1

MRP （介质冗余）

专门针对PROFINET 网络的环网协议，是符合 IEC 61158-5-10 标准的一种适用于工业自动化行业应用的网络冗余协议。重构时间大200ms，实际的重构时间取决于网络的规模，一般认为几十ms级别，因为重构时间比较快，因此非常适合工业网络的应用。

支持MRP 的设备也非常多，除了交换机外，很多支持PROFINET 的CPU 和设备也都支持MRP，因此组网的选择会很灵活。

新固件下的SCALANCE XM400 交换机还可以支持MRP 的多环网。

No.

2

HRP（高速冗余环）

HRP 是西门子交换机的一种私有的环网协议，它的重构时间在大网络规模下是300ms。HRP 主要是为了交换机的骨干网设计的环网协议，他大的特点是可以结合环间热备（Standby）可以实现和多环网之间的链路冗余。

No.

3

STP/RSTP

STP(Spanning Tree Protocol，生成树算法，IEEE 802.1D)，网络中断恢复时间为30~60s之间。RSTP(快速生成树算法，IEEE 802.1w)作为STP的升级，将网络中断恢复时间，缩短到1~2s。生成树算法网络结构灵活，但存在恢复速度慢的缺点。

这两类协议的特点，就是都是开放的环网协议，一般的环网设备都会支持，而且不同厂家产品的兼容性比较好，布置灵活 （想怎么插，怎么插），但是大的问题就是重构太慢，不太适合工业环境，是典型的适合办公网络的环网协议。

No.

4

第三方私有环网协议

很多第三方的网络设备厂家都有私有的环网协议，是不是合适当前的工业应用环境，我们需要看看它的环网重构时间，比如假设第三方的重构时间100ms，我们的工业环境大允许延迟如果是128ms（例如PROFINET 设备的看门狗时间），那重构的时间将不会导致通讯掉站，当然可以使用；但是如果我们的工业环境大允许延迟如果是64 ms，很显然重构时就会导致掉站，就会影响生产，很显然不适合了。

No.

5

PRP（并行冗余协议）、

HSR (高可用性无缝环网协议)

基于IEC 62439-3 PRP 并行冗余协议，基于 IEC 62439-3 HSR 协议，两种协议都需要有专门的设备来组网。

和之前介绍的环网协议数据仅在一条链路传递不同，PRP会复制帧在两个独立的网络(LAN A, LAN B)进行传输，HSR 也会在两个方向复制数据，先到的帧被转发至应用，后到的帧被丢弃。

PRP 在中间设备不需要支持PRP，其上所连接的设备的帧也不会被RNA交换机复制转发。

HSR环上所有设备都需要支持 HSR 协议。

这两种协议，因为数据在两个方向都会复制，因此无网络重构时间，0ms切换。如果发生故障，因为不存在网络重构，数据可以保证无延迟的可靠传输，适合需要高可用性、无重构时间的冗余场合。

结语

工程师在设计网络拓扑时，为了生产的稳定性，需要考虑为网络选择使用环形拓扑，设计一种支持容错的网络结构。环网技术可以利用网络节点间的冗余物理连接路径，处理网络任何一个分支的中断或丢失。这可以在机器可用性方面提供额外的安全保障，并且支持容错，以满足工厂核心设备运行和过程自动化甚至能源供应的稳定要求。