交换机是工业以太网西门子交换机的关键元件西门子交换机，它可用于数据交换、构建不同拓扑网络、划分虚拟局域网，有的甚至还具有路由功能，可跨子网进行数据交换。西门子交换机我们来介绍西门子SCALANCEX系列工业以太网交换机。
工业以太网因满足工业控制的需求而生，实时性更好设备响应时间小于10ms。（3）支持以太网协议的设备越来越多。（4）与公共IP网络可无缝连接，通用性好。（5）在船舶自动化行业有众多应用。2、工业以太网交换机设备的优势（1）由于为工业领域打造，设备具有满足恶劣环境的优势。（2）可采用多种安装方式，如卡轨、壁板安装。（3）宽工作温度范围（-40°C-70°C）满足设备安装在现场一年四季、早晚的温度变化。
SCALANCE X-300 产品系列由构建电气和/或光学线路、星形和环形拓扑结构（传输速率为10/100/1000Mbps）的紧凑型工业以太网交换机组成。
SCALANCE X-300 带
集成电气和或光纤以太网端口
作为一个部分模块化型号，带 4 个集成电气以太网接口和 2 个模块化插槽（用于 2 端口介质模块）
通过集成冗余管理器实现高速介质冗余，用于千兆以太网（SCALANCEX-200、X-300、XM-400、XR-500）和快速以太网（例如，与SCALANCE XB-200 交换机结合使用）
自支持众多 IT 标准以来，自动化网络与现有企业网络无缝集成：设置虚拟网络（VLAN）
由于支持标准化的冗余过程（快速生成树协议），可以将冗余集成到更gaoji别的网络中基于 PROFINET、SNMP访问、集成Web 服务器或 SINECNMS和自动邮件发送功能的端至端的系统诊断功能，可以通过网络进行远程诊断和信号发送冗余环网，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。SCALANCEX400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*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。可以利用SCALANCEX400的千兆端口，组成高速冗余的千兆环网。
环网之间的冗余备份STBY，通过两台交换机各自连接到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，一台设备作为Slave。在网络正常的情况下，仅是Master与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。可以利用SCALANCEX408的千兆端口，组成千兆环网冗余热备。
SFP (小型可插拔) 收发器，可以直接插接至 SCALANCE XR328-4C WG；也可通过MM992-2SFP介质模块连接至 X-300 工业以太网交换机。
光学 SFP 插入式电子标签，带有 1 个传输速率为 100 Mbps 的 LC 端口
SFP991-1 多模玻璃光纤，*长 5 km带和不带涂层印刷电路板（保形涂层）的版本
SFP991-1LD，单模，玻璃光纤，*长 26 km：带和不带涂层印刷电路板（保形涂层）的版本
SFP991-1LH+ 单模，玻璃光纤，*长 70 km
SFSFP991-1ELH200 单模，玻璃光纤，*长 200 km
光学 SFP 插入式电子标签，带有 1 个传输速率为 1 000 Mbps 的 LC 端口
SFP992-1 多模，玻璃光纤，*长 750 m
SFP992-1+ 多模玻璃光纤，*长 2 km
SFP992-1LD，单模，玻璃光纤，*长 10 km带和不带涂层印刷电路板（保形涂层）的版本
SFP992-1LH（单模玻璃光纤，*长 40 km）
SFP992-1LH+（单模玻璃光纤，*长 70 km）
SFP992-1ELH，单模，玻璃光纤，*长 120 km
SCALANCE X-300产品线包括用于构建电气和/或光纤总线型、环型和星型拓扑的紧凑型工业以太网交换机（速度为10/100/1000 Mbps）。
提供了 3 个集成式电气和/或光纤千兆以太网接口 (10/100/1000 Mbps) 和 7 个电气快速以太网接口(10/100Mbps)，用于将多台交换机互连以建立千兆或快速以太网环网或用于连接工业以太网节点
通过集成式冗余管理器实现高速介质冗余，用于千兆以太网（SCALANCE X-300、SCALANCEX-400、SCALANCEX-500）和快速以太网 (SCALANCE X-200)
