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交換機和路由器有什麼差別?

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搞工控的都知道,其實自動化和IT是有很多交集的,比如說多個PLC組建一個以太網,或者是深層次的信息交換,甚至一些PLC需要直接連到以太網上等等,但是很多人搞不懂交換機和路由器,也不知道它們能否通用,今天從工控的角度為大家科普一下。

如果用一句話概括交換機和路由器的區別,可以簡單理解為“交換機相當於一個分線器,而路由器則有撥號上網功能”。

詳細一點來說,有以下幾點區別;

1、交換機和路由器的資料轉發所依據的物件不同

路由器則是利用不同網絡的ID號(即IP地址)來確定資料轉發的地址。而交換機是利用物理地址或者說MAC地址來確定轉發資料的目的地址。IP地址是在軟體中實現的,描述的是設備所在的網絡,有時這些第三層的地址也稱為協議地址或者網絡地址。MAC地址通常是硬體自帶的,由網卡生產商來分配的,而且已經固化到了網卡中去,一般來說是不可更改的。而IP地址則通常由網絡管理員或系統自動分配。

2、交換機和路由器的工作層次不同

最初的的交換機是工作在OSI/RM開放體系結構的資料鏈路層,也就是第二層,而路由器一開始就設計工作在OSI模型的網絡層。由於交換機工作在OSI的第二層(資料鏈路層),所以它的工作原理比較簡單,而路由器工作在OSI的第三層(網絡層),可以得到更多的協議信息,路由器可以做出更加智慧的轉發決策。

3、路由器可以分割廣播域;傳統的交換機只能分割衝突域,不能分割廣播域

由交換機連接的網段仍屬於同一個廣播域,廣播資料包會在交換機連接的所有網段上傳播,在某些情況下會導致通信擁擠和安全漏洞。連接到路由器上的網段會被分配成不同的廣播域,廣播資料不會穿過路由器。雖然第三層以上交換機具有VLAN功能,也可以分割廣播域,但是各子廣播域之間是不能通信交流的,它們之間的交流仍然需要路由器。

4、路由器提供了防火牆的服務

路由器僅僅轉發特定地址的資料包,不傳送不支持路由協議的資料包傳送和未知標的網絡資料包的傳送,從而可以防止廣播風暴。

路由器用於WAN-WAN之間的連接,可以解決異性網絡之間轉發分組,作用於網絡層。他們只是從一條線路上接受輸入分組,然後向另一條線路轉發。這兩條線路可能分屬於不同的網絡,並採用不同協議。交換機一般用於LAN-WAN的連接,交換機歸於網橋,是資料鏈路層的設備,有些交換機也可實現第三層的交換。相比較而言,路由器的功能較交換機要強大,但速度相對也慢,價格昂貴,第三層交換機既有交換機線速轉發報文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以廣泛應用。

那麼對於工控的朋友來說,如何應用它們呢?

一 一般情況下,工業控制網絡出於安全考慮不需要聯網,需要的特點是;功能單一,響應快速,這時候應該選擇交換機,此時的交換機起到的作用是快速交換信號,雖然這一功能路由器也可以作到,但成本高於交換機,且通訊速率會低於交換機。

二 如果希望將工業控制網絡連到以太網,此時需要使用路由器,因為交換機本身沒有上網的功能。

三 為什麼選擇工業路由器或者工業交換機?

我曾經做過一個專案,是一個西門子PLC無線通許的專案,多個PLC使用無線功能連接到一起,甲方處於價格考慮沒有使用西門子的SCALANCE,而是使用了普通的交換機,沒想到使用了不到一個月就出現了報警的情況,因為程式裡面做了通訊watch-dog,相應時間長就會報警,避免出現嚴重故障,分析原因是因為現場細微粉塵太大,普通交換機無法適應苛刻的現場條件,後來換成了工業交換機就沒有問題。

工業路由器和交換機對比普通的有以下特點;

1 穩定性。PLC路由器適用於工業場合,而普通路由器則用於家用和企業。PLC控制網絡對穩定性要求更高,因為很多場合是無人職守,那麼就要求該設備能夠長期穩定工作,而不會出現死機。

2 終端設備不同,普通交換機的終端只是電腦,印表機等等;而工業控制中有很多儀錶,PLC,變頻器甚至機器人等等都需要連到網絡中。

3 一些特殊的路由器還有內網穿透技術,即是在互聯網的一頭可以遠程訪問路由器下麵的PLC等以獲取信息或者監控等等。

 

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