1. 工业现场布置以太网时对电缆有什么要求?
在工业现场布置以太网时,可以使用屏蔽双绞线(STP)、非屏蔽双绞线(UTP)和光纤。可以使用5类、5e、6类和6e的双绞线。电缆的等级越高,它的性能就越好,所需的EMC保护就越少。推荐100M时使用5e以上的双绞线,1000M推荐使用6类以上的双绞线。使用光纤具有更强的噪音抗扰性,可以传输更长的距离。
2. 双绞线和光纤的传输距离
在常温(20度)下,交换机与网卡间的双绞线最大传输距离为100米,当线缆的温度上升时,信号就会衰减,导致传输距离变短;当电缆周围干扰比较大时,也会传输距离变短,因此实际安装时应该小于90米。
光纤可传输更长的距离,多模光纤在100M的速度下可以传输2km,多模光纤在1000M的速度下使用直径为50um的光纤可以传输550m,多模光纤在1000M的速度下使用直径为62.5um的光纤可以传输220m。
单模光纤可以传输距离为10km。
光纤的实际传输距离与光纤模块、光纤的类型和直径以及光纤安装时的弯曲半径有关。
下表是Stratix 系列光纤模块的传输距离
3. 以太网双绞线安装时应注意哪些事项?
按照电磁兼容性(EMC)标准,网络通讯属于EMC-2,而交流电源、大功率输入输出以及运动驱动器与电机之间的电源线等属于EMC-1。安装以太网双绞线时应注意以下基本原则。
a. 如果必须与电源线交叉,它们之间应该互相垂直;
b.至少与高压外壳、或RF/微波发射源相隔1.5米;
c.如果导体安装在一个金属导线槽或导管,1)导线槽或导管的每段接头处必须焊接以保证整个线路的导电连通性,2)入口点必须与外壳焊接在一起;
d.适当的屏蔽(在需要的地方)并将其安放在配线管道中,使之与EMC-1 导体隔开;
e. 参考用户当地、国家以及国际关于电缆分组的标准。不要将以太网电缆与下表所示的电缆离的太近。
g. 在导管或金属导向槽中安装UTP电缆时,请咨询电缆供应商确认是否影响电气性能;
4. HUB、交换机、管理型交换机、三层交换机、路由器和网关有何区别?
HUB:HUB或称集线器属于物理层的设备,HUB主要功能是对信号放大,HUB只识别数据包是0还是1,不识别其它内容,所有HUB连接在一起的设备属于一个冲突域,HUB连接的网络是一个共享式网络。
交换机:交换机属于数据链路层设备,交换机可以识别数据包中的MAC地址,并建立MAC地址和端口号的对应关系,即MAC地址表,交换机根据MAC地址将数据包转发到相应的端口,交换机将冲突限制在端口上。所有与交换机相连的设备属于一个广播域。
管理型交换机:管理型交换机也是属于数据链路层设备,相比于非管理型交换机,管理型交换机增加了很多功能,比如:VLAN、QoS、IGMP Snooping、端口镜像、ACL、DHCP 服务器、广播/多播带宽限制等功能,不同的管理型交换机的功能有所不一样,通过使用相应功能可更好的管理网络。
三层交换机:三层交换机属于网络层(第三层)设备,可以识别数据包中的IP地址信息。通过三层交换机相连的设备,如果属于同一子网,则通过MAC地址来转发。如果属于不同子网或不同VLAN则要通过路由协议进行转发。
路由器:路由器也属于网络层设备,属于不同网络的设备间进行通讯的数据包才通过路由器。路由器一般用在WAN和LAN间的连接,而三层交换机一般用在多个LAN(子网)间的连接。
网关:网关属于4-7层的设备,现在大多数网关属于第7层设备,即不同应用层协议的转换。
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5. Stratix 系列产品属于什么样的交换机产品?
非管理型交换机:Sratix 2000
管理型交换机:Stratix 4000、Stratix 6000和Stratix 8000
三层交换机:Stratix 8300
6. 在一个网络中可以有多少个节点?为什么要进行网络分段?在自动化系统中如何划分网络分段?
