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接口协议(四):以太网(Ethernet)学习(一):协议_以太网 标准寄存器-CSDN博客
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接口协议(四):以太网(Ethernet)学习(一):协议
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QNee
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接口协议
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一、以太网二、网络模型三、以太网数据包格式以太网帧格式
三、TCP/IP协议簇1、IP协议2、UDP协议
因为没有做过以太网的项目,也没有进行过以太网通信测试,本片博客仅仅是对以太网协议极小一部分的学习了解。如有不当之处,还请指正。
一、以太网
以太网是一种产生较早,使用相当广泛的局域网技术,局域网就是一个区域的网络互联,可以使办公室也可以是学校等等,大小规模不一。 最初是由Xerox(施乐)公司创建(大概是1973年诞生)并由Xerox、 Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范,后来被电气与电子工程师协会( IEEE)所采纳作为802.3的标准。
目前以太网根据速度等级分类大概分为:标准以太网(10Mbit/s),快速以太网(100Mbit/s),千兆以太网(1000Mbit/s),以及更快的万兆以太网(10Gbit/s)。但在平常使用中,快速以太网和千兆以太网已经足够了。
因为以太网通信不是像蓝牙那样无限通信,而是通过连接线进行通信,所以以太网接发双方都会有接口。以太网接口类型有RJ45接口,RJ11接口(电话线接口),SC光纤接口。其中RJ45接口使我们最常用的以太网接口(电脑接口)。
RJ45接口也称为水晶头,由插头和插座组成 可以看到,RJ45接口和HDMI等接口一样,也是采用差分数据传输,这种传输有抗干扰能力强的特性(这在高速数据传输中很重要)。
以太网常用于大型数据传输(如:视频数据),以太网也叫以太网协议,就是一种传输规则,发收双方必须遵守这种规则才能正确地进行数据传输和接收。 以太网通信是以数据包的形式传输, 其单包数据量达到几十, 甚至成百上千个字节。
二、网络模型
也有将TCP/IP分为四层的模型
而我们在使用FPGA设计以太网传输时,基本只需要考虑数据发送,即只需要考虑设计物理层,也就是生成比特流。 如果是进行网络系统设计,就需要考虑各种接口(应用层),方便用户等调用。
三、以太网数据包格式
可以看到,我们一帧能发送的真正的数据内容为:18-1472 Byte;然后将用户数据添加UDP首部,形成UDP层;再加上IP首部,形成IP层;最后加上前导码、SFD(帧起始界定符)、以太网帧头、以及FCS(帧检验序列),构成了MAC层(物理层,包括源MAC地址和目的MAC地址),也就是最终需要在通信线路上传输的数据。
在设计物理层时,只需要计算得到各个首部、前导码、起始界定符、以及校验,就可以得到物理层,然后进行传输。
以太网帧格式
摘自《开拓者FPGA开发指南》
前导码( Preamble) : MAC物理层使用7个字节同步码( 0和1交替( 55-55-55-55-55-55-55))实现数据的同步。
帧起始界定符( SFD, Start Frame Delimiter):使用1个字节的SFD(固定值为0xd5)来表示一帧的开始,后面紧跟着传输的就是以太网的帧头。
目的MAC地址: 即接收端物理MAC地址,占用6个字节。 MAC地址从应用上可分为单播地址、组播地址和广播地址。单播地址:第一个字节的最低位为0,比如00-00-00-11-11-11,一般用于标志唯一的设备;组播地址:第一个字节的最低位为1,比如01-00-00-11-11-11,一般用于标志同属一组的多个设备;广播地址:所有48bit全为1,即FF-FF-FF-FF-FF-FF,它用于标志同一网段中的所有设备。 源MAC地址:即发送端物理MAC地址,占用6个字节。
长度/类型: 上图中的长度/类型具有两个意义,当这两个字节的值小于1536(十六进制 为0x0600)时,代表该以太网中数据段的长度;如果这两个字节的值大于1536,则表示该以太网中的数据属于哪个上层协议,例如0x0800代表IP协议( 网际协议) 、 0x0806代表ARP协议(地址解析协议)等。
