工業以太網以其特有的低成本、高實效、高擴展性?及高智能的魅力，吸引著越來越多的制造業廠商，控制系統和工廠自動化系統常常采用工業以太網技術完成?工業控制任務。在核電、電力以及交通等很多工業控制?領域的實際應用場合下，設備所處的環境相當復雜，用戶對以太網的可靠性要求也越來越高?。為了保證不會?因通信服務器失效、網絡斷線或交換機故障而導致整個?通信系統癱瘓，現在普遍通過以太網冗余技術來提高網?絡容錯的能力。

冗余系統用于減少停機時間，系統中重要的自動化組件（例如CPU、網絡和CP等）都有備份。在雙絞線電纜連接成的冗余環中（見圖8-4），SCALANCE X400交換機作為冗余管理器。如果網絡中的某個組件（例如電纜）發生故障，冗余管理器將使備用（冗余）的連接路徑自動接管通信任務，連接不會中斷。

工業以太網冗余技術的特點

由于工業環境對工業控制網絡可靠性能的超高要求，工業以太網的冗余功能應運而生。從快速生成樹冗余（RSTP）、環網冗余（RapidRing）到主干冗余（Trunking），都有各自不同的優勢和特點，控制工程師們可以根據自己的要求進行選擇。為了更好地幫助大家了解和學習工業以太網冗余技術的特點。

高級的管理型冗余交換機提供了一些特殊的功能，特別是針對有穩定性、安全性方面嚴格要求的冗余系統進行了設計上的優化。構建冗余網絡的主要方式主要有以下幾種，STP、RSTP；環網冗余RapidRing

1.STP及RSTP

STP（Spanning Tree Protocol，生成樹算法，IEEE 802.1D），是一個鏈路層協議，提供路徑冗余和阻止網絡循環發生。它強令備用數據路徑為阻塞（blocked）狀態。如果一條路徑有故障，該拓撲結構能借助激活備用路徑重新配置及鏈路重構。網絡中斷恢復時間為30~60s之間。RSTP（快速生成樹算法，IEEE 802.1w）作為STP的升級，將網絡中斷恢復時間，縮短到1~2s。生成樹算法網絡結構靈活，但也存在恢復速度慢的缺點。

2.環網冗余RapidRing

為了能滿足工業控制網絡實時性強的特點，RapidRing孕育而生。這是在以太網網絡中使用環網提供高速冗余的一種技術。這個技術可以使網絡在中斷后300ms之內自行恢復。并可以通過交換機的出錯繼電連接、狀態顯示燈和SNMP設置等方法來提醒用戶出現的斷網現象。這些都可以幫助診斷環網什么地方出現斷開。

RapidRing也支持兩個連接在一起的環網，使網絡拓樸更為靈活多樣。兩個環通過雙通道連接，這些連接可以是冗余的，避免單個線纜出錯帶來的問題。

3.主干冗余Trunking

將不同交換機的多個端口設置為Trunking主干端口，并建立連接，則這些交換機之間可以形成一個高速的骨干鏈接。不但成倍的提高了骨干鏈接的網絡帶寬，增強了網絡吞吐量，而且還還提供了另外一個功能，即冗余功能。

如果網絡中的骨干鏈接產生斷線等問題，那么網絡中的數據會通過剩下的鏈接進行傳遞，保證網絡的通訊正常。Trunking主干網絡采用總線型和星型網絡結構，理論通訊距離可以無限延長。該技術由于采用了硬件偵測及數據平衡的方法，所以使網絡中斷恢復時間達到了新的高度，一般恢復時間在10ms以下。