工控交换机其实不是标准名称，算是俗称吧。用于工控行业的交换机往往都是工业交换机。标准的来说是工控机、程控交换机和交换机这是3样东西。工控机其实就是工业用PC，或者PC的变种设备，主要是用来运行特殊的对应程序的设备。程控交换机，这个很简单，就是电话交换机，公司要装总机和分机的话就需要这个。

交换机当然就是PC用的了，以太网是一种标准的网络协议，我们现在用的所有网络都是以太网结构，所以大家所说的交换机和以太网交换机就是一样东西，一般不会那样去叫它。至于工业交换机，应该就是区别于家用的可网管型交换机。其实这类产品本没那么明确的界定，现在可网管的交换机也就2～300，家用也没问题。

另一个就是工作时间，一般工业的都支持7*24，但现在家用设备也经常是永不断电，不用区分的那么清楚。

工业交换机和工控交换机有什么区别?说到这里，大家了解了吗?其实是没有工控交换机的说法的，工控交换机一般实际就是工控机，也就是工业用电脑。而工业交换机则是用于工业控制领域和安防行业中的交换机设备。

1. 级联

级联可以定义为两台或两台以上的交换机通过一定的方式相互连接。根据需要，多台交换机可以以多种方式进行级联。在较大的局域网例如校园网中，多台交换机按照性能和用途一般形成总线型、树型或星型的级联结构。

城域网是交换机级联的极好例子。目前各地电信部门已经建好了许多市地级的宽带IP城域网。这些大款城域网自上向下一般分为3个层次：核心层、汇聚层、接入层。核心层一般采用千兆以太网技术、汇聚层采用1000M/100M 以太网技术，接入层采用100M/10M 以太网技术，所谓 "千兆到大楼，百兆到楼层，十兆到桌面 " 。

这种结构的宽带城域网实际上就是由各层次的许多台交换机级联而成的。核心交换机(或路由器)下连若干台汇聚交换机，汇聚交换机下联若干台小区中心交换机，小区中心交换机下连若干台楼宇交换机，楼宇交换机下连若干台楼层(或单元)交换机(或集线器)。

交换机一般是通过普通用户端口进行级联，有些交换机则提供了专门的级联端口。这两种端口的区别仅仅在于普通端口符合MDI 标准，而级联端口 ( 或称上行口 ) 符合 MDIX标准。 由此导致了两种方式下接线方式不同： 当两台交换机都通过普通端口级联时， 端口间电缆采用直通电缆 (Straight Throurh Cable) ;当且仅当中一台通过级联端口时，采用交叉电缆(Crossover Cable) 。

为了方便进行级联，某些交换机上提供了一个两用端口(MDI 或 MDIX)，可以通过开关或管理软件将其设置为MDI(MDI是正常的UTP或STP连接) 或 MDIX(连接器的发送和接收对是在内部反接的，这就使得不同的设备(如集线器-集线器或集电器-交换机)，可以利用常规的UTP或STP电缆实现背靠背的级联)方式。更进一步，某些交换机上全部或部分端口具有 MDI/MDIX 自校准功能，可以自动区分网线类型，进行级联时更加方便。

进行级联的时候需要注意，原则上任何厂家、任何型号的以太网交换机均可进行级联，单页不排除一些特殊情况下两台交换机无法进行级联。交换机间级联的层数是有一定限度的。成功实现级联的根本原则就是任意两站点之间的距离不能超过媒体段的zui大跨度。多台交换机级联时，应保证它们都支持生成树协议，既要防止网内出现环路，又要允许冗余链路存在。

进行级联时，应该尽力保证交换机间的中继链路具有足够的带宽，为此可采用全双工技术和链路汇聚技术。交换机端口采用全双工技术后，不但相应端口的吞吐量加倍，而且交换机间终 极距离大大增加，使得异地分布、距离较远的多台交换机级联成为可能。链路汇聚也叫端口汇聚、端口捆绑、链路扩容组合，由IEEE802.3ad 标准定义。即两台设备之间通过两个以上的同种类型端口并进行连接，同时传输数据，以便提供更高的带宽、更好的冗余度以及实现负载均衡。

