xiàn)故障，則阻塞的備用網(wǎng)段將會(huì)運(yùn)行起來(lái)，使網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。雙環(huán)拓?fù)淇梢越⒁粋€(gè)具有冗余的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的完全的冗余系統(tǒng)。圖2：雙環(huán)冗余美國(guó)卓越通訊的工業(yè)冗余環(huán)網(wǎng)交換機(jī) 美國(guó)卓越通訊TSC Carat50系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)是專為工業(yè)類客戶設(shè)計(jì)的支持冗余環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的通信設(shè)備，充分考慮到工業(yè)控制對(duì)通訊系統(tǒng)可靠性的要求，采用TSC獨(dú)有的環(huán)網(wǎng)協(xié)議，其鏈路故障恢復(fù)時(shí)間達(dá)到了300ms 以內(nèi)，完全采用封閉金屬褶皺散熱結(jié)構(gòu)，適用于高溫、灰塵、強(qiáng)電磁等惡劣環(huán)境。該機(jī)型環(huán)網(wǎng)設(shè)置已經(jīng)高度智能化，無(wú)須現(xiàn)場(chǎng)PC設(shè)置，智能確認(rèn)開關(guān)的使用既使得網(wǎng)絡(luò)工程師的現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單，又確保通訊系統(tǒng)安全可靠。高性能：Carat50工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)可提供全線速無(wú)阻塞100M轉(zhuǎn)發(fā)，構(gòu)筑“SupremeRing”環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。讓您的自動(dòng)化系統(tǒng)保持正常工作。減少了與其他支持以太網(wǎng)設(shè)備與 Carat相連接時(shí)候出現(xiàn)的兼容性問(wèn)題。電源故障時(shí)，提供繼電器報(bào)警輸出，便于技術(shù)人員對(duì)故障作出快速反應(yīng)。IP30級(jí)別防護(hù)等級(jí)，10℃～+70℃寬工作溫度，確保產(chǎn)品在嚴(yán)苛的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作良好。通過(guò)前面板按鍵簡(jiǎn)單設(shè)置即可構(gòu)建堅(jiān)固可靠的“SupremeRing”環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。 對(duì)于以太網(wǎng)不適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題，工業(yè)以太網(wǎng)可以通過(guò)多種途徑，如改善傳統(tǒng)的以太網(wǎng)電纜、采用網(wǎng)關(guān)，還有采用PCBASED方案和ONCHIP設(shè)備等方法來(lái)解決工業(yè)以太網(wǎng)對(duì)工業(yè)環(huán)境的適應(yīng)問(wèn)題。CSMA/CD協(xié)議，即“帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)”。如果鏈路正被其它的站點(diǎn)使用，該站點(diǎn)等待鏈路空閑再傳輸；如果鏈路空閑，則立即傳輸。正是由于CSMA/CD的工作原理，造成數(shù)據(jù)傳輸有可能經(jīng)歷不可預(yù)見的延時(shí)，甚至長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法發(fā)送的情況。 工業(yè)控制系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)的傳輸不僅速度快，而且要求響應(yīng)快，即通信的實(shí)時(shí)性要好。因此，工業(yè)以太網(wǎng)需要解決商用以太網(wǎng)存在的實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的問(wèn)題，以使工業(yè)以太網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)通信，滿足工業(yè)控制的要求。經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的工業(yè)以太網(wǎng)響應(yīng)時(shí)間可以小于4ms，可滿足大多數(shù)工業(yè)過(guò)程控制的要求。傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用共享式集線器，由于共享式集線器的結(jié)構(gòu)和功能僅僅是一種物理層中繼器，因此連接到共享式集線器上的所有站點(diǎn)共享一個(gè)帶寬，遵循CSMA/CD協(xié)議進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。這樣，不同端口可以形成多個(gè)數(shù)據(jù)通道，端口之間的數(shù)據(jù)輸入和輸出不再受CSMA/CD的約束，可以大大提高網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)站點(diǎn)的帶寬，從而提高了交換式以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能。