当前工业以太网交换网络中为了进行链路备份，提高网络可靠性，通常会使用环形网络冗余链路。目前常见的以太网环网冗余主要分为以下几种：基于生成树STP/RSTP/MSTP协议的环网、基于私有环网协议的环网（MW-Ring）、基于ERPS(G.8032)通用环网协议的环网。

光纤收发器中，tx是表示发送(transport)，rx是表示接收(receive)。

传输距离不同：双模的收发器的传输距离2公里，而单模收发器传输的距离可以达到100公里，双模的收发器的传输距离还要看是百兆的网络还是千兆的，千兆的只可以达到500米，如果是2M的网络建议用双模的收发器，价格便宜，而且传输功能大。

需要注意的是：看电信的给你的波长是多少，如果是单模的波长(1310或者1550)，那就必须的用单模的收发器，如果给的是多模的波长(850或者1310)就必须用多模的。

单模的收发器比多模的收发器贵几十元，光纤收发器还有发射距离，而且并不是越大越好，距离越远损耗就越大。

单模光纤收发器一端是接光传输系统，另一端(用户端)出来的是10/100M以太网接口，其主要原理是通过光电耦合来实现通讯，对信号的编码格式没有什么变化。光纤收发器具有提供超低时延的数据传输、对网络协议完全透明、多采用专用ASIC芯片实现数据线速转发、设备多采用1+1的电源设计等等的优点，支持超宽电源电压，实现电源保护和自动切换。同时支持超宽的工作温度范围，支持0~120公里齐全的传输距离。

双纤多模高性能10/100Mbit自适应光纤收发器(光电转换器)，具备地址过滤、网络分段及智能报警等功能，可提高网络工作效率及网络运行可靠性。可实现远5公里无中继计算机数据网的高速远程互连。产品性能稳定可靠，设计方面符合以太网标准，并有防雷击保护措施。特别适用于电信、有线电视、铁路、军事、金融证券、海关、民航、海运、电力、水利及油田等各种宽带数据网及要求高可靠性数据传输或组建IP数据传输专网的领域。是宽带校园网、宽带有线电视网及智能化宽带小区光纤到楼、光纤到户的理想应用设备。

TCP(Transport Control Protocol)：传输控制协议

IP(Internet Protocol)：Internet协议

FTP(File Transfer Protocol)：远程文件传输协议，允许用户将远程主机上的文件拷贝到自己的计算机上。

SMTP(Simple Mail transfer Protocol)：简单邮政传输协议，用于传输电子邮件。

NFS(Network File Server)：网络文件服务器，可使多台计算机透明地访问彼此的目录。

UDP(User Datagram Protocol)：用户数据包协议，它和TCP一样位于传输层，和IP协议配合使用，在传输数据时省去包头，但它不能提供数据包的重传，所以适合传输较短的文件。

802.1x协议是基于Client/Server的访问控制和认证协议。它可以限制未经授权的用户/设备通过接入端口(access port)访问LAN/WLAN。在获得交换机或LAN提供的各种业务之前，802.1x对连接到交换机端口上的用户/设备进行认证。在认证通过之前，802.1x只允许EAPOL(基于局域网的扩展认证协议)数据通过设备连接的交换机端口;认证通过以后，正常的数据可以顺利地通过以太网端口。

在我们的家庭网络中，有许多的网络设备，比如我们可以有两台计算机A和B, 一台手机一台电视机，他们都连接到了路由器上，并且路由器都过运营商线路，接入了因特网。

在这个网络模型中，有许多的应用场景。比如计算机A和计算机B之间可以互相发送文件、手机可以通过APP控制电视、电视机访问计算机A上共享的影片、计算机和手机访问互联网上的网站。在家中通过VPN连接到公司内网进行工作等等。以上几种工作场景都脱离不了一件事，就是通过网络进行通信。

听到IP地址这个概念，想必大家都不会陌生。如果我们想要和对方进行通信，通常我们需要知道对方的IP地址。但是在网络通信中，还有一个非常重要的地址MAC地址，它在网络中提到了至关重要的作用。到底IP地址和MAC地址是多少?他们又是如何起作用的?