需要注意的是，并非所有类型的交换机都支持这两种技术。

2. 堆叠

堆叠是指将一台以上的交换机组合起来共同工作，以便在有限的空间内提供尽可能多的端口。

多台交换机经过堆叠形成一个堆叠单元，可堆叠的交换机性能指标中有一个“zui大可堆叠数”，它指的就是一个堆叠单元中所能堆叠的zui大交换机数，代表一个堆叠单元中多能提供的zui大端口密度。

堆叠与级联这两个概念既有区别又有联系。堆叠可以看作是级联的特殊情况。它们的不同之处在于：级联的交换机之间可以相距很远(在媒体许可范围内)，而一个堆叠单元内的多台交换机之间的距离非常近，一般不超过几米;级联一般采用普通端口，而堆叠一般采用专用的堆叠模块和堆叠电缆。一般来说，不同厂家、不同型号的交换机可以互相级联，堆叠则不同，它必须在可堆叠的同类型交换机之间进行;级联仅仅是交换机之间的简单连接，堆叠则是将整个堆叠单元作为一台交换机来使用，这不但意味着端口密度的增加，而且意味着系统带宽的加宽。

目前，市场上的主流交换机可以细分为可堆叠型和非堆叠型两大类。而号称可以堆叠的交换机中，又有虚拟堆叠和真正堆叠之分。所谓的虚拟堆叠，实际就是交换机之间的级联。交换机并不是通过专用堆叠模块和堆叠电缆，而是通过Fast Ethernet 端口或 Giga Ethernet 端口进行堆叠，实际上就是一种变相的级联。即便如此，虚拟堆叠的多台交换机多台交换机在网络中已经可以作为一个逻辑设备进行管理，从而使网络管理变得简单起来。真正意义上的堆叠需要满足：采用专用堆叠模块和堆叠总线进行堆叠，不占用网络端口，多台交换机堆叠后，具有 足够的系统带宽 ，从而保证堆叠后每个端口仍能达到 线速交换 ;多台交换机堆叠后， VLAN等功能不受影响 。

目前市场上有相当一部分可堆叠的交换机属于虚拟堆叠类型而非真正堆叠类型。 很显然，真正意义上的堆叠比虚拟堆叠在性能上要高出许多，但采用虚拟堆叠至少有两个好处 ：虚拟堆叠往往采用标准 Fast Ethernet 或 Giga Ethernet 作为堆叠总线， 易于实现，成本较低 ;堆叠端口可以作为普通端口使用， 有利于保护用户投资 。采用标准 Fast Ethernet 或 Giga Ethernet端口实现虚拟堆叠，可以 大大延伸堆叠的范围 ，使得堆叠不再局限于一个机柜之内。

堆叠可以大大提高交换机端口密度和性能。 堆叠单元具有足以匹敌大型机架式交换机的端口密度和性能， 而投资却比机架式交换机便宜得多 ，实现起来也灵活得多。 这就是堆叠的优势所在。

机架式交换机可以说是堆叠发展到更高阶段的产物。 机架式交换机一般属于部门以上级别得交换机，它有多个插槽，端口密度大，支持多种网络类型，扩展性较好，处理能力强，但价格昂贵。

3. 集群

所谓集群，就是将多台互相连接(级联或堆叠)的交换机作为一台逻辑设备进行管理。急群众，一般只有一台起到管理作用的交换机，成为命令交换机，它可以管理若干台其他交换机。在网络中，这些交换机只需要占用一个IP地址节约了IP地址。在命令交换机统一管理下，集群中多台交换机协同工作，大大降低管理强度。

例如， 管理员只需要通过命令交换机就可以对集群中所有交换机进行版本升级。

集群技术给网络管理工作带来的好处是毋庸置疑的。 但要使用这项技术，应当注意到，不同厂家对集群有不同的实现方案， 一般厂家都是采用专有协议实现集群的 。这就决定了集群技术有其局限性。不同厂家的交换机可以级联，但不能集群。 即使同一厂家的交换机，也只有指定的型号才能实现集群 。

1) 双绞线RJ-45接口

它属于双绞线以太网接口类型。它不仅在基本的10Base-T以太网网络中使用，还在目前主流的100Base-TX快速以太网和1000Base-TX千兆以太网中使用。

虽然它们所使用的传输介质都是双绞线类型。但是它们却各自采用不同版本的双绞线类型，如10Base-T使用的3类线到支持1000Base-TX千兆速率的6类线，中间的100Base-TX则中以使用所谓的五类、超五类线，当然也可以是六类线。