即使是交換式以太網(wǎng)，由于一個(gè)端口是一個(gè)沖突域，在半雙工情況下仍不能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 3采用虛擬局域網(wǎng)（VLAN）技術(shù)。實(shí)際上，VLAN就是一個(gè)廣播域，不受地理位置的限制，可以根據(jù)部門職能、對(duì)象組和應(yīng)用等因素將不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)用戶劃分為一個(gè)邏輯網(wǎng)段。工業(yè)過(guò)程控制中控制層單元在數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性和安全性方面都要與普通單元區(qū)分開來(lái)，使用虛擬局域網(wǎng)在工業(yè)以太網(wǎng)的開放平臺(tái)上做邏輯分割，將不同的功能層、不同的部門區(qū)分開，從而達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)的整體安全性和簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理的目的。靜態(tài)端口分配指的是網(wǎng)絡(luò)管理人員利用網(wǎng)管軟件或直接設(shè)備交換機(jī)的端口，使其直接從屬某個(gè)虛擬網(wǎng)，這些端口將保持這樣的從屬性，除非網(wǎng)管人員重新設(shè)置；動(dòng)態(tài)虛擬網(wǎng)指的是支持動(dòng)態(tài)虛擬網(wǎng)的端口可以借助智能管理軟件自動(dòng)確定它們的從屬；多虛擬網(wǎng)端口配置支持一個(gè)用戶或一個(gè)端口同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)虛擬網(wǎng)，這樣可以將一臺(tái)控制層計(jì)算機(jī)配置成多個(gè)部門可以同時(shí)訪問(wèn)、也可以同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)虛擬網(wǎng)的資源。IP 是指IP的服務(wù)質(zhì)量（quality of service），亦即IP數(shù)據(jù)流通過(guò)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的性能，它的目的是向用戶提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證。QoS網(wǎng)絡(luò)可以區(qū)分實(shí)時(shí). 非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在工業(yè)以太網(wǎng)中采用QoS技術(shù)，可以識(shí)別來(lái)自控制層的擁有較高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)，并對(duì)它們優(yōu)先處理，為工業(yè)控制數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通信提供一種保障機(jī)制。 世界上有一些國(guó)際組織正在從事推動(dòng)以太網(wǎng)進(jìn)入控制領(lǐng)域的工作，如IEEE著手制訂現(xiàn)場(chǎng)總線和Ethernet通信的新標(biāo)準(zhǔn)。AGE，Kuka及Phoenix Contact等公司在2000年3月成立了IDA（Interface for Distributed Automation）組織，致力于開發(fā)一種基于Ethernet TCP/IP的標(biāo)準(zhǔn)化的開放的通信接口。 2001年11月，IDA組織公布了它的第一份技術(shù)規(guī)范，與上面介紹的從通信技術(shù)方面做的改進(jìn)不同，IDA為以太網(wǎng)建立一個(gè)新的實(shí)時(shí)通信用戶層，采用一種新的通信協(xié)議———RTPS（realtime publish/subscribe）實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信，RTPS的實(shí)現(xiàn)則由一個(gè)中間件來(lái)完成。近年來(lái)，由于國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作沒(méi)有達(dá)到人們理想中的結(jié)果，以太網(wǎng)及TCP/IP技術(shù)逐步在自動(dòng)化行業(yè)中得到應(yīng)用，并發(fā)展成為一種技術(shù)潮流。一是工廠自動(dòng)化技術(shù)與IT技術(shù)結(jié)合，與互連網(wǎng)Internet技術(shù)結(jié)合，成為未來(lái)可能的制造業(yè)電子商務(wù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)雛形。另一個(gè)方面，即以太網(wǎng)能否在工業(yè)過(guò)程控制底層，也就是設(shè)備層或稱為現(xiàn)場(chǎng)層廣泛應(yīng)用？ 能否成為甚至取代現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)成為統(tǒng)一的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)？這些問(wèn)題實(shí)為目前自動(dòng)化行業(yè)專家們爭(zhēng)論的熱點(diǎn)。1． 以太網(wǎng)指的是什么 什么是“以太網(wǎng)”？以及相關(guān)的IEEE ，但我們自動(dòng)化技術(shù)工程師未必清