在现实生活中，我们如果要给对方写信，除了信件内容以外，还需要填写信封地址。信封有两个重要信息。一个是收件地址，一个是收件人。收件地址表示这封信要寄到哪里？收件人表示信要寄给谁?同样的道理，在网络世界中，我们要发信息给别人，也需要知道收件地址、收件人。他们就是MAC地址和IP地址。MAC地址就是收件地址，IP地址就是收件人。

映射到上面的例子，比如说海翎光电的小编我，我是一个可以活动的人，我可以住在自己家，也可以住在公司，也可以住在父母家。如果你要给我写信，首先要知道我现在住在哪里?在网络中也是这样的，如果把网络比喻为我们生活的城市，那网卡就是城市中的建筑，MAC地址就是这些物理建筑的地址。而IP地址就是这些建筑中的人。

与写信不同，在计算机网络中发送信息，我们只需要填写内容和对方的IP地址，操作系统会根据目标IP自动查询arp表获取对方的MAC地址补齐这封信，从网卡发出。

虽然计算机，手机，电视机他们是不同类型的电子产品，但是他们的通讯，都是由内部的网卡设备所进行的。所以我们统一用网卡来表示设备。每张网卡在出厂时都写入一个地址，就是MAC地址。这个地址是由6个字节构成的。其中前3个数表示的是网络硬件厂商编号，由(IEEE)国际性电子技术与电子工程师协会分配。后3个字节代表的是该制造厂商所制造的网卡的序列号。所以MAC地址是全球唯 一的地址。虽然可以通过一些其他手段修改MAC地址，但不在我们的讨论范围。

我们上面说了，MAC地址表示了网卡在网络中的确定位置，那这个位置是如何表示与确定的呢?比如我们的计算机A，通过网线接入到了交换机的端口1，那这个端口1就是网络中的具体位置，就像我们的门牌号一样。交换机就知道了某个MAC地址在端口1上，从而就把MAC地址与端口进行了绑定。

我们的网卡接入网络中，如果要通信需要给他配置另一个地址，就是IP地址。IP地址有两种，IPV4地址和IPV6地址。比如我们常用的192.168.1.N，这就是IPV4地址。由4位0-255的数字，用小数点间隔构成。目前IPV4的技术可以使用的IP地址有42亿，看上去像是很难用尽，但由于早期编码和分配上的问题，很多区域的编码实际上被空出或不能使用。随着互联网的快速成长，IPV4的42亿个地址zui终于2011年2月3日用尽。相应的科研组织已经研究出128位的IPV6其IP地址的数量可达3.4*10-38个，届时每个人家中的每个网络设备，甚至地球上的每一粒沙子都可以拥有自己的IP地址。

现在我们知道了，网卡上需要配置好IP地址才可以工作。这时候又有朋友要问了，我的电脑接上网线或者手机连上路由器之后，没有让我配置IP地址也可以正常使用啊?这是因为由称之为dhcp的协议自动帮我们配置了。当电脑插上网线或者手机连入到WIFI操作系统，网络协议栈会自动向外发送一包DHCP请求，请求为其分配IP地址。路由器获取到DHCP请求后，会为其分配一个IP地址，并通过DHCP回复报文发送回去。操作系统收到了DHCP回包后，将其分配的IP地址配置到网卡上。注意在一个局域网中IP地址也是唯 一的，路由器不会分配重复的IP地址给不同的设备。

