虽然有数据中心以太网交换机可用，旨在满足严格的性能要求，但安装在现场环境中的任何交换机都需要承受更高的极端温度、振动和电气噪声抗扰度。早期试验性质的工业级以太网交换机，是小批量的专业产品，并且比同类商用产品贵得多。

　　随着以太网在工业自动化所有层级中的普遍应用，从现场信号到控制器和监控层都实现了规模化生产，工业交换机的价格也更具竞争力。改进的电子设备降低了功耗和发热，这样就可以不必配置容易出现故障的风扇。设计人员在选择网络硬件时，具有更大的自由度，这样他们就可以根据需要，轻松建立从现场到控制盘台再到服务器机房的连接。这样，除了可以节省几美元之外，几乎没有任何理由不使用工业级交换机。

　　但什么时候选择基本的即插即用非管理型交换机，或者什么时候转向管理型交换机，并不总是那么显而易见。负责选择自动化网络组件的运营技术(OT)人员，并不总是非常熟悉信息技术(IT)概念以及与管理型交换机的相应优势。

　　何时选择管理型交换机？

　　对于一个典型的原始设备制造商（OEM）的工业设备：由带I/O的可编程逻辑控制器（PLC）、人机界面（HMI）和其他各种智能设备实现自动化，小型非管理型工业交换机通常是***好的选择，其价格可以低于100美元。这些设备易于使用，提供足够的网络速度，可用于铜或光纤介质。对于简单的、预算不多的项目，它们可能是***好的方式。

　　但是，一旦互连的设备数量增加，或者以前独立的自动化设备与工厂内与局域网(LAN)内的数十或数百个其它系统和智能设备相互连接，可能会出现更严重的网络问题。家庭或办公室环境中的网络，流量过载和其它网络问题，可能只会造成电子邮件发送延迟或视频播放速度降低，直到问题得到解决。然而，在工业控制网络上，流量过载会导致设备运行不正常。

　　有如下5种***常见的情况，如果满足一项或多项，就需要管理型交换机：

　　● 增强的流量过滤；

　　● 网络冗余；

　　● 全面的安全保障；

　　● 更深入的故障排除和诊断信息；

　　● 为用户和自动化平台提供更好的整体网络“意识”。

　　更好的通讯

　　为了***大限度地减少网络延迟、提高网络的确定性水平，必须将通信数据包从源设备传输到目标设备。当数据包传输到不需要的地方时，目标设备就需要消耗资源来处理数据包，从而延迟对关键通信的处理。

　　现代非管理型交换机可以实现一定程度的数据包过滤，或多或少的可以缓解这个问题。但非管理型交换机，无法有效识别并过滤很多类型的数据包，因此这些设备***终会将不需要的数据包转发到所有相互连接的设备上。

　　在商业和工业环境中，管理型交换机具有多项功能可以实现流量过滤：

　　● 多播过滤：在控制系统中多播数据包很常见，由非管理型交换机不加选择地转发。管理型交换机执行因特网组管理协议(IGMP)，通过侦听了解何时需要这些数据包并有选择地转发。

　　● 虚拟局域网(VLAN)：管理型交换机提供VLAN，因此用户可以在同一个物理装置上实现逻辑分隔网络流量。这可以有效地对设备进行分组，因此每个组都不会收到来自其它组的流量。

　　● 流量优先级：使用服务质量(QoS)功能，使设备可以确定所发送数据包的优先级，这样管理型交换机就可以根据其优先级来依次处理每个数据包。

　　上述功能假设网络正常运行，但必须综合考虑各个方面以克服任何硬件或介质（布线）故障。

　　冗余建议

　　一个基本的非托管以太网网络，只允许在网络上的任何两个设备的端口之间，建立一个点对点连接或路径。在此网络上，如果设备之间的多条路径形成环路，则数据包会在环路中无休止地循环，从而引发网络风暴，迟早会使网络的流量不堪重负。然而，单一路径的后果是任何硬件、电源或电缆故障都会造成通信中断。

　　相对于非管理型交换机，冗余功能是管理型交换机的一个显著优势。两种常见的方法是：

　　● 快速生成树协议(RSTP)：这种基于IT的协议，允许设计人员在网络上创建多条路径，从而创建环路，因为管理型交换机可以使用RSTP来确定和控制应使用哪条路径，以及在检测到故障时应该切换到哪条备用路径。这么做可以避免网络风暴，但RSTP可能因响应太慢而无法有效的服务于自动化应用。

　　● 环路协议：环路协议可用于连接环形布置的交换机，它从网络故障中恢复的速度比RSTP快得多，快到可以在很多关键的自动化应用中使用。环路协议没有实现标准化，只能用某些***和型号的交换机实现。　　

       虽然升级到管理型交换机以及安装额外电缆线路需要增加成本，但拥有多台交换机的工业自动化项目，通过实施环路协议可以获得更大的网络弹性。

　　卓越的安全性

　　在任何网络中都需要防止意外或恶意活动，这对于运行物理设备并包含有价值数据的自动化网络而言至关重要。非管理型交换机转发数据包，但管理型交换机可以通过以下方式提供额外的保护：

　　● 端口控制：用户可以禁用未使用的端口以限制未经授权的访问。

　　● 管理和浏览器安全性：这些设置包括密码和使用SSL的行业标准HTTPS，可确保未经授权的人员或应用程序无法中断交换机和网络设置。