在底层网段与控制层之间加入中继器、网桥、网关等专门的硬件设备，使控制网络作为信息网络的扩展与之紧密集成。在现场总线的各种标准中，对一条总线段上容 许挂接的通信节点有严格的规定。同种类型的总线，可采用中继器实现网段的延伸和网络节点数的增加，采用网桥实现不同速率网段之间的连接。不同类型的现场总 线网段之间可采用网关实现互连。大多数现场总线标准都设计了专门的协议转换器(网关)完成低速总线网段与高速总线网段的连接，在同一控制器母板上连接多个 网关，将不同类型现场总线网段与以太网相连，组成异构综合网络，是常见的多种现场总线集成形式。网关集成方式功能较强，但实时性较差。信息网络一般是采用 TCP/IP的以太网，当现场设备有大量信息上传或监控操作频繁时，转换接口都将成为实时通信的瓶颈。

　　为满足工业控制网络的QoS耍求，目前越来越多的共享介质段通过Switch连在一起，形成一个交换式的以太网。交换机采用虚连接工作方式提供大容量的动 态交换带宽，克服了传统以太网中由于传输链路共享所造成的信道冲突，因此用它来代替传统的集线器、网关和路由器后可使有实时要求的站点的通信在保证最大延 滞条件下通过交换机透明地转发(见图2)。

　　图2所示的具有交换能力的以太网结构可以保证每次的数据传输时间的确定性。但是一般情况下，交换机只对所有数据包做平等处理，包的转发仅按照队列结合考虑 FIFO规则处理，没有优先级机制。为了改善数据流的可控性，可以引入把用户需求与多个虚拟队列结合考虑的优先级机制，以保证QoS要求。问题的核心是如 何设计能满足工业控制特点的调度机制和队列。

　　在图2所示结构中，每次转发的数据包必须经过两个或者更多的等待队列处理，等待队列对应于一个优先级相同的数据包或称相同的流量类型(Traffic Class，指在同一网络中具有相同QoS的数据流集合)，与等待队列相关联的必须有一个合理的调度过程。目前两个国家组织分别提出了两种不同的调度算 法。

　　IEEE制定了一个称作"简单优先级调度"的方法，它在MAC层的数据包上加一个3bit宽的 "用户优先级域"，可标识8种不同的Traffic Classes，然后严格按照优先级的高低安排等待队列。IEIF则在其提出的集成服务(integrated service)架构中设计了称作"平衡队列(weighted fair queuing)"算法。其核心思想是综合考虑用户需求、数据包的长度、数量等对等待队列赋予可变优先级。两种方法各有千秋，在现阶段IEEF方案可以较 容易地应用于工业控制网络交换机的设计。IEIF方案将主要用于办公自动化和上层的路由网络中。

　　硬件设备也可以是一台专门的计算机，计算机通过运行软件完成数据包的识别、解释和转换;对于多网段的应用，它还可以在不同网段之间存贮转发数据包，起到网 桥的作用。