(2) 光纤接口

对于光纤这种传输介质虽然早在100Base时代就已开始采用这种传输介质，当时这种百兆网络为了与普遍使用的百兆双绞线以太网100Base-TX区别，就称之为“100Base-FX”，其中的“F”就是光纤“Fiber”的第 一个字母。

不过由于当时在百兆速率下，与传统双绞线介质相比，优势并不明显，况且价格比双绞线贵很多，所以光纤在100Mbps时代没有得到广泛应用，它主要是从1000Base技术正式实施以来才得以全面应用，因为在这种速率下，虽然也有双绞线介质方案，但性能远不如光线好，且在连接距离等方面具有非常明显的优势，非常适合城域网和城域网使用。

目前光纤传输介质发展相当迅速，各种光纤接口也是层出不究，不过在局域网交换机中，光纤接口主要是SC类型，无论是在100Base-FX，还是在1000Base-FX网络中。

(3) AUI接口与BNC

AUI接口是专门用于连接粗同轴电缆的，虽然目前这种网络在局域网中并不多见，但在一些大型企业网络中，仍可能有一些遗 留下来的粗同轴电缆令牌网络上河北，所以有些交换机也保留了少数AUI接口，以更大限度满足用户需求。AUI接口是一个15针“D”形接口，类似于显示器接口。

BNC则是专门用于同轴电缆连接的接口，目前提供这种接口的交换机比较少见。但在一些RJ-45以太网交换机和集线器中还提供少数BNC接口，专门用于细同轴电缆作为传输介质的令牌网络连接。

(4) Console接口

这个接口是用来配置交换机的，所以只有网管型交换机才有。而且需要注意的时，并不是所有网管型交换机都有，那是因为交换机的配置方法有很多，如通过Telnet命令行方式、Web方式、TFTP方式等。虽然理论上来说，交换机的基本配置必须通过Console(控制)端口，但是有些品牌的交换机基本设置在出厂时就已经配置好了，不需要进行IP地址、用户名之类的基本配置，所以这类网管型交换机不需要提供Console接口，而且目前来说，还占多数，这类交换机通常只需要通过简单的Telnet或Java程序的Web方式进行一些高 级配置即可。

用于交换机配置的Console端口并不是所有交换机都一样，有的采用与Cisco路由器一样的RJ-45类型Console接口，而有的则采用串口作为Console接口。

Console线也分为两种，一种是串行线，即两端均为串行接口(两端均为母头或一端为公头，另一端为母头)，两端可以分别插入至计算机的串口和交换机的Console端口;另一种是两端均为RJ-45接头(RJ-45-to-RJ-45)的扁平线。

由于扁平线两端均为RJ-45接口，无法直接与计算机串口进行连接，因此，还必须同时使用一个如图8所示的RJ-45-to-DB-9(或RJ-45-to-DB-25)的适配器。通常情况下，在交换机的包装箱中都会随机赠送这么一条Console线和相应的DB-9或DB-25适配器的。

(5) FDDI接口

在早期的100Mbps时代，还有一种FDDI网络类型，它的中文名字是“光纤分布式数据接口”，很明显它的传输介质也是光纤，其接口类型主要是SC类型。目前由于它的优势不明显，目前也基本上不见了。

因为工业交换机主要作为局域网设备集中连接使用，所以总的来说，在硬件连接方面相对要简单许多，通常只需把相应的传输介质接头插入到相应的工业交换机接口上即可。下面只简单介绍一下网管型工业交换机的配置连接。

网管型工业交换机的配置通常是利用一台便携式笔记本电脑进行的，它的连接就是通过随工业交换机附带的一条配置电缆进行的。配置电缆的一端连接在工业交换机的Console端口，另一端就连接在笔记本电脑(当然也可以是台式电脑)的串口上。配置电缆的类型因相应工业交换机的Console接口类型不同而不同，通常是一条两端都是母头，或一端为公头，另一端为母头的串行电缆。

