在前面的文章里面，我们有讲过交换机的定义是什么，但是我们可能对交换机的作用不是非常清晰，那么我们今天就来聊一下交换机的作用到底是什么。 交换机是一个设备，能够连接多台设备到Internet中，通过数据包交换的方式，将数据转发到目的地。如上图可见，交换机有很多孔，上面两个带蓝色的孔称为光口，而下面8孔统称为端口，端口是通过MAC地址，也就是网卡的硬件地址来识别，从而达到数据交换的功能。 交换机的工作原理就像上述图中所述的交通一样，每个岔路口（交换机端口）车辆（数据）有自己的专属车道，每辆车都会开往属于自己的目的地（MAC地址），互不干扰。 那他的作用就是可以连接计算机、服务器、网络打印机、摄像头、IP电话等等，当然也可以与交换机之间互相连接，或者也可以与路由器（详情请看《一篇文章告诉你交换机和路由器的区别在哪里》）或者网络防火墙等网络设备互联。由此可构建出局域网，实现设备的网络通信。 这一期的对交换机的作用就讲解到此，下次我们继续探讨一下交换机的配置。
时至今日，可能还有很多小伙伴还是对交换机跟路由器的本质没有搞清楚，都以为交换机和路由器的作用是一样的。那我们今天利用这篇文章来解释一下交换机和路由器的区别，让大家对这两个产品的定位更加清晰。 一：交换机 交换机意为“开关”是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。是一种用于电（光）信号转发的网络设备。 作用 交换机有带宽很高的内部交换矩阵和背部总线，并且这个背部总线上挂接了所有的端口，通过内部交换矩阵，就能够把数据包直接而迅速地传送到目的节点而非所有节点， 这样就不会浪费网络资源，从而产生非常高的效率。 二、路由器 路由器是连接两个或多个网络的硬件设备，在网络间起网关的作用，是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。它能够理解不同的协议，例如某个局域网使用的以太网协议，因特网使用的TCP/IP协议。这样，路由器可以分析各种不同类型网络传来的数据包的目的地址，把非TCP/IP网络的地址转换成TCP/IP地址，或者反之；再根据选定的路由算法把各数据包按最佳路线传送到指定位置。所以路由器可以把非TCP/ IP网络连接到因特网上。 作用 路由器的功能就是将不同的子网之间的数据进行传递。 具体功能有以下几点：（1）实现IP、TCP、UDP、ICMP等网络的互连。 （2）对数据进行处理。收发数据包，具有对数据的分组过滤、复用、加密、压缩 及防护墙等各项功能。 （3）依据路由表的信息，对数据包下一传输目的地进行选择。 （4） 进行外部网关协议和其他自治域之间拓扑信息的交换。 （5） 实现网络管理和系统支持功能。 交换机和路由器的原理以及作用都列表出来了，那两者的区别在哪里？我们用这两者的上网功能来说吧！交换机上网是分别拨号，各自使用自己的宽带账号，设备互不干扰；路由器上网是大家共用一个宽带账号，大家上网要互相影响。 交换机主要工作在数据链路层的第二层，而路由器则工作在网络层的第三层；交换机转发依据的对象是MAC地址，而路由器所依据的对象是IP地址。交换机主要用于组建局域网，而路由器是将交换机组建好的局域网互相连接接入互联网。不同的交换机对范围有一定的局限性，交换机做不到的，路由器可以，路由器还可以提供防火墙功能。而且交换机的配置没有路由器复杂。 在价格上，交换机的种类诸多，但工业产品参差不齐，所以对产品价格的定位还是有好有坏，甚至还可能有滥竽充数的，但是总的来说交换机还是比路由器要贵。
