网络的出现改变了人们的生活，工业网络的应用改变了工业管理和生产的方式，而核心交换机的出现使得在工业网络应用下庞大集中生产管理得到了实现，助力生产管理者仅通过环视屏幕，却对整个工厂、矿井等安全及生产环节一目了然……对于这种可以不叫做核心交换机而处于核心处的一种交换机，它有着怎样的神秘之处？Moxa工业以太网产品处产品副理许嘉昇先生在交流中一语中的地介绍道：“谈到核心交换机的发展，‘核心’的不只是通信的高速稳定交换功能，更重要在于未来集中管控的需求。”
为未来，预留“万兆”空间
《PLC&FA》：在当前网络快速发展的时代里，核心交换机可以说是一个幕后英雄，大多数的人对于核心交换机的概念与发展是很陌生的，请您介绍一下何谓核心交换机及其应用技术水平。
许嘉昇：严格来说，核心交换机并不是交换机的一种类型，而是放在核心层的交换机叫核心交换机。在大型的矿井监控、交通监控等行业需要安装上百个高清摄像头，其网络流量需求大，超过100台电脑的网络控制就必需核心交换机来保证监控系统的高速稳定运行，它的特别之处还在于一定要支持三层路由。以Moxa核心交换机解决方案为例，随着工业的快速发展，工业以太网的应用范围在不断扩大，核心交换机的应用解决方案就如一个分为三层的大蛋糕，蛋糕的最下层是接入层，该层交换机体积小端口数少，直接面向用户接入网络；中间层是汇聚层，是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路，那么这层的交换机就需要更多的端口数，也因汇聚而形成千兆需求的概念；最上层是核心层，这一层的交换机就叫做核心交换机，需要更高的稳定可靠性，高速处理吞吐量进行转发通信，则需要更多的端口数，也发展成为千兆变万兆的需求概念。在这里Moxa不再是单纯提供产品销售，而是把接入层、汇聚层、核心层的概念带进来，给客户提供一个完整优化的解决方案。
作为核心交换机在工业以太网应用领域扮演着关键的角色，在面临当前工业网络流量越来越大的情况下，什么样的交换机性能才能堪当核心交换机的重任？一般工业等级的核心交换机都是应用于较恶劣的环境，如中东石油行业，过程自动化里的核心交换机机房设在最高达60℃的高温沙漠里，在酷热的情况下交换机会出现宕机，同时带风扇的交换机本身又会吸附较大的沙尘在其中，需要定期维护……由于核心交换机在管控的最上位，一旦出现宕机则会导致整个工业网络通信的瘫痪，鉴于此，以Moxa为代表的先进核心交换机技术做了新的设计研发，最新推出的一款产品在物理上被设计成无风扇交换机，避免了吸附灰尘，在0~60℃仍能正常运行，同时考虑到相关端口出现故障会影响整个交换机运行的情况，我们做了硬件模块热插拔设计，当某一个端口出现问题可以直接插拔，不影响其它系统运行，在这里也做了两路电源模块的热插拔设计。整体的技术设计思想旨在保证运行的稳定性和维护的便利性。这种技术在当前行业里是先进性的代表。
《PLC&FA》：在前面您介绍了核心交换机所需要的更高性能，那么在市场里，客户是如何看待这些新技术趋向的？
许嘉昇：随着工业以太网应用范围的扩大，客户已慢慢地看到万兆带宽需求的发展趋势，在业界有人已在讨论“万兆”这个议题，但是还没有看到有人真正把这种技术应用到架构里。客户在选择产品的时候会关注先进的技术，他们会提到“万兆”这个概念，主要是出于为未来预留一些产品升级空间的考虑。对于Moxa的新产品来讲，除了千兆应用外，预留了两个或四个万兆的端口，供客户在以后的应用中做选择。
为未来，实现更多兼容
《PLC&FA》：工业以太网的出现大大促进了工业自动化的发展，而在工业以太网领域也出现了不同标准的网络，如PFOFINET、EtherNET/IP等多种不同标准的工业通信网络，核心交换机与这些不同工业网络标准间存在着怎样的合作关系？核心交换机将如何来推进、适应与不断发展的各种工业以太网络标准？