数据:以太网中的数据段长度最小46个字节, 最大1500个字节。最大值1500称为以太网的最大传输单元( MTU, Maximum Transmission Unit),之所以限制最大传输单元是因为在多个计算机的数据帧排队等待传输时,如果某个数据帧太大的话,那么其它数据帧等待的时间就会加长,导致体验变差,这就像一个十字路口的红绿灯,你可以让绿灯持续亮一小时,但是等红灯的人一定不愿意的。另外还要考虑网络I/O控制器缓存区资源以及网络最大的承载能力等因素, 因此最大传输单元是由各种综合因素决定的。为了避免增加额外的配置, 通常以太网的有效数据字段小于1500个字节。
帧检验序列( FCS, Frame Check Sequence) : 为了确保数据的正确传输, 在数据的尾部 加入了4个字节的循环冗余校验码( CRC校验) 来检测数据是否传输错误。 CRC数据校验从以太 网帧头开始即不包含前导码和帧起始界定符。 通用的CRC标准有CRC-8、 CRC-16、 CRC-32、 CRCCCIT,其中在网络通信系统中应用最广泛的是CRC-32标准。
帧间隙( IFG,Interpacket Gap) :就是以太网相邻两帧之间的时间间隔,帧间隙的时间就是网络设备和组件在接收一帧之后,需要短暂的时间来恢复并为接收下一帧做准备的时间, IFG的最小值是96 bit time,即在媒介中发送96位原始数据所需要的时间,在不同媒介中IFG的最小值是不一样的。
三、TCP/IP协议簇
TCP( 传输控制协议) /IP(网际协议)协议簇,虽然看上去TCP/IP协议簇只有两个协议,其实TCP/IP协议簇包含了上百种协议,最常用的有TCP、IP、UDP等。其中TCP协议和UDP协议应用最广泛。
1、IP协议
IP协议是TCP/IP协议簇中的核心协议,所有的TCP、 UDP及ICMP数据都以IP数据报格式传输。
从以太网数据包格式中可以看出,IP数据报 包括IP首部和数据段。 IP数据报内容 版本:4位版本号,IPv4(0100),IPv6(0110),目前在以太网使用IPv4多,但是在计算机系统中,IPv6也已经流行起来,因为IPv4仅用32个bit来表示地址,IPv4 地址的总数为 4294967296,到现在,已经快用光了;而IPv6使用128bit来表示地址,理论来说根本用不完。
首部长度:4位,表示IP首部一共有多少个32位(4Byte),假设无可选字段(一般来说没有),IP首部有20个Byte,则首部长度为5;最大为15,即60个Byte。
服务类型:8位,普通服务的话,设置为0。可以参考:IP首部中的服务类型(TOS)
总长度:16位,包括IP首部和IP数据部分,以字节为单位。我们利用IP首部长度和IP数据报总长度,就可以计算出IP数据报中数据内容的起始位置和长度。
标识:16位,通常每发一份报文,就加1。
标志:3位,用来表示分片还是不分片,第一位(最高位)保留,第二位(1-不分片,0-允许分片),第三位为1即表示后面“还有分片”的数据报。为0表示这已是若干数据报片中的最后一个。
叶偏移:13位,在接收方进行数据报重组时用来标识分片的顺序。
生存时间:8位,防止丢失的数据包在无休止的传播,一般被设置为64或者128。IPv6 地址有两个生存期:首选生存期和有效生存期,而首选的生存期总是小于等于有效的生存期。具体可以参考官方文档。
协议:8位,表示此数据报所携带上层数据使用的协议类型,TCP为6, UDP为17。可以参考:IP协议号 IP首部中有8位协议号,用于指明IP的上层协议
首部校验和:这部分需要自己计算,用来校验IP数据报头部是否被破坏、篡改和丢失等,不校验数据。
源MAC地址,目的MAC地址:就是发送和接收IP地址。
可选字段:是数据报中的一个可变长度的可选信息,选项字段以32bit为界,不足时插入值为0的填充字节,保证IP首部始终是32bit的整数倍。
首部校验和计算 1、将16位校验和字段置为0,将IP首部分为多个16位的单元; 2、对各个单元采用反码加法运算 3、假如得到的结果有溢出,则将结果再次分为两个16位相加,直到不出现进位 如下例:
2、UDP协议
在以太网数据包中,我们可以看到,TCP协议(IP层)比UDP层复杂,更为可靠,但是UDP运用场景也非常多。 那为什么不所有传输都用更可靠的TCP协议呢,这就像卖手机,不可能都上最好的配置,毕竟有人不需要这么好的配置,我只需要打电话,一个骁龙835就够了,如果你叫我多花2000块,买一个865,那我没必要。所以这就是需求不同,所以UDP也常用。
TCP与UDP的区别:TCP为可靠传输协议,而UDP为不可靠传输协议;TCP协议可以保证数据的完整和有序,而UDP不能保证;UDP由于不需要连接,故传输速度比TCP快,且占用资源比TCP少;
应用场景:TCP适用于对数据完整性要求很高的场合,比如文件传输;而UDP适用于对数据完整性要求不高的场合,比如说视频直播,毕竟直播的时候少传输几个像素点,影响也不大,而且视频直播要求数据传输很快。而文件数据要是少一个byte或者更多,可能会造成很大的问题。
UDP格式数据 其中的UDP校验和和TCP协议的校验和计算方式一样,但是需要计算三个部分:UDP伪首部、UDP首部、UDP数据部分。
