工业以太网交换机用于连接以太网设备。它首先接收某个设备发出的数据帧，然后将这些帧传输到与其他以太网设备相连的适当交换端口。
随着它传输这些帧，它将学习和掌握以太网设备的位置，并决定使用哪些端口来传输帧。这有助于降低网络份额。
与民用以太网交换机相比，工业以太网交换机产品在设计、部件选择、强度、适用性等方面都能满足工业领域的需求。
你应该知道工业以太网交换机的10个技术术语。
拓扑是网络中电缆的排列。众所周知，EIA-485或CAN采用总线拓扑结构。但在工业以太网中，拓扑结构是星形或分散星形，因为集线器或交换机被广泛使用。
工业以太网电缆包括屏蔽双绞线(STP)、非屏蔽双绞线(UTP)、多模或单模光缆。Mbps双绞线的速率不算太高，而是100Mbps在速率下，建议使用5类或5类以上的线。
连接需要一对光纤，常见的多模光纤波长为62.5/125μm或50/125μm m，与多模光纤相比，单模光纤的内芯非常薄，只有10μm m一般多模光纤在10左右Mbps单模和多模光纤100Mbps时都适用。
RJ-45是一种常见的双绞线连接器，有两对导线，一对用于传输，另一对用于接收。在媒体相关界面(MDI)在定义中，这四个信号分别被识别为RD 、RD-、TD 、TD-。
通信链路由DTE(工作站等数据终端设备)和DCE(由中继器或交换机等数据通信设备组成。集线器的端口标志是MDI-X端口，表示DTE和DCE可通过直通电缆连接。如果连接两个DTE或两个DCE会发生什么？可以使用电缆交叉或直接使用hub上行端口(不要交叉电缆)。
有两种光纤连接器，ST连接器用于10Mbps或100MbpsSC专用于100的连接器Mbps。SC单模光纤通常用于连接器。DTE和DCE之间的连接只需要遵循端口的TX和RX标识。
工业以太网是什么？在技术上，它与IEEE802.3兼容性，但设计和包装考虑了工商应用的要求。考虑到工业现场的特殊要求，工业设计师希望使用场上使用以太网芯片和介质。首先要考虑的是高温、潮湿和振动。二是工业现场控制柜能否轻松安装。三是功率要求。许多控制柜中的电源是低压交流或DC。壁挂式电源设备有时不合适。电磁兼容性(EMC)随着工业环境的需求EMI(工业抗干扰)和ESD(工业抗震)要求发生变化。施工现场的安全标准与办公室完全不同。有时需要对恶劣环境进行评级。工厂可采用工业控制柜标准，建筑系统通常采用排烟标准。显然，低价商用以太网集线器和交换机无法满足这些要求。
在讨论共享以太网的距离时，我们不能忽视它CollisionDomain这个概念。
共享以太网或半问/冲突检测共享以太网或半双工以太网的媒体访问(CSMA/CD)决定。在半双工通信模式下，行，否则会发生数据冲突。发站前，先看看有没有免费频道。发送时，站点也会监控一段时间，以确保在此期间没有其他站点同时发送，最终站点发送成功。相反，当发生冲突时，源站会发出阻塞信号来加剧冲突。争议延迟后重试(延迟时间由算法决定，是随机的)。在这种机制下，所有站点和所有集线器必须在同一冲突域。
对于工业以太网，最常用的是10Mbps和100Mbps。在10Mbps，在全双绞线以太网中，有两个与距离相关的概念，即网段和网络直径。前者是指两个设备(集线器、交换机或主机)之间的距离，后者是网络中最远的两个设备之间的距离。无论是10Mbps还是100Mbps网段最远距离不超过100米。
考虑到网络扩展，最有用的规则是5-4-3(仅适用于10)Mbps中继器)。规则如下：一个网络最多有五个网段，四个中继器，不超过三个混合网段。混合段是指同轴总线段(已过时)。由于双绞线网段的最长距离00m，所以最大的网络(网络范围)是500m。光纤网段最远距离可达2km，但IEEE802.标准规定，使用光纤时，级联最多不超过3个，网络末端采用双绞线。中间两个是光纤网段，每个网段不能超过1公里。这样，整个光纤网段的长度限制在2km以内。5-4-3规则不适用于100Mbps。建议使用100Mbps交换机。
中继集线器(Hub)集线器是以太网拓扑的基本设备。它是一种多端口设备，有四个、八个和十二个端口，可以形成分布式星形拓扑。所有集线器都符合要求IEEE802.三是中继单位的要求。这些要求包括前同步码生成、对称性和范围补偿。直接站必须重定信号，使收发机和电缆引起的信号抖动不会在多个网段传输时积累。这些设备可以检测不完整的数据包和冲突，并产生阻塞信号。为了保持网络的正常问题的端口，以保持网络的正常运行。
另一系列的适配器产品是接口适配器，有时被称为收发器。他们把一种媒介变成了另一种媒介。最重要的转换是从双绞线到光纤的转换。由于许多收集器没有光纤端口，接口适配器被用来支持光纤在网络中的应用。这些设备在网络中是透明的。端口不存储帧或检测冲突，而只将介质转换为另一端的兼容信号。
A类型交换集线器(switch)可替代中继集线器，提高网络性能。与物理设备-中继集线器不同，交换机集线器实际上是连接两个数据链路的网桥，这意味着冲突域终于每个交换机端口。所以增加交换机扩大了网络的地理范围，级联交换机可以大规模实现网络扩容。交换机比中继集线器更复杂。双绞线端口与附件端口自动协商(10)Mbps或100Mbps)。通过协商实现流量控制功能。全双工网段采用暂停方案，半双工网段采用背压方案。交换机读取完整帧并查看其源地址后，可以找到连接到以太网设备的端口位置。然后，交换机生成端口地址表，并维护表的内容。此后，网络通信仅限于与此传输相关的端口。因为这些端口可以实现同步传输，不需要任何操作，提高了网络的吞吐量。根据连接信息的变化，表的内容会自动刷新。
如果端口收到的信息需要广播、分组或发送到未知地址，交换机会将信息自动发送到所有端口。与中继集线器不同，它有多个冲突域，每个冲突域都必须遵守上述规则。
中继集线器可连接到交换机端口。若网络全是交换机，双绞线网段保持100米，但级联无限制。使用光纤前，必须注明是半双工还是全双工。中继hub和交换机hub对比明显，交换机的性能比hub好，但是hub通过网络分析仪观察数据通信是很容易理解的。广播发送器必须在一个端口进行测量。交换机作为网桥存储和转发整个数据帧，导致数据延迟。在接收网络信号时，集线器没有数据延迟。级联交换机也会增加延迟，因此集线器和交换机在工业以太网中有自己的应用。
半双工意味着同一媒体的发送和接收是异步的。另一方面，全双工有单独的发送和接收路径。全双工链路扩展快速以太网(1000Mbps)的关键。全双工链路网段不得超过两台设备，可为网卡或交换机端口。注:不是中继集线器端口，集线器没有全双工模式。这是因为集线器是冲突域的一部分，它会加强其他端口的冲突。全双工通信只有两张网卡。当有两张以上的网卡时，必须考虑切换。
0base-T和10BASE-FL根据网卡或交换机端口的复杂性，有独立的发送和接收通道。如果这些接口配置为半双工模式，接收和发送的同步检测将触发冲突检测。同一接口设置为全双工，由于全双工不符合共享，将禁止冲突检测CSMA/CD规则。
全双工链路应正确配置。当工作站配置为全双工模式时，工作站或交换集线器的端口将被忽略CSMA/CD协议发送帧。如果另一端设置为半双工模式，则会发现冲突并引起其他问题，如CRC错误，网络速度下降，以太网的优势迅速消失。
如前所述，100Mbps由于碰撞，网络范围缩小。对于双绞线网段和交换机端口，网段最长距离为100m(冲突域)。问题是在光纤端口，网段长度为2km单模光纤是15km。在半双工模式下，由于冲突域的限制，网段距离为412m。因此，只有在全双工模式下(忽略)CSMA/CA)，光纤网段的扩展才能达到极限。在快速以太网模式下，建议使用交换机技术。快速以太线下光纤端口，推荐全双工。
