為什么需要對(duì)數(shù)字端口進(jìn)行隔離？

端口隔離是為了實(shí)現(xiàn)報(bào)文之間的二層隔離，可以將不同的端口加入不同的VLAN，但會(huì)浪費(fèi)有限的VLAN資源。采用端口隔離特性，可以實(shí)現(xiàn)同一VLAN內(nèi)端口之間的隔離。用戶(hù)只需要將端口加入到隔離組中，就可以實(shí)現(xiàn)隔離組內(nèi)端口之間二層數(shù)據(jù)的隔離。端口隔離功能為用戶(hù)提供了更安全、更靈活的組網(wǎng)方案。

有些設(shè)備只支持一個(gè)隔離組(以下簡(jiǎn)稱(chēng)單隔離組)，由系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建隔離組1，用戶(hù)不可刪除該隔離組或創(chuàng)建其它的隔離組。有些設(shè)備支持多個(gè)隔離組(以下簡(jiǎn)稱(chēng)多隔離組)，用戶(hù)可以手工配置。不同設(shè)備支持的隔離組數(shù)不同，請(qǐng)以設(shè)備實(shí)際情況為準(zhǔn)。隔離組內(nèi)可以加入的端口數(shù)量沒(méi)有限制。端口隔離特性與端口所屬的VLAN無(wú)關(guān)。對(duì)于屬于不同VLAN的端口，只有同一個(gè)隔離組的普通端口到上行端口的二層報(bào)文可以單向通過(guò)，其它情況的端口二層數(shù)據(jù)是相互隔離的。對(duì)于屬于同一VLAN的端口，隔離組內(nèi)、外端口的二層數(shù)據(jù)互通的情況，又可以分為以下兩種：1.支持上行端口的設(shè)備。2.不支持上行端口的設(shè)備，隔離組內(nèi)的端口和隔離組外端口二層流量雙向互通。

端口隔離技術(shù)是一種實(shí)現(xiàn)在客戶(hù)端的端口間的足夠的隔離度以保證一個(gè)客戶(hù)端不會(huì)收到另外一個(gè)客戶(hù)端的流量的技術(shù)。通過(guò)端口隔離技術(shù)，用戶(hù)可以將需要進(jìn)行控制的端口加入到一個(gè)隔離組中，實(shí)現(xiàn)隔離組中的端口之間二層、三層數(shù)據(jù)的隔離，既增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性，也為用戶(hù)提供了靈活的組網(wǎng)方案。使用隔離技術(shù)后隔離端口之間就不會(huì)產(chǎn)生單播、廣播和組播，病毒就不會(huì)在隔離計(jì)算機(jī)之間傳播，尤其對(duì)頭痛的ARP病毒效果明顯。端口隔離是為了實(shí)現(xiàn)報(bào)文之間的隔離，可以將不同的端口加入不同的VLAN，但會(huì)浪費(fèi)有限的VLAN資源。采用端口隔離特性，可以實(shí)現(xiàn)同一VLAN內(nèi)端口之間的隔離。用戶(hù)只需要將端口加入到隔離組中，就可以實(shí)現(xiàn)隔離組內(nèi)端口之間二層數(shù)據(jù)的隔離。端口隔離功能為用戶(hù)提供了更安全、更靈活的組網(wǎng)方案。

業(yè)務(wù)隔離對(duì)于數(shù)據(jù)中心非常重要，對(duì)于一個(gè)企業(yè)，各個(gè)部門(mén)之間的訪問(wèn)要受到嚴(yán)格控制，有些涉及到機(jī)密、內(nèi)部的文件不希望被別的部門(mén)或者是外部知道，就必須進(jìn)行高隔離，比如財(cái)務(wù)部門(mén)，財(cái)務(wù)很多的業(yè)務(wù)都要向其它部門(mén)員工保密，對(duì)外界更是要嚴(yán)格封鎖消息。這樣就需要對(duì)財(cái)務(wù)部門(mén)內(nèi)部的交流進(jìn)行隔離，對(duì)其它部門(mén)財(cái)務(wù)部門(mén)基于網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部交互都不可見(jiàn)，這就要通過(guò)業(yè)務(wù)隔離實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在很多企業(yè)都租用數(shù)據(jù)中心，由數(shù)據(jù)中心提供服務(wù)，當(dāng)然企業(yè)最基本的要求就是企業(yè)內(nèi)部的業(yè)務(wù)不能被外界所知，尤其涉及機(jī)密的信息，這就需要進(jìn)行業(yè)務(wù)隔離，數(shù)據(jù)中心通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)可以很好地實(shí)現(xiàn)這些需求。

端口隔離特性與端口所屬的VLAN無(wú)關(guān)。對(duì)于屬于不同VLAN的端口，只有同一個(gè)隔離組的普通端口到上行端口的二層報(bào)文可以單向通過(guò)，其它情況的端口二層數(shù)據(jù)是相互隔離的。對(duì)于屬于同一VLAN的端口，隔離組內(nèi)、外端口的二層數(shù)據(jù)互通的情況。

隨著互聯(lián)網(wǎng)和通信基礎(chǔ)設(shè)施的蓬勃發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)在電信、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)的電源系統(tǒng)中越來(lái)越受歡迎，因?yàn)檫@類(lèi)技術(shù)具備靈活性、器件數(shù)量減少、先進(jìn)的控制算法、系統(tǒng)通信、對(duì)外部噪聲和參數(shù)變化不太敏感等極具吸引力的優(yōu)勢(shì)。數(shù)字電源廣泛用于高端服務(wù)器、存儲(chǔ)、電信磚式模塊等經(jīng)常會(huì)有隔離需求的應(yīng)用。