伪首部的数据是从IP数据报头和UDP数据报头获取的,包括源IP地址,目的IP地址,协议类型和UDP长度,其目的是让UDP两次检查数据是否已经正确到达目的地,只是单纯为了做校验用的。在大多数使用场景中接收端并不检测UDP校验和。
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接口协议(四):以太网(Ethernet)学习(一):协议
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嵌入式系统以太网接口的实现
01-19
随着微电子技术和计算机技术的发展,嵌入式技术得到广阔的发展,已成为现代工业控制、通信类和消费类产品发展的方向。以太网在实时操作、可靠传输、标准统一等方面的卓越性能及其便于安装、维护简单、不受通信距离限制等优点,已经被国内外很多监控、控制领域的研究人员广泛关注,并在实际应用中展露出显着的优势。
以太网(Ethernet)是当今局域网采用的通用的通信协议标准。在以太网中,所有计算机被连接在一条电缆上,采用带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)方法,采用竞争机制和总线拓扑结构。基本上,以太网由共享传输媒体,如双绞线电缆或同轴电缆、多端口集线器、网桥或交换机构成。按照OSI(OpenSys
基于Ethernet 的冗余CAN 总线协议转换器设计
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摘 要:采用Ethernet 接口的CAN 总线协议转换器,可实现通过以太网接口方便地监听CAN 总线上的数据,实现总线数据的收发等功能.文中以单片机C8051F340.以太网接口芯片CP2200 和CAN 总线协议芯片SJA1000 等为硬件平台,设计了一个以太网与CAN 总线的协议转换电路,实现了通过以太网进行CAN 冗余总线的协议分析.总线数据的远程监控等功能.同时采用双通道CAN 总线的冗余设计以提高电路的可靠性,而以太网端口供电的设计,使其具有携带方便.易于操作的特点.该设计已在航天器地面测试设备中得到很好的应用,其性价比高.实用性强的特点,非常适合工业控制领域.
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GigabitEthernet和Ethernet接口的区别
cheems404的博客
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设备里面的ethernet是100M接口,gigabitethernet是1000M接口。
ethernet不能配置IP,因为这个接口是二层口,所以不能设置IP。
一、端口速率区别
1、Ethernet0/0/1【以太网端口,10Mbit/s】
2、FastEthernet0/0/1【快速以太网端口,100Mbit/s】
3、GigabitEthernet0/0/1【千兆以太网端口,1000Mbit/s】
二、编码区别
1、Ethernet(传统以太网)采用曼彻特斯编码;
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以太网完整协议(一)
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一、太网中数据帧结构
以太网是目前最流行的一种局域网组网技术(其他常见局域网组网技术还有令牌环局域网、无线局域网、ATM局域网),以太网技术的正式标准是IEEE 802.3标准,它规定了在以太网中传输的数据帧结构,如下图所示。
在物理层上看,一个完整的以太网帧有7个字段,事实上,前两个字段并不能算是真正意义上的以太网数据帧,它们是以太网在物理层上发送
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季秊爱桃楸的博客
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网络协议之以太网协议解析
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Ethernet :以太网协议,用于实现链路层的数据传输和地址封装(MAC)
封装原理:
以太网的数据帧格式如下图所示:
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以太网(Ethernet)相关基础知识
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术语10base5的含义是:它使用基带信号运行在10Mbps的...