由于快速以太网的广泛应用，其布线规则与传统以太网相似，IEEE802.3u建议快速以太网自动配置，使传统以太网端口与其他快速以太网端口一起工作。配置协议基于美国国家半导体公司Way标准。双绞线链路将自动匹配速度，便于数据通信。该方案适用于双绞线链路。光纤的情况不同。
尽管光纤在以太网的发展史上起着非常重要的作用。但由于10，两种光纤设备的速度不能自动协商BASE-FL设备工作在850nm，100BASE-FX设备工作在1300nm。两者无法互通。但两种光纤设备之间的自协商对于自动协商协议是可行的(如果通信没有问题)。意识到这一点，新推出的100BASE-SX标准可以使850nm光纤工作在10Mbps或100Mbps。100Mbps网段距离300米。因此，安装时请注意。光纤的速率通常是固定的，不协商。双绞线链路中的自动协商协议是成功的。自动协商的优点是不需要用户手动设置，设备本身决定了自己的技术水平。从高到低的等级如下：
100base-t全双工最高，依次1万BASE-T、100BASE-T2全双工、100BASE-TX全双工、100BASE-T2、100BASE-T4、100BASE-TX、1base-t全双工、0base-t最低。
最低级别是10BASE-T(半双工，共享以太网)，最高级别为1万BASE-T全双工。这是一个完整的优先方案，但并不意味着网卡可以处理所有这些技术。事实上，有些技术并没有商业化，但它们都要求IEEE802.3标准。每个端口检查自己的技术性能并确定最终速率(较低的速率)。例如，如果网卡支持10BASE-T，交换机端口容量10BASE-T或10BASE-TX，所以最后的选择是10base-T，假如一张网卡是10BASE-T，另一个是100BASE-TX，然后两者因为不兼容而无法通信。
最初的设计不涉及可靠的端到端信息传输。网络互联（两个网络相互通信）的义务在于第三层-网络层。传输和互联网已成为协议栈的一部分，TCP/IP和SPX/IPX是两种常见的协议这两种协议不能互相操作，因此以太网节点必须使用兼容的协议。由于TCP/IP在互联网中的应用，它已经成为主要的协议，在工业网络中也是如此。其实TCP/IP是一套RFC定义的协议(requestforcomments)，已经存在很多年了。
除了以太网之外，TCP/IP还与其他数据链路技术一起工作，它位于物理层/数据链路层。在传输层，有两个重要的协议:TCP和UDP。前者确认收到的信息。两者都很有用。在协议栈的上层，有几种用于工业以太网的有用的应用层协议。寻址对于用户来说是一个重要的话题。IP协议负责可能位于不同网络的站点之间的数据包路由。每个站点都有一个唯一的32位地址(分别是网络地址和主机地址)。地址用十进制四字节表示。128.8.120.5是一个有效地址，但无法确定它是主机还是网络。地址分为五类，地址分为A~E类。可以通过观察第一个字节来进行分类。
IP的分配并不简单，通常由网络管理来分配。一旦分配，它必须应用于网络中的每个站。有两种类型的IP地址：静态和动态。动态分配由服务器执行。静态分配是通过配置完成的。以下地址是私有的，不能在路由器上分配。因此，它们在互联网上没有应用。
10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.0.0~172.31.255.255
192.168.0.0~192.168.255.255
IP地址和以太网MAC地址是不同的，不能混淆。MAC地址是由设备制造商分配的，因此它在世界上是唯一的。IP地址在安装期间分配，并根据需要重新分配。
确定使用的连接器、电缆、集线器或交换机，分配IP，您就可以在站点之间进行通信。现在我们需要考虑OSI高层的兼容性。这里推荐的工业自动化协议是以太网/IP、iDA、PROFInet和Modbus/TCP。这还不包括传统的互联网应用程序——FTP、SNMP、SMTP和TELNET。用户的设备可能不支持这些协议，所以需要了解自己系统的兼容性。