随着工业交换机的发展，工业交换机的变化也增加很多功能，甚至智能化生产到工业上，实现智能生产，逐渐取代人力耗费。那么对于交换机的多种化分类就不再多说，交换机可以分为网管型交换机和非网管型交换机，那么这两者的区别在哪里呢？我们对此探讨一下。 一. 非网管型交换机 非网管交换机是一种即插即用的以太网交换机，对数据是不做直接处理。由于非网管交换不需要任何设置，插上网线即可使用，也被称之为傻瓜型交换机。因此在当前电力行业、煤矿行业、交通行业行业和领域仍然有相当大的市场等。 但是非网管交换机的功能有限，适合小型网络，不支持ARP防护，ARP可造成网络瘫痪，核心信息泄漏，虽不是病毒，但胜似病毒；哪怕是杀毒软件都对其无可奈何。非网管交换机最突出的特点是端口数量密集且可使用灵活，价格相对便宜。 非网管型交换机的缺点是： （1）不支持mac地址绑定； （2）不支持vlan的划分； （3）不支持基于流量的控制； （4）数据传输容易出现丢包现象； （5）组装单一，不能应用在中大型网络中，网络升级及扩展存在局限； （6）管理不便，硬件易坏； 二. 网管型以太网交换机 网管型交换机就其字面上的意思实现可以网络管理的交换机，网管型交换机的任务就是使所有的网络资源处于良好的状态。网管型交换机产品提供了基于终端控制口（Console）、基于Web页面以及支持Telnet远程登录网络等多种网络管理方式通过简单网络管理协议（SNMP）来实现配置，SNMP协议是目前基于TCP/IP网络使用最广泛的网络管理协议，可以对数据的地址、端口、协议类型、服务等进行过滤，通常还拥有VLAN划分功能；因此网络管理人员可以对该交换机的工作状态、网络运行状况进行本地或远程的实时监控，纵观全局地管理所有交换端口的工作状态和工作模式。网管交换机的缺点就两点：显而易见的就是比非网管交换机要贵；其二，比非网管交换机操作要复杂，还需要配置来完成。 网管型交换机的优点是： （1）背板bai带宽大，数据转发速度更快; （2）提供的端口种类多，根据网络的应用选择不同的接口形式如：SFP、GE、快速以太口、以太口等; （3）支持vlan的划分，用户可以针对不同的应用进行区域划分，有效的对网络进行控制和管理，进一步抑制广播风暴; （4）数据吞吐量大、包丢失率小、延迟低; （5）链路聚合可以让交换机和交换机以及交换机和服务器之间通过多个以太网端口绑定在一起，实现负载均衡; （6）可以基于源、目的、网段进行数据信息流的控制; （7）具有ARP的防护功能，进步减少网络的ARP欺骗; （8）可以MAC地址的绑定; （9）端口镜像功能可以将一个端口的流量和状态复制到交换机的另一个端口，用于监管; （10）支持DHCP的功能; （11）访问控制列表它可以对IP数据包进行控制，比如限制它的流量、出入以及提供QoS等等; （12）具有较好的安全性能，可以进行MAC地址的过滤、MAC地址锁定，并可以构建静态的MAC转发表; 13）能够支持IEEE802.1Q和基于端口技术的VLAN。而IEEE802.1QVLAN中涉及的GVRP(GARP，VLAN注册协议)和GMRP(GARP组播注册协议)也被广泛地支持; （14）具有SNMP功能，更能对网络实现很好的管理和控制; （15）易于扩展，灵活应用，可以通过网络管理软件进行管理，也可以通过其本身的访问控制对其进行远程访问，增加网络的安全性和可控制性。 其实简单来说就是，便宜有便宜的好处，贵有贵的道理，毕竟列出来的优缺点两者都刚好相反，不能拿买非网管交换机的钱来衡量网管交换机，当然也不能拿网管交换机的优缺点来衡量非网管交换机，术业有专攻。 深圳光路科技，12年来专注光纤通信研发、生产和销售，主营光端机、光纤收发器、工业交换机、协议转换器等，我们为客户提供定制化的产品服务，我们有完美的售后体系。欢迎莅临公司参观。我们承诺绝对提供完美无瑕的产品。
交换机（Switch）意为“开关”是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机(Network Switch)。一般应用在范围面积较小的场所或者小型企业当中，而我们所要讲的是运用在工业领域以及道路交通、发电站、楼宇等各种耐高温防水的工作领域的工业交换机。 随着近几年工业的互联网技术的迅速发展，工业互联网网成为了迄今为止普及率最高的短距离二层计算机网络。通过开放的、全球化的工业级网络平台把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密连接和融合起来，高效共享工业经济的资源，以此来达到自动化、智能化生产的方式来降低成本、增加生产效率，帮助制造业延长产业链，推动制造业转型发展。 