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EtherNet/IP 协议规范
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EtherNet/IP(Ethernet Industrial Protocol)是一种工业以太网协议,它是基于TCP/IP协议并使用以太网作为物理层的开放式工业网络协议。EtherNet/IP协议规范包含以下内容:
1. 介绍:介绍了EtherNet/IP的概念和目标,以及它的基本特性。
2. 以太网:描述了以太网的标准和物理层、数据链路层和网络层协议。
3. TCP/IP协议:介绍了TCP/IP协议的标准和应用层协议。
4. EtherNet/IP协议:讨论了EtherNet/IP协议的结构、消息格式、服务和对象。
5. 接口:描述了EtherNet/IP的接口,包括设备、控制器和网络组件之间的接口。
6. 配置:介绍了如何配置EtherNet/IP网络和设备,包括IP地址分配、子网掩码、网关和DNS设置等。
7. 安全:讨论了EtherNet/IP网络的安全性和保护措施,包括认证、加密和防火墙等。
8. 性能:描述了EtherNet/IP的性能指标和性能优化方法,包括延迟、带宽和吞吐量等。
9. 应用:讨论了EtherNet/IP在工业自动化和控制领域的应用,包括控制器、传感器、执行器和监视器等。
总之,EtherNet/IP协议规范是一个详细的文档,提供了有关EtherNet/IP协议的所有信息,包括其结构、功能和应用等方面的内容。
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2,[Vgs>0]这种场效应晶体管是增强型的。
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m0_64173602:
这不是搬运正点原子的嘛
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vivivi12345_:
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入门工业通讯之EtherNet/IP协议分析 - 知乎首发于智能制造之家切换模式写文章登录/注册入门工业通讯之EtherNet/IP协议分析智能制造之家化学制品制造业 从业人员写在前面前面我们系统得说了工业控制系统的通讯,大家肯定会想到PROFINET、ETHERNET/IP、ETHERCAT等工业以太网:技术解读PROFINET、Ethernet/IP等7种主流工业以太网最全整理工业通讯上的领域各种总线+协议+规范+接口—数据采集与控制但是说到协议的分析,我们 不得不提到安全问题,前面我们系统的介绍过关于工业控制系统的架构、安全等:工业控制系统安全入门与实践—从五层架构和安全标准说起工业控制系统安全入门与实践——工控安全入门分析也聊了西门子、施耐德、罗克韦尔等国际大厂的相关安全漏洞:基于S7协议对西门子PLC S7-1500的漏洞分析与复现(附演示视频)施耐德PLC漏洞历险记—一次与施耐德PLC的非正常接触罗克韦尔 MicroLogix PLC漏洞的复现及解决方案西门子、施耐德、罗克韦尔PLC程序设计漏洞探秘今天来解析下由罗克韦尔主导的ETHERNET/IP协议~作者 | 长扬科技(北京)有限公司 汪义舟 梁 泽 张国栋来源:关键基础设施安全应急响应中心一、Ethernet/IP协议 EtherNet/IP是一个现代化的标准协议。由控制网国际有限公司(ControlNet International)的一个技术工作组与ODVA(开放式DeviceNet供应商协会)在20世纪90年代合作设计。EtherNet/IP是基于通用工业协议(Common Industrial Protocol,CIP)的。CIP是一种由ODVA支持的开放工业协议,它被使用在诸如 DeviceNet 和 ControlNet 以及 EtherNet/IP 等串行通信协议中。美国的工控设备制造商Rockwell/Allen-Bradley已经围绕EtherNet/IP进行了标准化,其他厂商如Omron也在其设备上支持了EtherNet/IP。EtherNet/IP已经变得越来越受欢迎,特别是在美国。尽管EtherNet/IP比Modbus更现代化,但仍然存在协议层面的安全问题。EtherNet/IP通常通过TCP/UDP端口44818运行。此外,EtherNet/IP还有另一个端口 TCP/UDP端口2222。使用这个端口的原因是 EtherNet/IP实现了隐式和显示两种消息传递方式。显式消息被称为客户端/服务器消息,而隐式消息通常被称为I/O消息。EtherNet/IP是为了在以太网中使用CIP协议而进行的封装。EtherNet/IP的 CIP帧封装了命令、数据点和消息等信息。CIP帧包括CIP设备配置文件层、应用层、表示层和会话层四层。数据包的其余部分是EtherNet/IP帧,CIP帧通过它们在以太网上传输。EtherNet/IP分组结构如图CIP规范对数据包结构有很多的规定,这意味着每个使用 EtherNet/IP的设备必须实现符合规范的命令。