SCALANCE X-300 产品系列的开关支持许多IT标准，可以将自动化网络无缝集成到现有公司网络中。并且还可以建立虚拟局域网 (VLAN)
由于支持标准化冗余程序（快速生成树协议），也可冗余集成在在上位公司网络中。
通过学习多播源和目的地址(IGMP 探听和IGMP 查询(互联网组管理协议))，SCALANCEX-300交换机也可过滤多播数据流，可限制网络的负载。
可针对支持按照 IEEE 802.1x 进行身份验证的终端设备对这些端口进行组态。验证将通过RADIUS服务器进行，正确组态，通过网络可以访问。
坚固的 SIMATIC S7-300 式金属机箱，可安装在标准 DIN导轨、S7-300标准安装导轨或直接在各种位置进行壁式安装。使用可选的 DIN 导轨适配器，也适合安装在 SIMATICS7-1500安装导轨上
节省空间的紧凑设计，适合安装在控制柜中
通过工业标准锁定式 RJ45 接头进行坚固的站连接，这些接头可消除额外的弯曲应力。
冗余电源是为防止电源故障进行保护
通过 LED 进行设备诊断（电源、链路状态、数据通信、故障、冗余管理器）
错误信号接点是用于故障的简单显示，它可通过 SELECT/SET 按钮轻易地进行设定
设备功能包括通过 PROFINET、SNMP 访问、集成Web服务器和自动电子邮件传输功能进行集成系统诊断，经由网络进行远程诊断和信号传送
具有坚固外壳的 SCALANCE X-300 工业以太网交换机针对安装在标准导轨和 SIMATICS7-300安装导轨上进行了优化，与可选的安装导轨适配器配合使用时，也适合安装在 SIMATICS7-1500安装导轨上。也可在直接安装在壁板的任何位置。考虑到 SIMATIC S7-300 的外壳尺寸，该设备适合于集成在采用了SIMATICS7-300 组件的自动化解决方案中。
交换机具有：
4 针端子排，用于连接冗余电源电压 (2 x 24 V DC)
LED 排，用于显示状态信息（电源、链路状态、数据流量、故障指示、冗余管理器和后备管理器）
2 针端子排，用于连接隔离信令触点
SELECT/SET 按钮，用于现场组态信令触点
装置后部具有用于连接可选 C-PLUG 可移动数据存储介质的插槽，发生故障时便于更换
SCALANCE X-300 交换机具有以下类型的端口：
10/100BaseTX，RJ45 接口；
RJ45 接口，自动检测数据速率（10 或 100 Mbit/s），具有自动侦测和自动交叉功能，用于通过 IE FCRJ45插头180 连接 IE FC 电缆，*长 100 m 。
10/100/1000BaseTX，RJ45 接口；
RJ45 接口，自动检测数据速率（10 或 100 或 1000 Mbit/s），具有自动侦测和自动较差功能，用于连接
IE FC 电缆 2x2，速率 100 Mbit/s，通过 IE FC RJ45 Plug 180 插头进行连接，距离100m
IE FC 电缆 4x2，速率 1000 Mbit/s，通过双绞线和 IE FC RJ45 模块化插座进行连接，距离100m
IE FC 电缆 4x2，速率 1000 Mbit/s，通过 IE FC RJ45 Plug 4x2 插头进行连接，距离100m
1000BaseSX，SC 接口；
SC 端口用于直接连接到工业以太网玻璃光纤电缆，距离 750 m（多模）
1000BaseFX，SC 接口；
SC 端口用于直接连接到工业以太网玻璃光纤电缆，距离 10 km（单模）
1000BaseLX，SC 接口；
SC 端口用于直接连接到工业以太网玻璃光纤电缆，距离 40 km（单模）
1000BaseLX，SC 接口；
SC 端口用于直接连接到工业以太网玻璃光纤电缆，距离 70 km（单模）
SCALANCE X308-2M PoE 带有四个集成的电气、PoE 兼容以太网端口及两个用于容纳双端口介质模块的插槽
功能
提高网络性能；
通过根据终端设备的以太网（MAC）地址，过滤数据业务，局部数据业务依旧是局部的；交换机只传送到其它子网络用户的数据。
网络组态和网络扩展简单：
交换机保存在端口处接收到的数据，并自动将它们发送到目的地址。冲突检测（CSMA/CD 方法）不会限制端口外网络的扩展。
连带故障也jinxian于受影响的子网络；
SCALANCE X-300 交换机只发送带有效校验和 (CRC) 的数据。
将现有的 10 Mbps 子网络集成到 100 Mbps 快速以太网网络；
双绞线端口处的 SCALANCE X-300 交换机可自动地检测 SEND/RECEIVE 对（自动交叉）、数据速率（10或100 或 1000 Mbps）以及全或半双工方式（自动协商）。
