西门子交换机SCALANCE-X-路由用户指导手册.pdf-资料库

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西门子交换机 SCALANCE X 路由用户指导手册 SIEMENS Switch SCALANCE X Route User Guide User Guide Edition（2007-1) SIEMENS A&D CS

摘要随着 PROFINET 和 SCALANCE 在中国市场的不断深入，越来越多的用户选择和使用 PROFINET 和 SCALANCE。SCALANCE X414-3E 是西门子全新推出的高性能交换机，全面支持 PROFINET，支持冗余管理 RM，支持热备 STBY。除了交换机的基本功能外，还支持 IT 标准的通讯，例如：TFTP，SMTP 等等。SCALANCE X414-3E 同样支持 VLAN 和路由。VLAN 可以隔离网络上的广播域，但 VLAN 之间通讯只能通过路由。所以有 VLAN，必有路由。SCALANCE X414-3E 具有 3 层交换的路由功能，这样它就可以成为网络上的核心部件-----路由器。除了支持静态路由外，还支持动态的路由协议，例如 RIPv2 和 OSPFv2。这样可以满足用户各种各样的控制要求和网络要求。本手册全面讲述了 SCALANCE X414- 3E 的各种路由，用户可以根据本手册了解和掌握 SCALACNE X400 的路由组态，并应用到工业控制和工业网络中。关键词 SCALANCE X414-3E，路由，本地路由，静态路由，RIP，OSPF Key words SCALANCE X414-3E，Route，Local Route，Static Route，RIP，OSPF A&D Service & Support Page 2-34

目录第一章SCALANCE X-400 路由概述 ......................................................................................4 1.1 VLAN概述....................................................................................................................4 1.2 路由概述......................................................................................................................4 1.3 SCALANCE X-400 路由概述 .......................................................................................5 第二章SCALANCE X-400 本地路由 ......................................................................................5 2.1 本地路由概述...............................................................................................................5 2.2 本地路由组态...............................................................................................................6 第三章SCALANCE X-400 静态路由 ......................................................................................8 3.1 静态路由概述...............................................................................................................8 3.2 静态路由组态...............................................................................................................8 第四章SCALANCE X-400 RIP路由 ..................................................................................... 11 4.1 RIP路由概述.............................................................................................................. 11 4.2 RIP路由组态.............................................................................................................. 11 第五章SCALANCE X-400 OSPF路由 .................................................................................16 5.1 OSPF路由概述 ..........................................................................................................16 5.2 OSPF标准路由组态...................................................................................................16 5.3 OSPF虚连接组态.......................................................................................................21 5.4 OSPF路由聚合组态...................................................................................................27 A&D Service & Support Page 3-34

