2021-03-15
工業以太網即一種高效的局域網絡，它是現代工業自動化生產體系中的重要組成部份，不管是傳感器數據傳輸、還是生產設備控制等等，這些都需以太網來構成基本的控制網絡。這也是為什么工業以太網在自動化生產中的應用越來越廣泛的重要原因之一。
現在在工業中，通常會采用專用的工業以太網交換機，定義不同的太網幀優先等級，讓用戶所希望的信息能夠以最快的速度傳遞出去。
以太網交換機技術發展趨勢近幾年來，隨著企業數據通信業務以及相關的融合業務的迅猛發展，以太網交換機作為不可或缺的要害設備不僅在數量上獲得了極大的提高，而且在質量、性能等方面不斷完善。
設備技術的不斷成熟，則意味著工業以太網的功能也越發強大，自動化生產流程更加流暢，對提高生產效率無疑是非常巨大的推動作用。
目前，國內工業以太網交換機市場中，電力和軌道交通是工業交換機的重點應用領域，占到市場的70%。中國工業以太網交換機市場活躍著大約50家廠商。國內工業以太 網交換機市場的快速成長，今后幾年進入該領域的企業將逐步增多，市場競爭日趨激烈。
首先，速度是我們衡量網絡性能的一個重要標準，從而也就成為以太網交換機等設備發展的一個重要方向。從最初的百兆到千兆再到萬兆，以太網不斷滿足著人們快速增長的需求，給人們帶來超乎平常的體驗。
目前，人們對帶寬的要求正在迅速提高，如迅猛發展的存儲網絡必需的海量數據傳輸通道;大量高帶寬匯聚的城域網絡;
不斷豐富的寬帶應用所需的帶寬支持;大型金融機構的數據集中;企業核心業務、ERP、CRM等復雜的應用擴展。今天，千兆為骨干、百兆為接入的主流結構，將逐漸向萬兆為骨干、千兆為接入的結構過渡。
其次是智能化，這里所指的智能化不僅包括交換機設備智能化的治理，還包括它們對越來越多的智能業務的支持。隨著網絡部署新應用和融合多業務的需求日益迫切，單一交換機需要擁有豐富的功能以提供更多的支持，與此同時，復雜的網絡環境加劇了網絡治理的難度，通過智能交換設備進行網絡的集中治理，不僅簡化了治理步驟，而且降低了部署和維護的成本。
而伴隨著以太網交換機的迅速普及，它的安全問題也日益受到相關重視，我們目前要應對以下這些方面：
一、廣播風暴攻擊：
假設一個極度充滿惡意的用戶可以發送大流量的廣播數據、組播數據或者目的MAC地址為胡亂構造的單播數據，交換機接收到這些數據時，將以廣播的方式進行轉發，如果交換機不支持對洪泛數據的流量控制，那么網絡的帶寬可能就會被這些垃圾數據充滿，從而網絡中的其它用戶無法正常上網。
因此，交換機需要支持對從每個端口收到的洪泛數據進行速率限制。
二、數據對網絡進行攻擊：
該惡意用戶可以向路由器發送非常大流量的數據，這些數據通過交換機發送給路由器的同時、也占用了該上聯接口的大部分帶寬，那么其它用戶上網也將趕到非常的緩慢。
因此，交換機需限制每個端口進行入方向的速率，不然惡意用戶就可攻擊他所在的網絡、從而影響該網絡內所有的其它用戶。
三、海量MAC地址攻擊：
因為交換機在轉發數據時以MAC地址作為索引，如果數據報的目的MAC地址未知時，將在網絡中以洪泛的方式轉發。所以，惡意用戶可以向網絡內發送大量的垃圾數據，這些數據的源MAC地址不停改變，因為交換機需要不停的進行MAC地址學習、并且交換機的MAC表容量是有限的，當交換機的MAC表被充滿時，原有的MAC地址就會被新學習到的MAC地址覆蓋。這樣，當交換機接收到路由器發送給正常客戶的數據時，由于找不到該客戶MAC的記錄，從而就將以洪泛的方式在網絡內轉發，這樣就大大降低了網絡的轉發性能。
因此，交換機需要能夠限制每個端口能夠學習MAC地址的數量，不然整個網絡就將退化為一個類似于HUB構成的網絡。
四、MAC欺騙攻擊：
惡意用戶為攻擊網絡使之癱瘓，還可將自己的MAC地址改為路由器的MAC地址(稱為MAC-X)，然后不停(并不需要很大的流量，每秒鐘1個就足夠了)地發送給交換機，這樣，交換機就會更新MAC-X的記錄，認為MAC-X位于與該惡意用戶連接的端口上，此時，當其他用戶有數據發送給路由器時，交換機將把這些數據發送給該惡意用戶，這樣發送正常數據的用戶就不能正常上網了(同理，該網絡內所有的用戶都不能上網)。
因此，交換機應具備MAC與端口的綁定功能(即路由器的MAC地址最好在交換機上靜態配置)，否則惡意用戶可簡單地讓網絡陷入崩潰;或交換機需綁定每個端口允許進入網絡的數據的源MAC地址，這樣惡意用戶就不能通過MAC欺騙來攻擊網絡。
五、ARP欺騙攻擊：
惡意用戶可以進行ARP欺騙攻擊，即不管接收到對哪個IP地址發出的ARP請求，都立即發送ARP應答，這樣其它用戶發送的數據也都將發送到惡意用戶的這個MAC地址，這些用戶自然不能正常上網。
因此，交換機應該實現端口與IP地址的綁定功能，即若收到的ARP請求、ARP應答、口數據與綁定的IP不同，即可將這些數據丟棄掉，否則會讓網絡陷入癱瘓。
六、環路攻擊：
用戶在自己家中也安裝一個交換機，并且故意把一根網線的兩端都接到該交換機上構成環路，然后在使用網線把該交換機與網絡中的交換機連接起來，由于整個網絡中存在環路，那么網絡中的MAC地址學習將會錯亂，從而交換機轉發數據時將會產生錯誤，整個網絡也將陷入崩潰。
因此，交換機需具備環路檢測功能，當發現某個端口存在環路時，需將該端口關閉掉。
400-1144-149
English