隔離在數(shù)字電源中的挑戰(zhàn)是在緊湊的面積下如何快速準(zhǔn)確地傳輸數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)通過(guò)隔離邊界。1 然而，傳統(tǒng)光耦的解決方案有帶寬比較低，電流傳輸比(CTR)會(huì)隨溫度和時(shí)間發(fā)生大幅變化等問(wèn)題。而變壓器的解決方案有體積龐大、磁飽和等問(wèn)題。這些問(wèn)題限制了光耦合器或變壓器在某些高可靠性應(yīng)用、緊湊型應(yīng)用以及長(zhǎng)壽命應(yīng)用中的使用。本文討論利用ADI公司iCoupler®產(chǎn)品的數(shù)字隔離技術(shù)，來(lái)解決在數(shù)字電源設(shè)計(jì)中遇到的這些問(wèn)題。

需要隔離的原因

在設(shè)計(jì)電源時(shí)，遵守安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于保護(hù)操作人員及其他人員免受電擊和有害能量的侵害至關(guān)重要。隔離是滿(mǎn)足安全標(biāo)準(zhǔn)要求的重要方法。許多全球機(jī)構(gòu)(比如歐洲的VDE和IEC以及美國(guó)的UL)規(guī)定了不同輸入和輸出電壓(穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài))水平的隔離要求。例如，在UL60950中介紹了五類(lèi)絕緣：

? 功能絕緣：僅在設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)需要的絕緣。

? 基本絕緣：提供基本電擊防護(hù)的絕緣。

? 補(bǔ)充絕緣：基本絕緣外的獨(dú)立絕緣，用于在基本絕緣發(fā)生故障的情況下降低電擊風(fēng)險(xiǎn)。

? 雙重絕緣：包括基本絕緣和補(bǔ)充絕緣的一種絕緣。

? 加強(qiáng)絕緣：一種單一絕緣系統(tǒng)，提供一定程度的電擊防護(hù)，在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下相當(dāng)于雙重絕緣。

原邊控制與副邊控制對(duì)比

根據(jù)控制器的位置，隔離電源控制方式分為原邊控制和副邊控制兩種。表1對(duì)比了原邊控制和副邊控制的功能。在下表中，UVP和OVP分別代表欠壓保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)。

副邊控制

ADP1051是ADI公司先進(jìn)的數(shù)字電源控制器，具有PMBus?接口，面向中間總線轉(zhuǎn)換器等高功率密度和高效率應(yīng)用。2 ADP1051基于靈活的狀態(tài)機(jī)架構(gòu)，提供眾多頗具吸引力的特性，比如反向電流保護(hù)、預(yù)偏置啟動(dòng)、恒流模式、可調(diào)輸出電壓壓擺率、自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間控制以及伏秒平衡，與模擬解決方案相比，減少了大量的外部元件。一般而言，ADP1051更常用于副邊控制，因?yàn)樗c系統(tǒng)通信非常方便。因此，同步整流器的PWM信號(hào)以及VOUT檢測(cè)等信號(hào)無(wú)需跨越隔離邊界與系統(tǒng)進(jìn)行通信。不過(guò)在這種情況下，需要輔助電源在啟動(dòng)階段從原邊向副邊控制器ADP1051提供初始電力。此外，來(lái)自ADP1051的PWM信號(hào)需要跨越隔離邊界。下文討論了三種解決方案，即柵極驅(qū)動(dòng)變壓器、數(shù)字隔離器和隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器。

柵極驅(qū)動(dòng)變壓器

圖1顯示了采用柵極驅(qū)動(dòng)變壓器解決方案的數(shù)字電源的功能框圖。在此解決方案中，副邊控制器ADP1051向ADP3654發(fā)送PWM信號(hào)，ADP3654是雙通道4 A MOSFET驅(qū)動(dòng)器。ADP3654隨后驅(qū)動(dòng)一個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)變壓器。柵極驅(qū)動(dòng)變壓器的功能是將驅(qū)動(dòng)信號(hào)從副邊傳輸?shù)皆叢Ⅱ?qū)動(dòng)原邊MOSFET。輔助隔離電源在啟動(dòng)階段為ADP1051供電。

對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，vlan是一種不錯(cuò)的解決辦法，但對(duì)于有些項(xiàng)目，項(xiàng)目本身不需要不同vlan之間進(jìn)行互訪，比如有些監(jiān)控項(xiàng)目就只需要內(nèi)網(wǎng)訪問(wèn)，那么就沒(méi)有必要?jiǎng)?chuàng)建vlan了，用戶(hù)如果還將不同的端口劃入不同的VLAN，那么有些浪費(fèi)成本或資源，怎么辦呢?可以采用端口隔離。

采用端口隔離功能，可以實(shí)現(xiàn)同一VLAN內(nèi)端口之間的隔離。用戶(hù)只需要將端口加入到隔離組中，就可以實(shí)現(xiàn)隔離組內(nèi)端口之間二層數(shù)據(jù)的隔離。

端口隔離一般用于內(nèi)網(wǎng)中，端口隔離的端口之間無(wú)法相互通信，所以端口隔離功能為用戶(hù)提供了更安全的方案。

一、端口隔離如何配置

某企業(yè)研發(fā)辦公室員工分為本公司員工、A合作方公司員工和B合作方公司員工。如下圖所示，PC1和PC2分別代表A、B合作方員工，PC3代表本公司研發(fā)員工，公司希望 在節(jié)省VLAN資源的前提下，實(shí)現(xiàn)本公司員工和A、B兩個(gè)合作方公司之間可以相互通 信，但是A、B兩個(gè)合作方公司員工之間無(wú)法通信。