请按照以下方法排查：

检查物理连接

可能原因：线路接错、网线接口接触不良或环路。

解决办法：请将工业交换机与路由器的LAN口连接，电脑连接交换机上的网络接口，并确保所有连接接口的指示灯都亮。

请注意不要形成环路(即勿将网线两头都接入交换机)。

检查路由器限定

可能原因：路由器限制电脑上网。

解决办法：去掉工业交换机，将电脑直接连接到路由器的LAN口，如果不能上网，则排查路由器的问题或电脑自身的问题(即IP地址的设置、浏览器问题或网卡故障等)。

以下两点是针对管理型交换机需要进行的排查：

避免地址冲突

可能原因：工业交换机的管理IP地址与路由器地址冲突。

解决办法：尝试登录路由器管理界面，如果登录到工业交换机界面，则说明地址冲突导致无法上网。请修改工业交换机的管理IP地址，避免冲突。

检查交换机设置

可能原因：工业交换机设置VLAN等。

解决办法：检查工业交换机设置的VLAN划分是否正确，再次尝试上网。也可以尝试复位工业交换机，当做傻瓜交换机使用，尝试上网。

1、光纤收发器的电端口与网络设备接口工作模式不匹配

不同的电端口拥有不同的工作模式，而工业级光纤收发器的工作端口也是各有千秋。某些用户在安装光纤收发器后发现部分网络经常容易出现丢包现象，而造成这种现象的原因有可能是光纤收发器的电端口与网络设备接口工作模式不匹配，这时需要调整网络设备接口工作模式以符合收发器的应用需求。

2、双绞线与RJ-45头的连接存在异常

工业级光纤收发器一直以抗雷击能力强、数据丢包率低以及网络连接顺畅等优势闻名于世。但是部分用户安装使用光纤收发器后若是频繁出现数据丢包率高涨等问题，那么造成这种现象的原因有可能是双绞线与RJ-45头的连接存在异常，建议用户对这两者的连接头进行分别检测。

3、光纤连接匹配出现异常

工业级光纤收发器的网络连接涉及多个不同接口，但是若是光纤连接匹配出现异常，那以这种情况下有可能会导致收发器出现严峻的网络丢包现象。比如光纤连接设备跳线、尾纤与跳线及耦合器类型存在匹配异常等。

工业级光纤收发器的革新与发展展现了强大智能科技的数据传输能力，有关机架式工业级光纤收发器厂家的讯息更是经常登上热搜榜单。而据部分厂家分享导致工业级光纤收发器网络丢包现象严峻的原因除了光纤收发器的电端口与网络设备接口工作模式不匹配外，还可能是因为双绞线与RJ-45头的连接存在异常以及光纤连接匹配出现异常。

1、接入层的网络架构

接入层交换机主要连接前端网络高清摄像头，上行连接汇聚交换机。基于高清网络摄像机的端口交换机可以连接多台网络摄像机，同时考虑到目前网络监控采用动态编码方式，摄像头码流的峰值可能会超出标准带宽。工业交换机为避免因故障而导致断电，采用双电源冗余设计，确保系统稳定可靠运行。选择核心交换机时必须考虑整个系统的带宽容量，以及核心层交换机配置不当，必然导致视频无法流畅显示，因此监控中心建议选择全千兆核心交换机。

2、汇聚层的网络架构

汇聚层交换机主要在上行连接接入层交换机和监控中心的核心交换机。性能高于接入交换机。一般情况下汇聚交换机需要选择具有千兆上传端口的二层交换机。工业开关抗干扰能力强，可在恶劣的电磁环境下工作，在防雷、防水、防腐蚀等方面具有高水平的保护、冲击保护和静电保护。连接汇聚层交换机、上行监控中心的视频监控平台、存储服务器、数字矩阵等设备是整个高清网络监控系统的核心。

总而言之，工业交换机的网络架构组成有接入层、汇聚层、核心层的交换机设备，如果选择Web管理的交换机管理会更方便，选择限速开关，还可以监控网络系统对稳定性和实时性要求高，设备工作环境复杂恶劣。工业开关一般采用波纹金属外壳，散热更好，保护更强，可在较大的温度范围内正常工作能很好地适应复杂的温度和湿度。

机架式、壁挂式、DIN卡轨式、桌面式四种

1、上机架的安装方式

工业交换机箱可以通过支架固定在机架上。一般出厂时已经安装好了两个L型的机箱挂耳，操作方法如下：

1)一般情况下使用的是标准机箱，也就是需要使用标准的安装机柜;

2、平放到桌面的安装方式

工业交换机可以直接平放在光滑、平整、安全的桌面上。要保证工作环境有足够大的空间，保证设备的通风散热空间。但是需要注意以下两点：

1)至少要保证交换机的四周有3cm-5cm的空间距离，交换机上不可放置重物;