下面是EtherNet/IP首部中封装的CIP帧字段:• 命令两字节整数,对应一个 CIP 命令。通用工业协议规范标准要求,设备必须能接收无法识别的命令字段,并处理这种异常。• 长度两字节整数,代表数据包中数据部分的长度。对于没有数据部分的请求报文,该字段为0。• 会话句柄会话句柄(session handle)由目标设备生成,并返回给会话的发起者。该句柄将用于后续与目标设备的通信。• 状态码Status字段存储了目标设备执行命令返回的状态码。状态码“0”代表命令执行成功。所有的请求报文中,状态码被置为“0”。其它的状态码还包括:0x0001 无效或不受支持的命令0x0002 目标设备资源不足,无法处理命令0x0003 数据格式不正确或数据不正确0x0065 接收到无效的数据长度• 发送方上下文命令的发送者生成这六字节值,接收方将原封不动的返回该值。• 选项该值必须始终为0,如果不为零,数据包将被丢弃。• 命令相关数据该字段根据接收/发送的命令进行修改。如果请求发送方是工程师站,大多数会话中执行的第一条命令是“ListIdentity”命令。如下所示的数据包,命令字段是0x63,代表“List Identity”命令,上下文是“0x00006a0ebe64”。这个命令与Modbus功能码43非常相似,可以查询设备信息,如供应商、产品、序列号、产品代码、设备类型和版本号等。使用在Github项目pyenip中找到的Python 脚本ethernetip.py,你可以查询Ethernrt/IP 设备的信息。默认情况下,这个脚本不会解析一些响应,你需要取消脚本底部的 testENIP() 函数的注释后,它才会发送和接收“List Identity”命令。在执行脚本的同时,你可以使用Wireshark查看请求和响应的数据包。二、EtherNet/IP协议身份鉴别请求攻击 Digital Bond 在项目 Redpoint 中实现了一个脚本,可以用来从远程设备中获取信息。Redpoint 脚本使用了 “List Identity”命令字,并使用Nmap中的信息进行解析。它的“Conmmand Specific Data”部分包含了一个套接字地址(ip 地址和端口号)。这是暴露的远程设备的真实 ip 地址和端口号,即使它位于NAT设备之后。我们发现大量的设备暴露的IP字段和实际扫描的IP地址不同。所以我们得出结论,大多数的Ethernet/IP设备部署在内部网络中,而不是直接暴露在互联网上。如下图所示的是使用Nmap扫描CompactLogix控制系统的扫描结果,可以看到暴露的设备ip和扫描ip不匹配,说明目标系统位于路由器或防火墙之后。上图显示了一些信息,包括设备的制造商“Rockwell”。设备的制造商在响应中是一个两字节的制造商 ID,它映射了一组支持 Ethernet/IP 的厂商名单。但是,这个厂商名单不是公开的。我们在深入研究 Wireshark 捕获的数据包后,发现数据包被 Wireshark 解析后,制造商 ID 被替换成了制造商名称。这说明 Wireshark 拥有如何映射制造商ID和名称的信息。通过对Github上Wireshark源代码的一些搜索,我们发现了如下代码片段,它告诉我们该如何解析制造商 ID。在解析工控协议的时候,Wireshark 常常是一个强大而好用的资源。使用像“List Identity”这样的命令,你可以简单的重放数据包,几乎不用修改数据包。会话句柄将被设置为0,意味着没有会话生成,因为该命令只是简单的发送命令和接收系统响应。为了进一步与设备进行通信,需要发送注册会话命令(0x65)。这个命令会设置会话句柄ID,这个ID将用于后续会话的通信。如下图所示,注册会话的请求使用标准ID“0x00000000”,目标设备返回了它生成的会话句柄“0x03A566BB”。三、Ethernet/IP中间人攻击简单的数据包重放对Ethernet/IP的某些指令无效。这使得攻击变得稍微复杂了一些。然而,对于大多数攻击者而言,只要对 Ethernet/IP 的协议稍有了解,这点困难将是微不足道的。一旦会话句柄通过协商被确定,只要通过手动改变序列号,就可以实现像中间人攻击。攻击实例:网络拓扑:网络环境:• 虚拟机• Ettercap工具• Wireshark• 交换机• PLC控制器攻击测试:使用VM-Linux中的嗅探工具ettercap对目标主机进行嗅探。单击Hosts选项,选择Scan for host,待扫描完成之后再选择Scan for host,然后选择Host list,此时可以看到已经扫描的主机列表,如图所示:然后就可以选择要攻击的目标了,选择192.168.210.200的IP地址,如图所示:明确攻击方式之后,我们选择"Sniff remoteconnections" — "确定"。点击确定攻击之后,过滤攻击修改Ethernet/ip特定的数据包字段,高级序列号5,通过添加4(十进制)修改数据值。攻击示意图:此时使用Wireshark抓包工具可以发现,被攻击PLC的所有流量都是通过攻击者的VM主机发送出去的。通过此操作可直接给PLC下发指令。四、EtherNet/IP协议终止CPU运行攻击有些Ethernet/IP设备是支持终止CPU命令的。Metasploit模块,可以被用来终止一个Allen-Bradley ControlLogix控制系统中的大量 PLC,还可以引发其他恶意攻击事件比如令以太网卡崩溃。