理论上一个网络中可以有很多节点(如A类地址的网络可以拥有256*256*256-2= 16777214个节点),但是在实际使用过程中,建议一个网络不要超过250个节点,推荐使用节点数更少的网络,这是因为:
a. 网络越大,广播风暴越严重,性能越差
b. 可以防止由于一个节点的损坏影响整个网络
c. 大型网络使用生成树协议重构网络时需要更大的开销
进行网络分段的主要原因是提高网络性能、提高网络安全性。
可以通过以下方法进行网络分段:VLAN、划分子网、物理隔离以及通过ENBT网卡隔离。
7. 为什么百兆全双工端口的交换机有时候只能进行10M半双工或10M全双工通讯?直接连接在同一交换机上的两个节点ping都有数据包丢失?
出现这个现象的很大部分原因是RJ45电缆没做好,在下图中,右边为正确的RJ45接法,左边为错误的接法。4对双绞线中的一对接1,2,一对接3,6,一对接4,5,一对接7,8。如果是PC接交换机的网线,则网线两头都按照右图T568A所示的接法。如果是两个交换机之间相连的网线,则一端按照T568A接法,另一端按照下图T568B的接法。
8. Stratix 产品支持光纤连接吗?
是的,Stratix 2000、4000、6000和8000都支持光纤连接。
Stratix 2000交换机上已经有光纤接口,现在有两种型号:1783-US03T01F和1783-US06T01F,为100M 多模。
Stratix 4000上有1783-ETAP1F和1783-ETAP2F(两光口),为100M 多模。
Stratix 6000的1783-EMS08T具有一个光纤插槽,要另外购买SFP模块才能实现一路光纤连接,可选择1783-SFP1GSX(千兆多模)和1783-SFP1GLX(千兆单模)。
Stratix 8000基本模块上有两个光纤插槽,可灵活选择各种光纤类型的SFP模块,Stratix 8000交换机的扩展模块1783-MX08F具有8个百兆多模接口,此扩展模块无需另外使用SFP模块。
9. 光纤接头类型有哪些?Stratix 交换机使用哪种光纤接头?交换机如何与配线架进行光纤连接?
光纤接头类型有ST、SC、FC、LC和MT-RJ,各种接头类型如下图所示:
FC 圆型带螺纹(配线架上用的最多)
ST 卡接式圆型
SC 卡接式方型(光纤收发器用的较多)
LC 卡接式方形,比SC略小(光纤交换机用的较多)
MT-RJ 方型,一头光纤收发一体
Stratix 交换机都使用LC接头。
Stratix交换机与配线架连接要使用光纤跳线,光纤跳线有多模光纤跳线和单模光纤跳线。
单模光纤:一般光纤跳线用黄色表示,接头和保护套为蓝色;
多模光纤:一般光纤跳线用橙色表示,也有的用灰色表示,接头和保护套用米色或者黑色;
由于Stratix交换机的光纤接头为LC,光纤跳线的另一端连接配线架上的光纤,因此配线架上的光纤接头类型就决定了光纤跳线的接头类型,如果配线架为FC接头,则Stratix交换机需要使用FC-LC的光纤跳线,如下图所示。
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10. 如果忘记Stratix 8000和Stratix 8300的密码,如何对Stratix 8000和Sratix 8300进行配置?
忘记Stratix 8000和Stratix 8300密码,只有将交换机恢复工厂默认设置,完成如下步骤可对交换机进行工厂默认配置:
a. 关掉交换机的电源。
b. 用回形针按住交换机上的 “Express setup”按钮(位于电源B接线的下方)。
c. 当 “EIP Mod”、“EIP Net”和 “Setup”三个指示灯变红时,释放“Express setup”按钮,此时交换机将以工厂默认设置启动。
11. 将以太网电缆连接到Stratix 8000交换机为什么要经过30秒钟交换机端口才会变成绿色,通讯才可以进行。
出现这种情况是因为没有进行端口设置,Stratix 8000提供了一些宏,使得配置端口变得很容易,通过使用Smartport便可设置端口,Smartport设置好后,设备就会很快与交换机的通讯。如下图就是Smartport对端口的配置,交换机端口连接不同的设备应选用不同的设置:
Automation Device:现场的自动化设备,如Logix控制器的ENBT模块、变频器以太网模块(22-comm-e和20-comm-e)、以太网I/O适配器等。
Automation Device with QoS:指通过以太网连接的运动控制器、驱动器以及时间同步(CIP Sync)的设备。
Desktop for Automation:PC机、HMI Server、HMI
Switch for Automation:端口连接的是另一交换机
Router for Automation:端口连接的是路由器
Phone for Automation:端口连接的是IP电话
Wireless for Automation:端口连接一个无线AP
Port Mirroring:端口镜像
None:不确定端口连接的设备
如果端口进行了除None以外的配置,并且正确连接设备,则端口指示灯会很快(约2秒)变绿,且很快与设备进行通讯。
12.新的交换机和恢复工厂默认设置的交换机如何设置其IP地址以对其进行配置?