2)保证交换机的物理表面能够承受3kg以上的重量。

3、壁挂式安装

交换机安装在工业现场应用上非常普遍，安装说明如下：

1)首先用螺丝刀将螺丝1处和螺丝3处的4枚螺丝全部取下。螺丝2处的螺丝视现场安装空间是否足够决定是否一并取下(建议空间足够时保留);

2)然后将拆下的壁挂耳朵180°旋转，对准螺丝孔位后进行二次固定，因螺丝松脱或滑丝可能给设备带来致命伤害，请检查螺丝是否已固定到位;

3)后在壁挂耳朵上预留的壁挂孔位进行固定即可。

4、DIN卡轨式安装

一般的工业交换机采用的都是标准DIN卡轨式安装，在大多数工业应用上非常方便，安装步骤如下：

1)首先检查是否具备DIN-Rail导轨安装工具配件，确保一切正常;

2)然后将产品调整正确的安装方向，就是说电源接线端子向上为正确;

3)再将产品导轨卡上半部分(有卡簧的部分)先卡入导轨条上，然后将下半部分稍加用力卡进导轨条;

4)后将DIN导轨卡卡入卡轨后，哟啊检查确认产品是否平衡可靠地固定在DIN卡轨上。

1、根据端口的划分VLAN：

许多网络厂商都利用工业交换机的端口来划分VLAN成员。顾名思义，基于端口划分VLAN就是将交换机的某些端口定义为一个VLAN。 一代VLAN技术只支持在同一台工业交换机的多个端口划分VLAN，第二代VLAN技术允许跨越多个工业交换机的多个不同端口划分VLAN，不同工业交换机上的若干个端口可以组成同一个VLAN。

2、根据MAC地址划分VLAN：

每块网卡在全球都拥有唯 一的一个物理地址，即MAC地址，根据网卡的MAC地址可以将若干台计算机划分在同一个VLAN中。这种方式的优点就是当用户物理位置移动时，即从一个工业交换机换到其他的工业交换机时，VLAN不用重新配置;缺点是某一VLAN初始化时，所有的用户都必须进行配置，网管的负担比较重。

3、根据网络层划分VLAN：

这种划分VLAN的方法是根据每个主机的网络层地址或协议类型(如果支持多协议)划分，而不是根据路由划分。注：这种VLAN划分方式适合广域网，不适合局域网。

4、根据IP组播划分VLAN：

IP组播实际上也是一种VLAN的定义，即认为一个组播组就是一个VLAN。这种划分方法将VLAN扩大到了广域网，不适合局域网，因为企业网络的规模尚未达到如此大的规模。

存储转发需要工业交换机在接收到所有数据包后决定如何转发，这样可以在转发前检查数据包的完整性和正确性，减少不必要的数据转发。直接转发是指工业交换机在接收到整帧之前就开始转发数据，可以有效减少交换时延。但是在通信质量不高的环境下，带来很多垃圾通信包，下面一起来了解一下影响工业交换机品质的因素有哪些?

1、吞吐量

以太网吞吐量的大理论值称为线速，意思是工业交换机有足够的容量全速处理各种大小的数据包转发，工业交换机都应该达到线速度。通常交换机满足SNMP MIB统计管理功能，更复杂的工业交换机会增加内置RMON组支持RMON主动监控功能，有时工业交换机还允许外部RMON探测器监视所选端口的网络状态。通过将局域网划分为VLAN网段可以加强网络管理和安全。

2、延迟时间

采用透传转发技术的工业交换机有固定的延迟，采用存储转发技术的千兆交换机必须接受完整的数据包，因此延迟取决于不同的数据包大小也会不一样。单MAC工业交换机主要用于连接终端用户和网络共享设备；多个MAC工业交换机有足够的内存用于每个端口上的多个硬件地址。可以同时发送和接收数据，具有全双工功能的工业交换机可以获得两倍于单双工模式的通信吞吐量，并避免数据发送和接收之间的冲突。

总而言之，影响工业交换机品质的因素有吞吐量和延迟时间，那么工业交换机可以看成是多条总线组成的互连设备交换矩阵，背板总线连接交换引擎。不同端口之间的数据包通过背板总线进入交换引擎，通过直接转发和存储转发进行交换，在虚拟网络中广播域可以是由一组任意选择的MAC地址组成的虚拟网段。