只要了解 Session Handle 即可轻松攻击 Ethernet/IP。是这个攻击奏效的另一个关键是Allen-Bradley实现的一个命令字。Allen-Bradley在NOP(0x00)命令中实现了终止 CPU 的功能。如下图这个命令在CIP或Ethernet/IP的规范中没有记录,是Allen-Bradley/Rockwell控制器的私有实现。通过对大量设备的测试,我们发现,在一些旧的固件中,不仅 ControlLogix CPU 被终止,而且设备崩溃,需要重新启动硬盘。对于当前的型号,PLC 必须拔下并重新插入才能再次运行。极少数情况下,PLC需要重新编程。五、结束语上述的攻击都是非常危险的攻击形式,时常与钓鱼网站、挂马网站等攻击形式结合,不仅造成信息的泄漏,还可能被借用于病毒木马的传播。更重要的是,这类攻击可能将我们认为绝对安全的网络连接变成完全被人监听控制的连接,使得网络连接的私密性得不到保障,造成重要数据轻易落入攻击者之手。由于网络环境的复杂性,我们有必要对各类攻击进行了解,具备初步判断网络连接安全性的能力。防护手段:使用专业的工控防火墙系统,能智能识别和防护各类恶意攻击,结合工控协议的深度解析和黑、白名单策略相结合的防护机制,可有效的阻止针对工控系统的已知和未知的恶意攻击行为,极大的降低了工控系统受损的风险。硬核专辑工业热点 | 数据采集 | 应用与库(西门子、罗克韦尔、倍福等)WinCC技术 | 工业网络 | MES技术相关| 工业巨头战略布局 | 工业通讯案例 仿真与虚拟调试 | 职业感悟、认知提升 | 自动化控制标准合集西门子TIA Portal+库卡机器人+VNCK实现数字化机床虚拟调试2020-12-06超炫酷的西门子TIA Portal的大神级操作~2020-11-27自动化+信息化:徐工传动数字化工厂实施方案2020-11-24基于TIA Portal V15的动态加密计时催款程序2020-11-16软件定义制造:五层架构下数字化工厂的信息系统2020-11-13智能自动化物流系统AGV基础知识(完整介绍)2020-11-14机床数字化通信三大标准-OPCUA、MTConnect、NC-Link2020-11-07一文讲透PROFINET组态调试、编程、应用等最重要的文档和知识点2020-11-08数字化工业,IT大佬与工业自动化巨头的IT\OT融合之旅2020-11-02PLC高级编程-西门子SCL结构化控制语言官方培训.pptx2020-10-29MES、SCADA下的数据采集—C#实现扫码器的串口通讯实例2020-10-28IT融合OT:数据、网络与WMS、MES如何贯穿五层自动化金字塔?2020-10-20发布于 2020-12-24 12:22以太网(Ethernet)通信协议工业控制赞同 25添加评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录智能制造之家微信公众号:智能制造之家,10W+朋友共话智
一文读懂Profibus、Profinet、Ethernet的区别 - 知乎
一文读懂Profibus、Profinet、Ethernet的区别 - 知乎首发于电气工控自动化切换模式写文章登录/注册一文读懂Profibus、Profinet、Ethernet的区别gk-auto工控课堂网创始人-电气工控自动化行业专家Ethernet(以太网络)是大家很熟悉的一种网络了,由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范,是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准,包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网。PROFIBUS,是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。PROFIBUS传送速度可在 9.6kbaud~12Mbaud范围内选择且当总线系统启动时,所有连接到总线上的装置应该被设成相同的速度。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络,从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。PROFINET=PROFIbus+etherNET,把Profibus的主从结构移植到以太网上,所以profinet会有Controller和Device,他们的关系可以简单的对应于profibus的Master和Slave,当然,是有区别的,但这样对应可以有助于理解。另外由于profinet是基于以太网的,所以可以有以太网的星型、树形、总线型等拓扑结构,而profibus只有总线型。所以profinet就是把profibus的主从结构和ethernet的拓扑结构相结合的产物,其他像等时性等西门子鼓吹的特性其实以太网也有,只不过profinet由于有Controller这样的控制单元可以提高等时性的精度而已。PROFINET 是一种新的以太网通讯系统,是由西门子公司和Profibus 用户协会开发。 PROFINET 具有多制造商产品之间的通讯能力,自动化和工程模式,并针对分布式智能自动化系统进行了优化。