当然你也可以手动把DHCP关掉，这样你需要手动来配置网卡IP地址，但是你要保证你配置的IP地址不能与此网络中的其他地址重复，这样网卡就配置好了IP地址。

我们上面提到，MAC地址是由操作系统来补齐的，那操作系统是如何知道对方的MAC地址的?实际上这一步是用arp协议来完成的。当计算机A想向计算机B发送消息时，操作系统并不会立即发出，他会先发送一包arp广播报文出去，问一下192.168.1.10的 MAC地址是多少，此时，网络中的所有设备都收到了这一包请求报文。除了192.168.1.0以外的设备都会丢弃这包请求报文，只有192.168.1.10会回复自己的MAC地址是多少，计算机A收到了回复，知道了计算机B的MAC地址，他首先会把计算机B的MAC地址缓存起来，以便下次使用。然后把这封信补全从网卡发送出去，交换机根据数据包中的目标的MAC地址找到了计算机B所在的端口，从此端口发送出去，数据就被B收到了。

三层工业交换机就是具有部分路由器功能的交换机。三层工业交换机其实就是二层交换技术+三层转发技术。并不是我们指交换机有"三层"东西。三层工业交换机目的是加快大型局域网内部的数据交换。所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现，而像路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。既可实现网络路由功能，又可根据不同网络状况做到zui优网络性能。

三层工业交换机的”三层“具体指什么？

一、物理层

三层工业交换机的第 一层是物理层，物理层是进行数据传输的基础，完全由硬件够成，由物理层构成数据传输的通信信道。物理层传输的只是bit流，规定了通道的机械，电气特性和跟上一层之间的接口。我门经常用的调制解调器和集线器都是属于物理层的网络设备。

二、数据链路层

三层工业交换机的第二层是数据链路层，数据链路层将提供的数据链路的控制和差错校验功能，将不可靠的物理链路变成可靠的数据链路。数据链路层的通信是以贞为单位，我们熟悉的交换技术也就是通过交换机实现的贞的交换技术，传统的交换机(二层交换机)是数据链路层的典型的网络设备，其前身是网桥,网桥工作在网络的第二层，它的作用之一是隔离网络广播风暴.交换机只能连接同一个子网的计算机，如果计算机的IP地址不在同一个子网中则只靠交换机不能实现通信，还要靠第三层中的路由器。

三、网络层

三层工业交换机的第三层是网络层，网络层在OSI模型中可以说是至关重要的一层，它起到了承上启下的重要作用，如上段所说它负责子网之间的通信，TCP/IP协议就是网络层中的协议。两个子网之间的通信要考具有路由功能的路由器。从一个子网中发出数据包如果要到达另外一个子网中的计算机结点就要通过路由器计算出传输的路径。

1、主交换机、备交换机

集群中的单台交换机称为集群成员交换机，按照功能不同，可以分为两种角色：

①、主交换机

主交换机，即Master，负责管理整个集群。集群中只有一台主交换机。

②、备交换机

备交换机，即Standby，是主交换机的备份交换机。当主交换机故障时，备交换机会接替原主交换机的所有业务。集群中只有一台备交换机。

2、集群ID

集群ID，即CSS ID，用来标识和管理成员交换机，集群中成员交换机的集群ID是唯 一的。

3、集群优先级

集群优先级，即Priority，是成员交换机的一个属性，主要用于角色选举过程中确定成员交换机的角色，优先级值越大表示优先级越高，优先级越高当选为主交换机的可能性越大。

