以太网拓扑结构了解吗?工业以太网可扩展性考虑过吗?

以太网是现实世界中最普遍的一种计算机网络，以太网实现了网络上无线电系统多个节点发送信息的想法。为增进大家对以太网的认识，本文将对以太网拓扑结构、工业以太网可扩展性予以介绍。如果你对以太网或是对本文内容具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、以太网拓扑结构

网络拓扑结构就是指用传输媒体把计算机等各种设备互相连接起来的物理布局，是指互连过程中构成的几何形状，它能表示出网络服务器、工作站的网络配置和互相之间的连接。

没有两个网络的设计和构建是相同的。一家企业的网络部署目标可能与另一家企业截然不同。网络专业人员需要根据业务目标定制每个系统以满足访问、控制和性能级别。

以太网的拓扑结构通常采用总线型或星型拓扑结构。在总线型拓扑结构中，所有计算机都连接到同一条总线上，数据通过总线进行传输。在星型拓扑结构中，每个计算机都连接到一个中央设备(如交换机或集线器)上，数据通过中央设备进行传输。此外，还有一些其他的拓扑结构，如环型拓扑结构和树型拓扑结构，但它们在以太网中的应用较少。

以太网采用的拓扑结构基本是总线型。

总线型拓扑是采用单根传输作为共用的传输介质，将网络中所有的计算机通过相应的硬件接口和电缆直接连接到这根共享的总线上。使用总线型拓扑结构需解决的是确保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。

在点到点的链路配置时，如链路是半双工操作，只需使用简单的机制便可保证两个用户轮流工作。在一点到多点方式中，对线路的访问依靠控制端的探询来确定。

以太网是现实世界中最普遍的一种计算机网络。以太网有两类：第一类是经典以太网，第二类是交换式以太网，使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。经典以太网是以太网的原始形式，运行速度从3~10 Mbps不等;而交换式以太网正是广泛应用的以太网，可运行在100、1000和10000Mbps那样的高速率，分别以快速以太网、千兆以太网和万兆以太网的形式呈现。

以太网实现了网络上无线电系统多个节点发送信息的想法，每个节点必须获取电缆或者信道的才能传送信息，有时也叫作以太(Ether)。(这个名字来源于19世纪的物理学家假设的电磁辐射媒体-光以太。后来的研究证明光以太不存在。) 每一个节点有全球唯一的48位地址也就是制造商分配给网卡的MAC地址，以保证以太网上所有节点能互相鉴别。由于以太网十分普遍，许多制造商把以太网卡直接集成进计算机主板。

二、工业以太网如何提高网络的可扩展性

1、是什么推动了工业以太网的采用?

以太网解决方案在传统现场总线上获得如此大优势的原因主要涉及以太网电源的卓越带宽和速度，以及由于大型、成熟的产品生态系统而具有出色的灵活性和成本效益。此外，以太网是一种熟悉的技术，几十年前首次进入办公室局域网。

以太网采用的另一个主要驱动力是：工业物联网的兴起。IIoT的巨大规模及其无数的设备和IP网络正在将硬连线发射器和串行现场总线推向极限。例如，这种趋势可以在HART协议系列的发展中看到。

更具体地说，WirelessHART的普及意味着许多用于测量的动态变量现在正在由设备交换，而不是许多传统自动化协议的单一变量运动。在Modbus RTU寄存器中映射所有这些数字将是缓慢而艰苦的工作。像Modbus RTU等基于串行的协议也不足以执行智能设备管理，而智能设备管理对IIoT越来越重要。

2、IIoT正在将硬连线发射器推向极限

因此，HART-IP的开发支持标准IEEE 802.3以太网和IEEE 802.11 Wi-Fi。与许多其他工业以太网协议一样，它通过处理实时数据和其他形式的流量，使企业IT和自动化及控制系统更紧密地结合在一起。这允许工厂网络的更大可扩展性，同时能够使用一组技术(以太网)而不是许多技术来节省成本。

3、基于以太网的融合网络与自组织系统

由于上述许多优点，以太网是IIoT的理想物理层。在其上运行的工业协议可以帮助整合曾经由不同的基于串行的现场总线完成的大部分工作，从而允许将离散的工厂设备池整合到融合网络中。为给定设置选择实际的工业以太网协议将在很大程度上取决于确定性要求、已经到位的基础设施以及组织是否需要或需要额外的硬件和软件组件等因素。

4、以太网简化工业网络

HART-IP适用于处理实时数据和其他形式的流量，因为它与HART和WirelessHART共享一个应用层。在其他应用中，像EtherNet/IP这样的东西可能更适合在标准以太网基础设施中工作并连接TCP / IP流量。或者，EtherCAT可能是动态处理的正确选择，它可以减少CPU负载并消除对交换机和集线器的依赖。

对于许多制造商来说，混合以太网解决方案将是最佳途径。使用解决方案，例如具有PriorityChannel的RapID网络平台接口™可以帮助支持所有领先的协议，同时消除以太网网络流量的不利影响。

以上便是此次带来的以太网相关内容，通过本文，希望大家对以太网已经具备一定的了解。如果你喜欢本文，不妨持续关注我们网站哦，将于后期带来更多精彩内容。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!