文接上篇。在工业现场,网络架构越来越复杂,边缘设备越来越多,自动获取IP(即DHCP)已经成为部署现场设备时的常见手段。但有一个看似“简单”的问题,却常常引发连锁故障,那就是:
DHCP 中的网关地址到底怎么选,选多少,放在哪儿?
这在工业网络场景下尤其重要,因为我们面对的不是几台电脑,而是:
PLC、IPC、传感器、交换机、摄像头
TSN、PTP、MODBUS、PROFINET、EtherNet/IP 等异构协议
多层网段、多种VLAN、甚至冗余网络结构
这里将从工业场景出发,深入了解下 DHCP 中的网关配置策略,避免踩坑。
工业网络 ≠ 办公网。
它有几个天然特点:
1. 多网段、跨子网通信是常态
不像家庭网络用一个网段就够,工业现场通常会分为:
各子网之间必须通过三层设备/网关路由进行通信,网关配置不当会直接导致数据阻断。
2. 实时性与稳定性要求高
工业协议对延时、抖动极为敏感。
如果网关失效,可能引发生产中断、数据丢失甚至设备误动作。
3. 设备种类多,现场维护困难
不同厂家设备对DHCP兼容性不同,部分设备甚至不支持DHCP Option字段解析,一旦分配错误,后期排查极为麻烦。
方案一:每个VLAN使用尾号为.1的默认网关(推荐)
适用于标准工业园区或具备层次分明网络设计的系统:
优点:清晰、一致、方便维护
注意事项:
方案二:用高位地址作为网关(如 .254),低位保留给PLC设备
适用于以PLC为核心的工业控制网络,PLC地址要求固定(如 .1、.2):
优点:可避免PLC与网关冲突
适用场景:PLC不能修改IP或不支持动态分配,常用于老旧系统改造
方案三:仅在汇聚层设置网关,边缘子网不配置网关
适用于边缘设备之间局域通信为主、外联需求很少的系统:
典型场景:
1. 避免将网关地址纳入DHCP分配池
比如:
bash
地址池设置:192.168.1.1 ~ 192.168.1.200
网关地址:192.168.1.1
这是极其危险的配置!必须使用排除地址(Excluded Address)将网关排除。
2. 不同DHCP池必须匹配不同网关
如果一个DHCP Server服务多个网段(如基于 VLAN Relay 或 Option 82),需要确保每个子网下发的网关地址正确。
3. 不要把防火墙当网关(除非有特定目的)
工业网络中,防火墙一般用于安全隔离,而非路由转发主干。把网关指向防火墙,会增加链路跳数与时延。
以三旺通信工业交换机/路由器为例,部署DHCP服务时可采用以下配置模型:
模型一:集中式DHCP,三层核心交换机作为主网关
模型二:边缘交换机作为DHCP Server,仅服务本地设备
模型三:融合TSN/OPC UA场景的确定性网络中,禁用DHCP网关下发
工业网络是一个高敏感、高可靠性的系统,网关地址配置虽然是基础操作,却直接影响到: