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上海朕锌电气设备有限公司
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PROFINET循环的实时通信报文基于IEEE802.3，具有4个字节的VLAN标签（IEEE802.1p），该标签其中的3个位可以表示PROFINET实时数据的**级，参考图1 PROFINET实时报文。
图1 PROFINET实时报文
PROFINET循环的实时数据报文具有**级，且用户**级为6。VLAN标示符VID=0表示报文仅包含**级信息，而不是一个有效地VLAN标识。
报文具有“用户**级”符合IEEE802.1p标准，IEEE802.1p具有如下特点：
支持IEEE802.1p的交换机会**转发高**级的数据，IEEE802.1p标准
| 种类 | 描述 | **级 |
| 语音 | 较高**级；保证几路音频延迟时间较小且保证高的语音质量 | 7，6 |
| 视频 | 视频**于其它数据服务 | 4，5 |
| 尽力的通信 | 应用数据包，比如Internet冲浪或者设备需要QoS服务 | 3，0 |
| 背景通信 | 较低**级的数据通信服务，比如下载，打印等，不需要固定的等待时间和流量需求 | 1，2 |
表1
目前，许多以太网交换机都能够支持多**级业务的分类处理，即支持IEEE802.1p，根据数据帧中的“用户**级”字段内容的不同进行缓存、数据转发等操作。理想情况下，以太网交换机能支持的**级与802.1p规定的**级相同，但实际情况有时并非如此。
西门子的SCALANCE X以太网交换机产品中，X-00系列具有两个**级堆栈，高的**级堆栈处理具有用户**级4，5，6，7的数据，低的**级堆栈处理具有用户**级3，0，1的数据。对于SCALANCE X100系列到SCALANCE X400系列所支持的**级与IEEE802.1p所规定的**级相同。具有4个**级堆栈，每个堆栈处理不同用户**等级的数据，参考图2 SCALANCE X交换机**级堆栈。SCALANCE X以太网交换机会根据数据的用户**级的不同由内部不同的**级堆栈来处理。这也表明SCALANCE X100系列到SCALANCE X400系列的产品可以细分用户**级的数据，对于用户**级6，7由较高**级堆栈处理**转发。
图2 SCALANCE X交换机**级堆栈
SCALANCE X以太网交换机会**对高**级的堆栈中的高**级数据进行转发。参考图3 IEEE802.1p报文**转发原则。帧1正在被发送，表明不会中断正在发起的数据传输。帧2的**级低于帧3，所以**转发帧3。较终端口1的数据帧发送顺序为帧1，帧3，帧2。
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图3 IEEE802.1p报文**转发原则
除此以外，X200系列以上的SCALANCE X交换机不但可以在Step7中作为IO设备进行组态，也可以在Step7中实现集成诊断。参考图4 交换机组态。
图4 交换机组态
在使用SCALANCE X300和SCALANCE X400系列的交换机应用在PROFINET实时应用中，由于这两种系列的交换机不但支持IEEE802.1p还支持IEEE802.1Q，即VLAN。那么这两类以太网交换机则认为VLAN ID=0的帧不带有VLAN标签。这意味着PROFINET实时报文（VID=0）在这两类交换机之中转发不具有**级，与普通的数据一样，不会被交换机**转发。所以在使用这两类交换机时，需要特别注意，这种情况下，可以使用2种方式来改善：
**种情况，就是使用SCALANCE X200系列以下的交换机，这样由于这些系列的交换机不支持IEEE802.1Q，仅支持IEEE802.1p，所以会**转发PROFINET实时数据。
*二种情况，如果使用SCALANCE X300/400时，且PROFINET实时数据与普通数据在一个通道上进行传输，需要给PROFINET的数据传输通道设置VLAN。例如图5 组态举例。PROFINET IO控制器和IO设备的PROFINET实时通信与PC1和PC2的普通通讯，例如TCP/IP，共同占用2台SCALANCE X400之间的通道。由于SCALANCE X400支持IEEE802.1Q，交换机会认为PROFINET 实时数据与普通的TCP/IP数据的**级一样，这样不会**转发PROFINET实时数据。
图5 组态举例