第一章 SCALANCE X-400 路由概述 1.1 VLAN 概述工业 LAN 可以是由少数几台 PLC 或工控机构成的网络，也可以是数以百计的计算机、工控机、服务器和 PLC 构成的企业网络。 VLAN 即虚拟局域网（Virtual Local Area Network 的缩写），是一种通过将局域网内的设备逻辑的而不是物理的划分成一个个 LAN 从而实现虚拟工作组的技术。VLAN 是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的，它在以太网帧的基础上增加了 VLAN Tag，用 VLAN ID 把用户划分为更小的工作组，限制不同工作组间的用户二层互访，每个工作组就是一个虚拟局域网。虚拟局域网的好处是可以限制广播范围，并能够形成虚拟工作组，动态管理网络。 VLAN 技术允许网络管理者将一个物理的 LAN 逻辑的划分成不同的广播域即 VLAN，每一个 VLAN 都包含一组有着相同需求的计算机、工作站或工艺段，与物理上形成的 LAN 有着相同的属性。但由于它是逻辑的而不是物理的划分，所以同一个 VLAN 内的各个工作站无须被放置在同一个物理空间里，即这些设备不一定属于同一个物理 LAN 网段。一个 VLAN 内部的广播和单播流量都不会转发到其它 VLAN 中，即使是两台计算机有着同样的网段，但是它们却没有相同的 VLAN 号，它们各自的广播流也不会相互转发，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。许多VLAN厂商都利用交换机的端口来划分VLAN成员。被设定的端口都在同一个广播域中。以交换机端口来划分网络成员，其配置过程简单明了。因此，从目前来看，这种根据端口来划分VLAN的方式仍然是最常用的一种方式。SCALANCE X400 支持基于端口的VLAN。 SCALANCE X400 具体组态VLAN的方法，请参照西门子中国网站的网上课堂网络/通信 (NET) 部分的西门子交换机SCALANCE X VLAN组态快速入门。 1.2 路由概述 1. 抑制网络上的广播风暴； 2. 增加网络的安全性； 3. 集中化的管理控制。这就是在局域网交换机上采用 VLAN(虚拟局域网)技术的初衷，也确实解决了一些问题。但这种技术也引发出一些新的问题：随着应用的升级，网络规划/实施者可根据情况在交换式局域网环境下将用户划分在不同 VLAN(虚拟局域网)上。但是 VLAN (虚拟局域网) 之间通信是不允许的，这也包括地址解析 (ARP)封包。要想通信就需要用路由器桥接这些 VLAN(虚拟局域网)。这就是 VLAN (虚拟局域网) 的问题：不用路由器是嫌它慢，用交换机速度快但不能解决广播风暴问题，在交换机中采用 VLAN (虚拟局域网) 技术可以解决广播风暴问题，但又必须放置路由器来实现 VLAN (虚拟局域网) 之间的互通。形成了一个不可逾越的怪圈。这就是网络的核心和枢纽路由器的问题。在未来 PROFINET 和 SCALANCE 技术广泛应用到工厂企业时，在这种网络系统集成模式中，交换机和路由器是该网络系统的核心。在这种情况下，一种新的路由技术应运而生，这就是第三层交换技术：第三层交换技术也称 A&D Service & Support Page 4-34

为IP 交换技术、高速路由技术等。第三层交换技术是相对于传统交换概念而提出的。众所周知，传统的交换技术是在OSI 网络标准模型中的第二层—数据链路层进行操作的，而第三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。作为PROFINET网络系统的核心，西门子SCALANCE X400 作为高性能的交换机，支持 3 层交换功能。通过自动发现功能来处理本地IP 包的转发及学习邻近路由器的地址，同时也可以通过动态路由协议RIP，OSPF来计算路由路径。 1.3 SCALANCE X-400 路由概述由于 SCALANCE X-400 具有路由功能，所以具有可以设置多个 In-Band IP 地址。其中的一个 In-Band IP 地址是为管理员使用，并且只能通过 PST 或 Step7 来设置的 IP 地址。其它的 In-Band 地址用于路由为目的。这里说的 In-Band IP，指的是每台设备的管理 IP，一般缺省属于 VLAN1。用于用户远程 Telnet、Web 等方式的管理。不过这种管理 IP 地址，常见于二层设备，也就是 SCALANCE X414 的 FW1.1.1 以前的设备，即只支持 2 层交换。因为二层设备不可能参与 3 层交换，但是为了远程管理，特地允许二层设备开设一个 3 层接口，即 In-Band IP 用于管理。由于是 3 层交换机，那么有没有管理 IP 就无所谓了，任何一个自身 3 层接口的 IP 都可以用于管理。 SCALANCE X-400 成为 3 层路由器需要： • 至少创建 2 个子网。 • 分配 VLAN 给相应的这些子网。 SCALANCE X-400 可以定义为 4 种路由器： • 本地(Local)路由 • 静态(Static)路由 • RIP 动态路由 • OSPF 动态路由第二章 SCALANCE X-400 本地路由 2.1 本地路由概述在给 SCALANCE X-400 设置路由时，需要建立 VLAN，然后建立子网。只要把建立的子网相应的分配给不同的 VLAN，这时 SCALANCE X-400 就为一个本地 Local 路由器。本地路由器的配置方法简单，可靠。本地路由是配置动态路由协议的基础。该方案适用于在小型的，具有较少网段的，且仅需要一台 SCALANCE X-400 作为路由器的工业网络。 A&D Service & Support Page 5-34