在工业互联网中，不论是人工交换还是程控交换，都是为了传输语音信号，是需要独占线路的“电路交换”。而以太网是一种计算机网络，需要传输的是数据，因此采用的是“分组交换”。但无论采取哪种交换方式，工业交换机为两点间提供“独享通路”的特性不会改变。就以太网设备而言，交换机和集线器的本质区别就在于：当A发信息给B时，如果通过集线器，则接入集线器的所有网络节点都会收到这条信息（也就是以广播形式发送），只是网卡在硬件层面就会过滤掉不是发给本机的信息；而如果通过交换机，除非A通知交换机广播，否则发给B的信息C绝不会收到（获取交换机控制权限从而监听的情况除外）。 以太网交换机厂商根据市场需求，推出了三层甚至四层交换机。但无论如何，其核心功能仍是二层的以太网数据包交换，只是带有了一定的处理IP层甚至更高层数据包的能力。网络交换机是一个扩大网络的器材，能为子网络中提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。随着通信业的发展以及国民经济信息化的推进，网络交换机市场呈稳步上升态势。它具有性能价格比高、高度灵活、相对简单、易于实现等特点。 工业交换机跟商业交换机本质上是没有区别的，只是前者是专门针对工业控制需求开发出来的产品。组网方式更加注重于环路设计。而环路设计又分为单环和多环，再加上STP和RSTP的基础上，各个厂家设计的私有环路协议，如RingOn、RingOpen、FRP环、turbo环等。可通过串行口或并行口管理、通过浏览器管理和通过网络软件管理。 应用场所可查询官网：深圳光路在线科技有限公司。 工业交换机区别于商业交换机的是其防水防火，且能在高温高压下工作。满足工业作业的环境。在未来几年，人工智能即将会普及到工业生产以及制造业当中，那么对于人工智能的控制还是要通过以太网，不仅减少了人工成本，也大大降低了加工制造中人员受伤的风险；为工业生产提供了一个便捷高效的方法。
自从2020年一月初全球遭遇了新冠肺炎的袭击后，互联网通信显得尤其重要，仿佛预示着今年将是通信发展至关重要的一年。 而最具有争议的还是今年华为新研发的5G网络，5G商用的基础和前提是5G网络覆盖。工信部的最新要求是在2020年底前实现全国所有地级市的5G网络覆盖，三大运营商至少将建设60~80万个宏基站。 按照三大运营商在2019年投入342亿人民币开通13万5G基站的水平核算，其在2020年用于5G的CAPEX支出将在1580亿~2100亿人民币之间。除了上亿的资本支出外，三大运营商可能还需要投入价格不菲的网络运维成本和市场推广费用，这是支撑5G商用的投入端。 5G年在2020年的投入实现，从某种程度上 达到了扶持华为于危急之中的目的。在美国政府的重压之下启动备胎计划并迅速完成元器件替代的华为，将在2020年国内大规模的5G网络建设中迎来得天独厚的本土优势。 移动互联网的流量一直都是三大运营商的竞争，等5G真正搭建完毕后，移动端市场将会迎来新的价格调整战。但是要求在2020年底完成，除了需要支付上亿的基站建设之外，还要花钱请人推广。而且5G处于刚处于萌芽阶段，用户的消费习惯也还没有跟上5G的步伐。 虽然在短期内，5G运营商盈利承压，但是在2020年底全国基站建好后，5G的投入使用很快能够让运营商瞬速回本。并且在工业互联网、制造业的智能制造上也会更上一层。
一、光猫 有些人经常误将光纤收发器或者光电转换器当作光猫，其实这是一个错误的叫法。光猫是光modem 的俗称，有着调制解调的作用。所谓光猫，是泛指将光以太信号转换成其它协议信号的收发设备。 光猫也称为单端口光端机，是针对特殊用户环境而设计的产品，它利用一对光纤进行单E1或单V.35或单10BaseT 点到点式的光传输终端设备。该设备作为本地网的中继传输设备，适用于基站的光纤终端传输设备以及租用线路设备。 而对于多口的光端机一般会直称作“光端机”，对单端口光端机一般使用于用户端，工作类似常用的广域网专线(电路)联网用的基带MODEM，和有称作“光MODEM”、“光猫”、“光调制解调器”。 （1）光猫的构造和功能 光猫的设备采用大规模集成芯片，电路简单，功耗低，可靠性高，具有完整的告警状态指示和完善的网管功能。应用于距离超长,超过20KM,中间需要通过SDH/PDH 等光传输设备中转的情况下应用光猫。 （2）光猫的工作原理 光猫是一种类似于基带MODEM(数字调制解调器)的设备，和基带MODEM 不同的是接入的是光纤专线，是光信号。用于广域网中光电信号的转换和接口协议的转换，接入路由器，是广域网接入。 （3）一般应用场景: 客户-以太网光猫-光缆-E1光猫-2M 电缆-局端SDH 光端机-另一个局SDH 光端机-PDH 光端机-E1转以太网协转-客户设备(以太交换机或电脑等).当然光猫还有V.35光猫,V.24光猫,RS-232光猫等等,应用和以上大同小异. 二、光纤收发器 光纤收发器是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元，在很多地方也被称之为光电转换器(Fiber Converter)。 （1）光纤收发器的构造和功能 为了保证与其他厂家的网卡、中继器、集线器和交换机等网络设备的完全兼容，光纤收发器产品必须严格符合10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和IEEE802.3u 等以太网标准。除此之外，在EMC 防电磁辐射方面应符合FCC Part15。 （2）光纤收发器的基本特点 1.提供超低延时的数据传输。 2.对网络协议完全透明。 3.采用专用ASIC 芯片实现数据线速转发。可编程ASIC 将多项功能集中到一个芯片上，具有设计简单、可靠性高、电源消耗少等优点，能使设备得到更高的性能和更低的成本。 4.机架型光纤收发器设备可提供热拔插功能，便于维护和无间断升级。 5.可网管式光纤收发器设备能提供网络诊断、升级、状态报告、异常情况报告及控制等功能，能提供完整的操作日志和报警日志。 6.设备多采用1+1的电源设计，支持超宽电源电压，实现电源保护和自动切换。 7.支持超宽的工作温度范围。 8.支持齐全的传输距离(0～120公里) 光纤收发器与光猫的区别 光猫可以看做是光纤转串口的调节模块，具有延伸距离的作用。光纤收发器是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元，一般光纤转串口232/485/422的协议形式。虽然两者都是光电转换器，只是光猫是单独出现，而光纤收发器都是成对出现。光猫用于解码入户光纤信号；尔光纤收发器是电转光后长距离传输用。 文 | 光路科技
工业互联网是未来工业制造业竞争的制高点，将会推动创新模式、生产方式和商业模式的大变革，推动工业链、产业链、价值链的重塑再造。可以肯定地说，工业互联网必将对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性的变革。对社会生产力、人类历史发展产生深远影响。当今世界，新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起，工业互联网作为制造业与互联网深度融合的产物，已经成为新工业革命的关键支撑和智能制造的重要基石。 而工业交换机将会是工业制造业最关键的一员，起到了引领着工业制造业智能化发展的关键作用。事实上，物联网、大数据、云计算、人工智能等新技术给制造业带来的红利都离不开工业互联网这个载体。那工业互联网从何体现呢？ 工业互联网在为未来几年5G应用在工业制造后，将会成为工业智能制造的基础。而工业互联网最离不开的是工业交换机的使用。智能制造是包括工业互联网、材料、设计、工艺等在内的智能工业生态系统。除了生产材料以及其他因素之外，工业互联网所需要的则是工业以太网交换机的投入使用，智能分配机器生产，控制工业生产中的每一台机器，从而完成生产。在此之前，我国已经有部分工业生产中运用到智能制造，相信在未来的不久将会实现大规模智能生产制造，提高生产效率、降低人工成本。 