N-Tron交换机的网络可用性到底有多强？

1 可用性的两个关键因素

可用性是指设备在既定条件和特定时间内，能够无故障地执行所需功能的概率。在评估系统的可用性之前，我们首先需要明确设备本身的可用性。值得注意的是，任何设备都存在一定的故障概率，这是我们在设计和评估网络系统时必须考虑的因素。

在计算可用性时，主要涉及两个关键因素：平均故障间隔时间（MTBF，Mean Time Between Failure）和平均修复时间（MTTR，Mean Time To Repair）。

• MTBF是从设备的数据手册中获取的，它反映了设备在两次故障之间平均能够正常运行的时间。
• MTTR是修复并恢复设备以重新投入使用所需的平均时间。

MTTR（平均修复时间）的情况更为复杂，因为它受到多种事件和情况的影响。一旦设备出现故障，修复所需的时间可能会因多种因素而有所不同。MTTR的长短在很大程度上取决于系统的监控程度。借助N-Tron的N-View™ OPC监控应用程序，N-Tron交换机的故障问题可以在几秒内被检测并报告。一旦发现故障，可以迅速使用现场备用设备进行替换，从而将停机时间降至最低。

鉴于MTTR（平均修复时间）的计算涉及众多变量，以下假设将用于N-Tron交换机的可用性计算：

• 故障场景：已确认N-Tron交换机出现故障。
• 现场条件：所有可用性计算均基于以下假设：现场有人员携带备用交换机。
• 设备替换：N-Tron交换机并非设计为可在现场直接修复。要完成“修复”，需用备用设备进行物理替换。
• 人员能力：现场人员将配备一台PC，并具备在全托管交换机上配置IP地址的技术能力。
• 配置需求：对于大多数使用N-Tron设备的系统，唯一需要的配置是为全托管交换机配置IP地址和N-Ring参数（仅限环网管理器）。
• 系统特定变量：可根据具体系统需求，额外添加其他MTTR相关变量。

这些假设为N-Tron交换机的可用性计算提供了一个清晰的框架，确保在实际操作中能够快速恢复网络功能。

当明确了MTBF（平均故障间隔时间）和MTTR（平均修复时间）之后，便可以依据以下公式来计算组件的可用性：

2 计算网络可用性

迄今为止，我们的讨论主要围绕单个设备的可用性展开。然而，在实际应用中，网络系统通常由多个设备组成，这些设备必须协同工作，才能确保整个网络的正常运行。为了更直观地展示如何计算网络的可用性，我们可以通过一个简单的网络示例来进行说明。

在上述网络中，三台交换机（型号分别为7018FX2、708FX2和108TX）以串联的方式连接在一起。网络的一端连接了一个PLC，而另一端则连接了一个驱动器。为了实现PLC与驱动器之间的通信，数据必须依次经过这三台交换机。因此，整个网络的可用性取决于这三台交换机的可用性。

这是一个典型的依赖型串联系统示例，其中端到端的可用性是由系统中每个组件的可用性共同决定的。

网络可用性 = 交换机1的可用性 × 交换机2的可用性 × 交换机3的可用性

AN = SW1 × SW2 × SW3

= 0.99999995 × 0.999999975 × 0.99999999165

= 99.999991% 可用性

为了实现PLC与驱动器之间的通信，系统中所有设备都必须正常运行。然而，这一计算过程也揭示了一些可能不太明显的重要事实。首先，无论单个设备的可用性有多高，当多个设备以串联方式运行时，整体的端到端可用性必然会降低。实际上，串联系统的总停机时间（1 - 可用性）是个别设备不可用因素的总和。每增加一个设备，就会增加整个系统的不可用性。

这提醒我们，在网络中添加设备（如路由器、防火墙、远程I/O等）时，需要谨慎考虑其对整体可用性的影响。如果需要实现极高的可用性，那么在串联系统中应尽量减少设备的数量。

示例网络的停机时间计算如下：

每年的停机时间 = (1 - 0.99999995) + (1 - 0.999999975) + (1 - 0.99999999165)

每年的停机时间 = 0.00000005 + 0.000000025 + 0.00000000835

每年的停机时间 = 0.00000008335

将这个比例转换为每年的秒数：

每年的停机时间 = 0.00000008335 × 31536000（每年的秒数）

每年的停机时间 = 2.628 秒/年

3 总结

经过深入分析，N-Tron交换机在高可用性网络设计中的卓越性能不言而喻。无论是在单个设备层面的高可靠性，还是在复杂网络环境中的整体表现，N-Tron交换机都以极低的停机时间和高效的故障恢复能力，为网络的稳定运行提供了坚实的保障。对于追求高可用性的企业来说，N-Tron交换机无疑是理想的选择。