1 Gbps SCALANCE X-300 交换机的高性能连接；
SCALANCE X-300交换机具有千兆以太网端口，用于将多台交换机相互连接或者将交换机与其它支持千兆以太网的设备（如SCALANCE XC-200,XM-400, XR-500）连接
集成的冗余管理器，用于构建具有高速介质冗余的快速以太网和千兆以太网环形拓扑结构。
高速后备冗余；
通过 SCALANCE X-300，使用集成的后备功能，可冗余连接几个网段（如环网）。两个 SCALANCEX-300交换机在一个环网中被配置为一个主站和一个从站，并通过两个链路连接到其它环网。可以 1000 Mbps的速度进行冗余连接。
至上级网络的冗余接口；
SCALANCEX-300交换机支持标准冗余程序，即生成树协议（STP）以及快速生成树协议（RSTP）由此一个子网络可以冗余连接到上位网络，降低重新组态时间（秒数量级）。通过支持多生成树协议(MSTP)，也可以将网络拆分为多个子网段。
支持虚拟网络 (VLAN)；
如果构建的工业以太网的节点数量快速增长，则现有网络可在物理为几个虚拟子网。
使用多点传送协议（如视频传输）可限制负荷；
通过记录多点传送源和目标（IGMP Snooping，IGMP ），SCALANCEX-300交换机还可过滤多点传送数据通讯，可限制网络负荷。
支持 IEEE 802.1X 认证的终端设备的端口组态。验证将通过RADIUS服务器进行，必须正确组态，通过网络可以访问。
支持 DHCP Option 82, 66, 67（动态主机组态协议）；
易于根据连接的交换机端口实现终端设备 IP 地址分配IP 地址分配将通过DHCP服务器进行，必须正确组态，通过网络可以访问。
访问控制表支持此功能；
若此功能在一个端口激活且源地址列于地址表中，则交换机将所接收的报文帧传传输到此端口。所有连接的节点都可自动输入到ACL中。
Syslog;
根据标准 RFC 3164，Syslog 用于 IP 网络中，用于通过 UDP 传输短小、未加密的文字报文。这需要使用Syslog服务器，必须正确组态，通过网络可以访问。
时钟同步；
诊断报文（记录表输入，电子邮件）带时间标志。通过使用 SICLOCK，SNTP，NTP 服务器或通过IEEE1855进行同步，可在整个网络内实现标准化的本地时间，可简化诊断报文对几个设备的分配。
发生故障时，可通过 C-PLUG 可移动数据存储介质快速更换设备
SCALANCE X308-2M PoE 支持以太网供电 (PoE)，符合 IEEE 802.3 Type 1（相当于IEEE802.3af）
网络拓扑和网络组态
SCALANCE X-300 工业以太网交换机，防护等级IP30，通常与要连接的站一起安装在控制柜中。电气和光纤型可一起组态成总线型、星型和环型拓扑结构。
可实现下面的网络结构及组合：
快速以太网和千兆以太网环，具有快速介质冗余；
为了提高网络可用性，一个环网中可配置多达 50 台线性级联的 X-200、X-300、XM-400 或XR-500交换机。
可以通过后备功能将几个环网冗余连接在一起
SCALANCE X-300 支持通过快速生成树将环网拓扑冗余连接到企业网络。
采用 SCALANCE X-300 交换机的星形拓扑结构：
SCALANCE X-300 交换机是一个星型连接点，可通过电缆或光纤将多个节点或子网互连。
组态网络时，需注意以下边界条件：
用于多模光纤的两个模块之间的光纤长度：
750 m，1 Gbps 时
5 km，速度为 100 Mbps
用于单模光纤导体的两个模板之间的光纤长度：
10 - 70 km，速度为 1 Gbps
26 km，速度为 100 Mbps
两个 SCALANCEX 交换机之间的 TP 软线的长度：
100m，带 IE FC 电缆 2x2 和 IE FC RJ45 180 接头
100 m，1 Gbps 时，带 IE FC 标准电缆 4 x 2 (90 m)、IE FC RJ45模块化引出接口以及插接电缆(10 m)
*长 10 m，采用双绞线插接电缆
调试与诊断
设备本身的设置选项：
冗余管理器（RM）
在建立环网时，环网中的 SCALANCE X-300 交换机可切换为 RM 模式。两个Gigabit端口（电气或光纤）用作环网端口。
信号掩码；
信号掩码可通过按钮设置为 SCALANCEX-300交换机的当前状态（设定点）。信号掩码定义监控哪一个端口以及哪一个电源。从而，当被