工业上对于工业交换机的要求高于普通家用交换机，两者的区别在于前者能够在复杂的工业环境中实时传输以太网数据，而后者仅支持家用。工业交换机还要根据场合要求会有不同的外观和安装形式多样，要求防水、防尘、抗震、抗电磁干扰等要求，同样需要24h不间断长期运行。 选择工业交换机时也要特别注意，以太网交换机一般分为商用交换机、工业交换机、家用交换机。如果对交换机行业并不熟悉的话可选择多看几家，不要急着在一家下单，避免购置部分以商用交换机变成工业机来偷龙转凤。 我们有针对不同工业制造场场所的工业交换机方案。支持不同厂家的设备互连、互通,支持客户端设备为单模、多模、电口可选。具体看不同的厂家的需求，可移至光路科技官网查看。
近年来，工业互联网从刚开始的概念到落地一步步实现，再到如今已是风生水起。尤其是在新冠肺炎疫情期间，在物理空间阻隔、人员交通隔离等情况下，各地推进工业互联网建设的工作，更是为工业互联网猛添了一把火。“如果说2003年的非典疫情刺激了消费互联的发展，2020年新冠肺炎危机后带来的会是工业互联的奋起。”中国工业互联网研究院院长徐晓兰直言。 工业互联网是第四次工业革命的重要基石，而5G将是数字化建设转型的支撑点。未来的工业互联网将会利用大数据和人工智能推算出更多数据，可以改进各行各业的生产效率以及决策方式，加快工业生产智能化步伐。 在未来可能会实现远程操控机器生产，减少人力成本，能在规定时间内完成产量，并智能控制生产质量，为我国工业发展创新生产模式，并且人力成立大大减少至50%左右。但与此同时，5G和工业交换机的联合发展还存在着数字基础的不足，比如生产数字化、在线办公、无人物流等。让各种终端设备实现互相协作，就需要大带宽、低时延、高可靠的通信能力来保障大规模数据、图像、视频等信息传输，要解决这个问题，就必须要推进5G与工业互联网的融合。同时，在实际应用中，企业数字化程度不均衡、工厂设备联网率有待提升等问题仍然比较突出。 传统制造业特别是中小企业的设备联网率低，工业无线技术体系主要是基于低速率、局域网的无线短距离通信，针对高速率、广覆盖、大流量的工业无线网络技术标准尚不明确；工业领域协议多达数百种，协议之间兼容性差，第三方解析能力弱，各类工业数据无法整合，互联互通难。除了这些还要考虑的是5G的信息安全方面问题。 总结：5G互联网会在未来2-3年内覆盖国内工业制造生产模式，而大带宽、低延时仍然滞留在4G式的作业方式。需要加大技术研发和设备改造力度，加快应用场景探索，引导细分行业龙头企业实现“0到1”的突破，带动相关领域企业实现“1到N”的规模复制。
随着中国工业制造的不断发展，行业竞争的加剧以及国际市场的需求，工业交换机采用存储转换交换方式，同时提高以太网通信速度，并且内置智能报警设计监控网络运行状况，并加强了工业交换机防水、抗热等在恶劣环境下的运行问题。 目前工业交换机工业交换机的速度已达到1000Mpbs，已经达到了工业生产的需求。目前工业交换机已经迅速代替集线器，成为用户构造网络的首选产品，在现代网络设计中，通过使用以太网交换机可显着地提高整个用户网络的应用性能，为此以太网交换机也愈来愈受到更多网络用户的青睐。 以太网换机设备除了在速度上给网络用户带来优势外，还比传统的网络共享设备提供更多的功能。随着工业交换机市场竞争愈趋激烈，工业交换设备的价格也更能为用户所接受。 工业交换机主要是应用于复杂的工业环境中的实时以太网数据传输。以太网在设计时，由于其采用载波侦听多路复用冲突检测（CSMA/CD机制），在复杂的工业环境中应用，其可靠性大大降低，从而导致以太网不能使用。工业交换机采用存储转换交换方式，同时提高以太网通信速度，并且内置智能报警设计监控网络运行状况，使得在恶劣危险的工业环境中保证以太网可靠稳定的运行。 工业交换机主要应用于工业、道路交通、智能楼宇、矿井、油田、水电站等领域。将来工业交换机的延展使用会覆盖到生活的方方面面去。
Phillip Dodd, Technology Lead IIoT Engineering Infrastructure