其应用结果能够大大节省配置和调试费用。 PROFINET 系统集成了基于 Profibus 的系统,提供了对现有系统投资的保护。它也可以集成其它现场总线系统。PROFINET 是一种支持分布式自动化的高级通讯系统。除了通讯功能外,PROFINET 还包括了分布式自动化概念的规范,这是基于制造商无关的对象和连接编辑器和 XML 设备描述语言。以太网 TCP/IP 被用于智能设备之间时间要求不严格的通讯。所有时间要求严格的实时数据都是通过标准的 Profibus DP 技术传输,数据可以从Profibus DP 网络通过代理集成到 PROFINET 系统。 PROFINET 是唯一使用已有的 IT 标准,没有定义其专用工业应用协议的总线。它的对象模式的是基于微软公司组件对象模式 (COM) 技术。对于网络上所有分布式对象之间的交互操作,均使用微软公司的DCOM 协议和标准 TCP 和 UDP 协议。在 PROFINET 概念中,设备和工厂被分成为技术模块,每个模块包括机械、电子和应用软件。这些组件的应用软件可使用专用的编程工具进行开发并下载到相关的控制器中。这些专用软件必须实现 PROFINET 组件软件接口,能够将 PROFINET 对象定义导出为 XML 语言。 XML 文件用于输入制造商无关的 PROFINET 连接编辑器来生成PROFINET 元件。连接编辑器对网络上 PROFINET 元件之间的交换操作进行定义。最终,连接信息通过以太网 TCP-IP 下载到 PROFINET 设备中。PROFINET(实时以太网)基于工业以太网,具有很好的实时性,可以直接连接现场设备(使用PROFINETIO),使用组件化的设计,PROFINET支持分布的自动化控制方式(PROFINET CBA,相当于主站间的通讯).以太网应用到工业控制场合后,经过改进使用于工业现场的以太网,就成为工业以太网。如果你曾经使用过西门子的网卡CP343-1或CP443-1通讯的话,可能应用过ISO或TCP连接等。这样所使用的TCP和ISO就是应用在工业以太网上的协议。PROFINET同样是西门子SIMATIC NET中的一个协议,具体说是众多协议的集合,其中包括PROFINET IO RT, CBA RT, IO IRT等等的实时协议。所以说PROFINET和工业以太网不能比,只能说PROFINET是工业以太网上运行的实时协议而以。不过现在常常称有些网络是PROFINET网络,那是因为这个网络上应用了PROFINET协议而已。PROFINET基于工业以太网,而PROFIBUS基于RS485串行总线,两者协议上由于介质不同完全不同,没有任何关联。两者相似的地方都具有很好的实时性,原因在于都使用了精简的堆栈结构。基于标准以太网的任何开发都可以直接应用在PROFINET网络中,世界上基于以太网的解决方案的开发者远远多于PROFIBUS开发者,所以,有更多的可用资源去创新技术。对于PROFIBUS,数据传输的带宽最大为12Mbps,对于PROFINET,数据传输的带宽为100Mbps。对于PROFIBUS,数据传输的方式为半双工,对于PROFINET,数据传输的方式为全双工。对于PROFIBUS,一致性数据最大为32bytes,对于PROFINET,一致性数据最大为254bytes。对于PROFIBUS,用户数据的最大为244bytes,对于PROFINET,用户数据的最大为1400bytes。对于PROFIBUS,12Mbps的最大总线长度为100m,对于PROFINET,设备之间的总线长度为100m。对于PROFIBUS,组态和诊断需要专门的接口模板,例如CP5512,对于PROFINET,可以使用标准的以太网网卡。对于PROFIBUS,需要特殊的工具进行网络诊断,对于PROFINET,使用IT相关的工具即可。对于PROFIBUS,总线上的主要故障来源于总线终端电阻不匹配或者较差的接地,对于PROFINET,不需要总线终端电阻。发布于 2019-06-01 21:46可编程逻辑控制器(PLC)赞同 762 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录电气工控自动化电气工控自动化,专业专注
以太网(Ethernet) - 知乎
以太网(Ethernet) - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册以太网(Ethernet)以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑,但目前的快速以太网(100BASE-T、1000BASE-T标准)为了减少冲突,将能提高的网络速度和使用效率最大化,使用交换机(Switch hub)来进行网络连…查看全部内容关注话题管理分享百科讨论精华视频等待回答详细内容以太网(英语:Ethernet)是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准,它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问控制的内容。以太网是目前应用最普遍的局域网技术,取代了其他局域网标准如令牌环、FDDI和ARCNET。