2.2 本地路由组态 Network 1 Network 2 Network 2 Network 3 XA XB Network1 与交换机 XA 的 Port9.1 端口相连，Network2 与交换机 XA 的 Port10.1 端口相连。 Network3 与交换机 XB 的 Port9.1 端口相连，Network2 与交换机 XB 的 Port10.1 端口相连。交换机 XA 和 XB 通过网线连接各自的 Port5.1 端口。 XA 的 In-Band IP 地址为：192.168.0.1/24。通过 PST 工具设置。 XB 的 In-Band IP 地址为：192.168.0.2/24。通过 PST 工具设置。 Network1 的 IP 网段为 100.1.0.0/16，网关 IP 地址为 100.1.1.1/16。属于 VLAN100。 Network2 的 IP 网段为 150.1.0.0/16，网关 IP 地址为 150.1.1.1/16。属于 VLAN150。 Network3 的 IP 网段为 200.1.1.0/24，网关 IP 地址为 200.1.1.1/24。属于 VLAN200。这里组态 SCALANCE X-400 交换机 XA 为本地 Local 路由器。交换机 XA 的设置：序号组态步骤 1 通过 IE 浏览器打开交换机 XA 的 Web 页面，输入用户名和密码，均为“admin”。在目录树 SwitchVLAN 中，按照组态要求给对应的端口添加 VLAN100，VLAN150，VLAN200。 VLAN 设置注意：连接终端设备设置“U”，交换机之间连接设置“M”。尽量避免出现红色 “U”。 2 在目录树 RouterSubnets 中，按照组态要求分配网关 IP 给对应的 VLAN。 A&D Service & Support Page 6-34

交换机 XB 的设置：序号组态步骤 1 通过 IE 浏览器打开交换机 XB 的 Web 页面，输入用户名和密码，均为“admin”。在目录树 SwitchVLAN 中，按照组态要求给对应的端口添加 VLAN150，VLAN200。VLAN 设置注意：连接终端设备设置“U”，交换机之间连接设置“M”。尽量避免出现红色“U”。 A&D Service & Support Page 7-34

第三章 SCALANCE X-400 静态路由 3.1 静态路由概述 SCALANCE X-400的静态路由是人工在路由器中设置的固定路由表。除非网络管理员干预，否则静态路由不会发生变化。路由器不必为路由表项的生成花费大量时间，有时可以抑制路由表的增长。静态路由的优点是简单、高效、可靠。当动态路由与静态路由发生冲突时，以静态路由为准。静态路由的人工配置开销大，网络拓扑结构变更时需重新配置路由表，一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。 3.2 静态路由组态 Network 1 Network 3 XA Network 2 XB 150.1.1.1/16 150.1.1.2/16 Network1 与交换机 XA 的 Port9.1 端口相连，Network2 与交换机 XA 和交换机 XB 的 Port10.1 端口相连。 Network3 与交换机 XB 的 Port9.1 端口相连。交换机 XA 和 XB 通过 Network2 连接各自的 Port10.1 端口相连接。在 Network2 中没有任何终端设备存在，这里使用网线直接相连。 XA 的 In-Band IP 地址为：192.168.0.1/24。通过 PST 工具设置。 XB 的 In-Band IP 地址为：192.168.0.2/24。通过 PST 工具设置。 Network1 的 IP 网段为 100.1.0.0/16，网关 IP 地址为 100.1.1.1/16。属于 VLAN100。 Network2 的 IP 网段为 150.1.0.0/16，连接 XA 的网关 IP 地址为 150.1.1.1/16，连接 XB 的网关 IP 地址为 150.1.1.2/16。属于 VLAN150。 Network3 的 IP 网段为 200.1.1.0/24，网关 IP 地址为 200.1.1.1/24。属于 VLAN200。这里组态 SCALANCE X-400 交换机 XA 和 XB 均为本地 Local 路由器。交换机 XA 的设置：序号组态步骤 1 通过 IE 浏览器打开交换机 XA 的 Web 页面，输入用户名和密码，均为“admin”。在目录树 A&D Service & Support Page 8-34

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