许嘉昇：当前在工业自动化领域也在慢慢导入一些IT领域的通信协议，但是从IT应用发展到工业自动化应用则需要三到五年的时间，这其中有一个过渡时间。因为从根本上讲IT业与工业自动化有着不同的DNA，IT技术生命周期短，产品更新速度快，通信协议架构复杂，同时IT用户追求的技术是新，而工业自动化通信协议架构相对简单，产品更新周期慢，用户关注的重点在于产品的稳定性与可靠性。工业自动化领域的通信协议很多是由IT协议发展而来，但是对于最新的通信协议我们会根据客户需求去做适当的应用，如工业无线应用的WIFI，但是一般来讲，在工业通信中没有验证成熟稳定的技术是不会轻易被应用的。
在工业自动化领域当前最热的工业通信协议标准是PROFINET、EtherNET/IP、MODBUS TCP三大协议标准，在之前用的就不是工业以太网技术，每个标准下都有自己的总线协议。随着工业以太网开放性的发展，例如原来应用的MODBUS协议底下的底层加上TCP/IP，原设备与原架构不变，然后把原来的骨干通讯换成以太网持续通讯功能，所以作为通讯关键设备的交换机也必须要支持这些不同的协议标准。对于Moxa核心交换机来讲，现在已开始支持EtherNET/IP、Modbus/TCP协议标准，从明年开始也要支持PROFINET协议标准，方便这些协议标准背后的庞大用户群。同时SCADA软件不仅可以管理到PLC，也可以管理到Moxa核心交换机，能够时时掌控交换机的状态。这对于我们来说也是一个技术上的提升。
其实像推出PROFINET、EtherNET/IP这些协议标准的西门子、罗克韦尔等也有自己的交换机，而Moxa花很大投入去做兼容的这件事情还是有不同意义。很多项目一般是品牌产品捆绑的解决方案，而我们推出兼容产品则会给客户、系统集成商在方案中获得选择的空间，从而可以有效降低成本。
为未来，让网管软件更智能
许嘉昇：针对云计算和物联网的概念其实就是把共同的资源都放在“云端”的一个概念，然后把下面所有的设备都做成智能化，可以通过数字化的方式做到管理人性化的动作。从核心交换机在其中应用的角度来讲，现在端口数是48口，在未来如果云计算和物联网发展应用，则端口数会快速上升至64、100甚至更多。成倍增长，这是一定会看到的趋势，那么那里交换机肯定会发生万兆以上的应用，现在看似离谱的40000兆以上的技术也肯定会发生。
以上更多讲的是硬件的部分，我认为一个物联网完整的解决方案光有硬件是解决不了问题的，更重要的在于软件。最近Moxa研发出一套网管软件，它对于整个大架构来讲就是一个中央控管的角色，可以支持1000多台交换机。在未来我们正在思考在监控交换机以外增加一些智能功能，例如使之自动记录每台交换机的状态、定期做自动备份动作、如何缩短故障排除时间等，特别越是在网络架构足够大的时候越是需要开发更多智能化的功能，并随着不同产业领域的特别需求，能灵活定制开发相关的特别功能。
交换机作为硬件来讲角色单纯，如果要做一个大的系统架构管理，与智能化机制进行交互的话，还是需要透过网管软件来实现，因为网管软件是采用一个全局的概念去理解诸如哪一区配置状况如何，哪里出了问题，出了何种问题，去做何种处理……在未来的云计算和物联网时代，我认为除了硬件必备外，软件是更重要的一部分。
《PLC&FA》：随着核心交换机技术的提升，其应用范围已扩大，在目前您认为核心交换机将在哪些领域有较大的发展前景？
许嘉昇：首先在交通领域有一个ISCS综合监控系统，如摄像头、PSCADA电力系统、BAS，包括车站CCTV的需求等一系列以前都各自独立的系统，现在全部被集成综合监控管理，那么集成后带宽需求增大，核心交换机就必不可少。在轨道交通、智能交通领域核心交换机有着广阔的市场，我们曾经做过一个机场监控的项目，其安装摄像头达五六百之多，这也是一个应用市场。其次是矿井监控，当前正是煤矿监控系统升级时节，百万吨以上的矿要求全部安全数字化；同时当前金价的上升，金矿安全监控也在升级，曾在湖南的一个示范性项目里，矿内多达四百个高清摄像头，其网络流量惊人。这些只是摄像头一部分，再加上其它电力监控、人员定位等各种安全监控系统的集成将给核心交换机带来发展的春天。在当前随着节能减排的工业要求，一些高耗能行业如钢铁厂的节能环保监控系统也开始进行系统集成采用核心交换机实现监控管理。这一切的背后可以说都源于视频的需求而推动了核心交换机的发展与提升。