二、集群的连接方式

集群连接方式有三种，分别为主控板插集群卡方式、业务口集群方式和交换网板插集群卡方式。

1、主控板插集群卡方式：

集群成员交换机之间通过主控板上专用的集群卡及专用的集群线缆连接。

2、业务口集群方式：

集群成员交换机之间通过业务板上的普通业务口连接，不需要专用的集群卡。业务口集群涉及两种端口的概念，如上图1所示。

2.1、物理成员端口

成员交换机之间用于集群连接的普通业务口。物理成员端口用于转发需要跨成员交换机的业务报文或成员交换机之间的集群协议报文。

2.2、逻辑集群端口

逻辑集群端口是专用于集群的逻辑端口，需要和物理成员端口绑定。集群的每台成员交换机上支持两个逻辑集群端口。

3、交换网板插集群卡方式：

集群成员交换机之间通过交换网板上专用的集群卡及专用的集群线缆连接。

集群系统的两个成员交换机之间必须直连，即集群物理链路(CSS Link)上不能存在其他网络设备。

通过交换机集群，可以实现网络高可靠性和网络大数据量转发，同时简化网络管理。高可靠性：集群系统两台成员交换机之间冗余备份，同时利用链路聚合功能实现跨设备的链路冗余备份。强大的网络扩展能力：通过组建集群增加交换机，从而轻松的扩展端口数、带宽和处理能力。简化配置和管理：集群建立后，两台物理设备虚拟成为一台设备，用户只需登录一台成员交换机即可对集群系统所有成员交换机进行统一配置和管理。

许多朋友都在使用光纤收发器，但是对于光纤收发器的使用却存有许多疑问，它的应用主要在于以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境中，光纤收发器不同品牌能配对使用吗?

目前市面上的光纤收发器愈来愈多，光纤收发器厂家和品牌大部分方案是百兆RTL8306E，IP113C，千兆高通8334，Marvell6122，这几个方案之间的兼容性都不错，可实现互联互通，传输稳定，丢包少，但不排除有些用其他方案的，他们之间的兼容性不好，则也会产生丢包、传输时间过长、忽快忽慢等现象。

光纤收发器作为光电转换设备一般是成对使用，但也可以出现光纤收发器与光纤交换机、光纤收发器与SFP收发器配对使用也很正常，原则上只要光传输波长是一样的、信号封装格式是一样，且都支持某种协议的即可实现光纤通讯。

一般双纤(正常通讯需要两根纤)收发器是不分发射端和接收端的，只有单纤收发器(正常通讯需要一根纤即可)才会有分发射端和接收端。

不管是双纤的收发器还是单纤的收发器要成对使用不同品牌的是可以兼容互通的。但是不同速率(百兆与千兆)、不同波长(1310nm与1300nm)是不可以相互通讯的，除此以外，即使是同一个品牌的单纤收发器与双纤收发器组成一对是不可以互通的。

双纤收发器有TX口(发射口)与RX口(接收口)，两个口都是发射一样的波长1310nm，接收也都是1310nm，所以接线时采用的平行的两根光纤交叉连接。

单纤收发器只有一个口，既要实现发射功能又要实现接收功能，它使用的波分复用技术，将两束不同波长的光信号在一根光纤传输从而实现的发送与接收。一般他们使用的波长是1310nm和1550nm。

相信阅读了以上光纤收发器不同品牌用法之后，对于光纤收发器品牌与用法的理解一定非常深刻了，所以说，光纤收发器品牌虽然不一样，但是所有光纤收发器都支持以太网协议，一般也是可以兼容配对使用的。

(1) 速率不同：千兆工业交换机支持1000Mbps，万兆工业交换机支持100G，因此万兆工业交换机的传输速率比千兆工业交换机的传输速率更快

(2) 功耗不同：万兆工业交换机的功耗比千兆工业交换机的功耗更大，所以在节能方面，千兆工业交换机会更为出色。

(3) 功能不同：千兆工业交换机一般有两层，万兆工业交换机一般有两层或三层，所以万兆工业交换机将二层的简单和灵活性与三层的稳定和可扩展以及高性能取长补短地融合起来。万兆工业交换机作为千兆工业交换机的改良版，因此万兆工业交换机比千兆工业交换机的功能要更加完善。

(4) 背板带宽和包转发率不同：万兆工业交换机的背板带宽和包转发率都比千兆交换机要高，因此更能胜任大型组网的切实需求，核心层一般都会倾向于使用万兆工业交换机。

(5) 应用场景不同：万兆工业交换机常用于中大型企业的工作室或者办公室的网络，中大型企业员工比较多，电脑比较多，对于网络带宽需求比较大，比较适合使用万兆工业交换机；而千兆工业交换机常常被应用于小型企业大量的Internet访问、广泛的多媒体应用、大文件传输的经常性传输等操作，这些需要网络具备强大的数据处理能力和效率，使用千兆工业交换机完全可以胜任。