a. 将PC的网卡的IP地址设置成自动获取,交换机启动完成后(EIP Mod闪烁,电源指示灯常亮,其余指示灯不亮),
b. 保留至少一个端口没连接设备,用一回形针按住交换机的“Express Setup”按钮。
c. 直到有一个端口的指示灯闪烁时,放开回形针,并将网线插入指示灯闪烁的端口,交换机将对PC机分配IP地址。
d. 打开IE浏览器,在地址栏输入,出现要求输入用户名和密码时,用户名为空,交换机默认密码为 switch,进入Express Setup设置画面后,在Network Settings栏即可设置交换机的IP地址、子网掩码、网关和密码等。
e. 点击submit完成设置,断开原来配置的那根网线将使使新的IP地址。(如果只是更改交换机的IP地址,不必重启交换机,新的IP地址即可生效)。
13. 为何可以ping通交换机,也可以在IE浏览器里对交换机进行设置,但是无法在RSLinx里无法看到交换机?
出现这一现象的原因是没有对交换机的CIP VLAN的IP地址进行设置。
在IE浏览器的交换机配置出口,点击Configure->Express Setup,在CIP VLAN Settings栏中设置CIP VLAN、IP Adddress和子网掩码,如下图所示。
设置好后,点击Submit。
14. Stratix 8000交换机的IP地址忘记了,如何对其进行设置
如果忘记交换机的IP地址,可以将交换机恢复工厂默认设置,但是恢复工厂默认设置将使得交换机的配置丢失,可以通过如下方法进行设置:
a. 准备一个RS232串口电缆(随交换机配有),此电缆的一端为类似RJ45口,将此端插入交换机的“Console”口,另一端为9针 D型连接,插入PC机的串口。
b. 打开Windows的超级终端,出现连接描述对话框,在名称框中输入任意字符,点击OK按钮。
c. 在随后出现的connect to对话框中选择你刚才连接的串口。如左下图所示 。
d. 在随后的COM1属性对话框中,选择速率9600(这是交换机的串口默认速率),如右上图所示。
e. 接着光标停在一编辑框中,按回车,如果出现“Switch>”类似的信息表明已经跟交换机进行连接,否则检测电缆、端口和端口速率的设置。
f. 在 “Switch>”收入“en”后回车,接着输入密码,此密码即为之前用IE登录时的密码,如果密码正确会出现“Switch#”,输入“show int vlan 1”回车,显示的信息中包含了交换机的IP地址,如下图所示。
15. 什么是交换机的多播泛洪?如何发现多播泛洪?如何防止多播泛洪?
数据包类型分为单播、多播和广播,单播是指数据包只给一个节点,多播是指数据包给一个网络内的所有节点,多播是指数据包发给多个节点。交换机或路由器如果支持IGMP Snooping功能,多播数据包可以通过交换机转发给需要此多播数据的节点,不需要此多播数据包的节点不会收到这个数据包,如果交换机不支持IGMP Snooping,多播数据包就发会象广播包一个发给所有的节点,这就是多播泛洪。
EtherNet/IP的I/O数据和生产者/消费者这两类数据使用多播传输(RSLogix5000 V16.0允许使用单播传输生产者/消费者通讯,V18.0 允许使用单播传输I/O数据)。
多播泛洪会影响网络的性能,应限制多播泛洪,通过如下方法可以查找一个网络中是否有多播泛洪:
a. 安装Wireshark软件(免费软件,可以从网站上下载)
b. 无需在交换机上开启端口镜像
c. 用网线连接PC和交换机
d. 运行Wireshark,并抓包2分钟
e. 分析所抓到的数据包的目的地址,如果有类似239.192.x.x的IP地址,则说明存在多播泛洪。
如果应用中发现多播泛洪,应选择使用支持IGMP Snooping的管理型交换机,并在交换机上启用IGMP Snooping,Stratix 6000和Stratix 8000工厂设置已启用了IGMP Snooping。
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