指定可靠的网络交换系统

布莱恩·米勒, MEN Micro
从云中的大数据到雾中的较小数据（例如设备到设备），移动数据的更重要的硬件之一是网络交换系统本身。

根据数据的存放位置和需要存放的位置，网络要求可能会有很大不同。典型的网络交换机要求通常涉及四个因素：
1.是否需要将必须与非关键系统分开的关键任务系统。
2.数据是通过以太网传输还是从一台机器传输到另一台机器。
3.交换网络必须与之通信的其他系统。
4.确保将所有数据发送到需要存放的地方的方法。

共有四种不同类型的网络交换机。非管理型交换机没有内置的管理功能。非管理型交换机通常向后兼容，因此它们会自动调整每个端口的速度，以匹配与其连接的设备的以太网速度。有时称为plus或smart设备的交换机可监视网络流量，并使网络管理员可以管理安全性，执行流量控制，执行静态路由以及监视出站流量等。所谓的完全托管交换机通常还提供命令行界面，因此网络管理员可以轻松地在企业环境中配置和部署交换机。还可以找到PoE版本的网络交换机，这些交换机通过以太网电缆为IP电话和无线接入点供电。

有时可能会因网络交换机，网络集线器和路由器之间的差异而感到困惑。集线器将每个帧传递到其所有端口。集线器无法区分应将每个帧发送到何处。问题是集线器必须与所有端口共享其带宽。如果要广播多个设备，则必须在所有广播系统之间分配带宽，这可能会降低性能。相反，交换机会记录所有已连接设备的MAC地址。交换机使用此信息来识别哪个系统位于哪个端口上，因此它知道在不显着降低网络响应时间的情况下将每个帧发送到哪里。最后，路由器通常位于网关处，并将数据从一个网络传输到另一个网络。网络交换机可能集成了路由器功能，反之亦然。

分区

防火墙和网关需要位于内部系统之间以及可能与较大的基于云的网络进行交互的那些部分的前面。系统内的配置可以提供往返于网络本身位置的适当访问点。支持TPM的（信任平台管理）芯片可轻松促进加密数据存储和安全启动。受密码保护的BIOS可以提供额外的防篡改保护，白名单或黑名单提供的安全性也可以防止未经授权的应用程序访问。

传播

男士-B-6315 — 19英寸工业网络交换机的示例。架。 Visible是一种120W PU21插入式电源，符合EN 50155（适用于铁路应用），以及Compact PCI串行板，能够达到12 Gb / sec的传输速率。

不同的协议管理着如何通过网络发送数据，因此了解如何使用数据可以帮助确定交换机上正确的接口及其容量。铁路和公共交通系统等移动应用程序需要数据才能通过Internet快速安全地移动。工业机器人的控制只能在工厂周围移动数据。所需的接口—从GPS和LTE到CAN总线和RS232—可以容纳在可配置的网络交换机中。

通讯

国际电联环 — 以太网交换机具有足够的通用性，可以处理小型，中型和大型网络。此处的ITU环指以太网环保护交换（ERPS），是ITU-T的一项工作，旨在为环形拓扑中的以太网流量提供50毫秒以下的保护和恢复交换，同时确保以太网上不形成环路。层。

基于开放计算标准的网络交换机可以轻松地在较大的网络中运行，并且可以随着系统需求的变化轻松扩展。通过现场总线的本地连接可以实现复杂系统的简单标准化连接。如今，当价格和高带宽问题（例如，最新的视频和音频内容）迫使使用高性能标准传输协议（如TCP / IP或UDP / IP）时，以太网络已成为一种替代选择。以太网在交换和全双工传输方面的技术进步加速了网络交换系统的发展。因此，当今使用的现场总线部分基于具有标准化安全协议（例如Profinet，EtherCAT，以太网Powerlink等）的工业实时以太网变体。

可靠性

现代网络交换机系统最多可提供25个千兆以太网端口，并且可以使用29 Gbit / sec的电信级交换机矩阵。在这些高吞吐率下可能会引起对数据完整性的担忧。但是，当按照质量管理准则开发这些系统并由制造商进行验证和全面测试时，通常就不会对可靠性产生任何疑问。正在构建网络交换机，以处理物联网正在生成的越来越多的数据。

在考虑可靠性时，最好考虑应用程序需要的特定性能要求，系统在其使用寿命期间可能会看到的极端环境（例如温度，湿度，灰尘，冲击，振动）以及该系统是否容易使用。可访问的或在相当遥远的位置。

交换网络系统的开发应能够承受广泛的温度和环境影响以及严重的冲击和振动。行业标准，例如铁路的EN 50155和公路车辆的ISO 7637-2，为设定操作性能树立了标杆。