冗余环网，各台交换机通过冗余环口依次进行连接，如下图高速冗余环网HSR。SCALANCE X400可以作为冗余管理器RM，管理冗余环网，为了保证系统的快速重构和稳定性较多50个交换机连接在环上。除了其它交换机需要设置冗余环口，在网络正常的情况下，RM的其中的一个冗余环口会处于断开状态。这样整个网络处于一种线型结构。冗余管理器监控网络状态，当网络上的连接线断开或交换机故障，它会通过一个替代路径恢复另外一种线型结构。整个网络的重构时间小于0.3秒。如果问题被消除，会恢复原有的线型结构。在一个环网中，只能存在一个交换机组成冗余管理器。环网可以是电气环网也可以是光纤环网，也可以是电气和管线混合的环网。另外，可以利用SCALANCE X 400的千兆端口，组成高速冗余的千兆环网。
高速冗余环网HSR 环间热备STBY
环网之间的冗余备份STBY，通过两台交换机各自连接到另外一个环网的两台交换机，如上图环间热备STBY。仅需要在同一个环网中的两个交换机A和B（与另外一个环网进行冗余连接）进行组态，即可完成环网之间的连接冗余。这两个交换机A和B通过网络相互交换数据来同步它们的运行状态，其中一台设备作为Master，另外一台设备作为Slave。在网络正常的情况下，仅是Master与另外一个环网的连接是激活的，即通讯数据通过该连接完成两个环网之间的通讯。如果Master的连接断开或Master交换机故障，这时Salve会激活其连接，这时两个环网之间的数据就通过Slave的连接来完成。如果故障恢复，Master会重新作为环网之间的激活连接。STBY可以是电气连接也可以是光纤连接。另外，可以利用
SCALANCE X 408的千兆端口，组成千兆环网冗余热备。
SCALANCE X 400冗余环网组态：
| 配置RM |
对于SCALANCE X414-3E，可以使用Slot 4上CPU的DIP开关，具体方式如下：
当R1和R2的DIL开关都为ON状态，也可以使用Web页面来设置。点击目录树X-400?Ring Config，使能Redundancy Manager(RM) enabled。
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| 配置RM |
对于SCALANCE X408，仅需要通过Web页面来设置。点击目录树X-400?Ring Config，使能Redundancy Manager(RM) enabled。点击Set Values按钮结束设置。
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| 配置环口 |
环网中设置完毕RM后，所有的交换机SCALANCE X414-3都需要同时设置环口。设置环口可以通过CPU槽上DIL开关来设置，具体方式如下：
当R1和R2的DIL开关都为ON状态，也可以使用Web页面来设置。点击目录树X-400 ? Ring Config，使能Ring Redundancy enabled并选择环网连接的环口。点击Set Values按钮结束设置。
非RM的SCALACNE X414-3E的组态如下：
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| 配置环口 |
对于SCALANCE X408，仅需要通过Web页面来设置。点击目录树X-400 ? Ring Config，使能Ring Redundancy enabled并选择环网连接的环口。点击Set Values按钮结束设置。 这样SCALANCE X408作为RM的组态如下：
非RM的SCALACNE X408的组态如下：
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SCALANCE X 400环网间热备组态：
| 配置STBY |
参考上图，环间热备STBY，对于SCALANCE X400，热备另外一个环仅需要设置在同一个环网中的两个交换机A和B进行组态，即可完成环网之间的连接冗余。SCALANCE X 400通过Web页面来设置。对于A和B，点击目录树X-400?Standby Mask，使能Standby Connection enabled。设置名字STBY（可任意设置），不过两台交换机A和B需要设置相同的名字，需要注意大小写，不过同一环网中只能有一对交换机使用这个名字，可以有多对用于环网间热备，每一组（对）拥有不同于其它组一的名字。然后使能STBY环口监视，通过该端口连接另外一个环。A是Port11.1，B是Port10.2。A和B可以使用不同的端口来连接另外一个环。交换机A的STBY组态：
交换机B的STBY组态：
MAC地址大的交换机为Master。 |
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