以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑,但目前的快速以太网(100BASE-T、1000BASE-T标准)为了减少冲突,将能提高的网络速度和使用效率最大化,使用交换机(Switch hub)来进行网络连接和组织。如此一来,以太网的拓扑结构就成了星型;但在逻辑上,以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,即载波多重访问/碰撞侦测)的总线技术。概述:1990年代的以太网网卡或叫NIC(Network Interface Card,以太网适配器)。这张卡可以支持基于同轴电缆的10BASE2 (BNC连接器,左)和基于双绞线的10BASE-T(RJ-45,右)。以太网实现了网络上无线电系统多个节点发送信息的想法,每个节点必须获取电缆或者信道才能传送信息,有时也叫作以太(Ether)。这个名字来源于19世纪的物理学家假设的电磁辐射媒体——光以太。 每一个节点有全球唯一的48位地址也就是制造商分配给网卡的MAC地址,以保证以太网上所有节点能互相鉴别。由于以太网十分普遍,许多制造商把以太网卡直接集成进计算机主板。以太网通讯具有自相关性的特点,这对于电信通讯工程十分重要。CSMA/CD共享介质以太网:带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)技术规定了多台电脑共享一个通道的方法。这项技术最早出现在1960年代由夏威夷大学开发的ALOHAnet,它使用无线电波为载体。这个方法要比令牌环网或者主控制网简单。当某台电脑要发送信息时,在以下行动与状态之间进行转换:开始 - 如果线路空闲,则启动传输,否则跳转到第4步。发送 - 如果检测到冲突,继续发送数据直到达到最小回报时间(min echo receive interval)以确保所有其他转发器和终端检测到冲突,而后跳转到第4步。成功传输 - 向更高层的网络协议报告发送成功,退出传输模式。线路繁忙 - 持续等待直到线路空闲。线路空闲 - 在尚未达到最大尝试次数之前,每隔一段随机时间转到第1步重新尝试。超过最大尝试传输次数 - 向更高层的网络协议报告发送失败,退出传输模式。就像在没有主持人的座谈会中,所有的参加者都通过一个共同的介质(空气)来相互交谈。每个参加者在讲话前,都礼貌地等待别人把话讲完。如果两个客人同时开始讲话,那么他们都停下来,分别随机等待一段时间再开始讲话。这时,如果两个参加者等待的时间不同,冲突就不会出现。如果传输失败超过一次,将延迟指数增长时间后再次尝试。延迟的时间通过截断二进制指数后移(英语:Exponential_backoff)(truncated binary exponential backoff)算法来实现。最初的以太网是采用同轴电缆来连接各个设备的。电脑通过一个叫做附加单元接口(Attachment Unit Interface,AUI)的收发器连接到电缆上。一条简单网路线对于一个小型网络来说很可靠,而对于大型网络来说,某处线路的故障或某个连接器的故障,都会造成以太网某个或多个网段的不稳定。因为所有的通信信号都在共享线路上传输,即使信息只是想发给其中的一个终端(destination),却会使用广播的形式,发送给线路上的所有电脑。在正常情况下,网络接口卡会滤掉不是发送给自己的信息,接收到目标地址是自己的信息时才会向CPU发出中断请求,除非网卡处于混杂模式(Promiscuous mode)。这种“一个说,大家听”的特质是共享介质以太网在安全上的弱点,因为以太网上的一个节点可以选择是否监听线路上传输的所有信息。共享电缆也意味着共享带宽,所以在某些情况下以太网的速度可能会非常慢,比如电源故障之后,当所有的网络终端都重新启动时。以太网中继器和集线器:在以太网技术的发展中,以太网集线器(Ethernet Hub)的出现使得网络更加可靠,接线更加方便。因为信号的衰减和延时,根据不同的介质以太网段有距离限制。例如,10BASE5同轴电缆最长距离500米 (1,640英尺)。最大距离可以通过以太网中继器实现,中继器可以把电缆中的信号放大再传送到下一段。中继器最多连接5个网段,但是只能有4个设备(即一个网段最多可以接4个中继器)。这可以减轻因为电缆断裂造成的问题:当一段同轴电缆断开,所有这个段上的设备就无法通讯,中继器可以保证其他网段正常工作。类似于其他的高速总线,以太网网段必须在两头以电阻器作为终端。对于同轴电缆,电缆两头的终端必须接上被称作“终端器”的50欧姆的电阻和散热器,如果不这么做,就会发生类似电缆断掉的情况:总线上的AC信号当到达终端时将被反射,而不能消散。被反射的信号将被认为是冲突,从而使通信无法继续。中继器可以将连在其上的两个网段进行电气隔离,增强和同步信号。大多数中继器都有被称作“自动隔离”的功能,可以把有太多冲突或是冲突持续时间太长的网段隔离开来,这样其他的网段不会受到损坏部分的影响。中继器在检测到冲突消失后可以恢复网段的连接。随着应用的拓展,人们逐渐发现星型的网络拓扑结构最为有效,于是设备厂商们开始研制有多个端口的中继器。多端口中继器就是众所周知的集线器(Hub)。集线器可以连接到其他的集线器或者同轴网络。第一个集线器被认为是“多端口收发器”或者叫做“fanouts”。最著名的例子是DEC的DELNI,它可以使许多台具有AUI连接器的主机共享一个收发器。集线器也导致了不使用同轴电缆的小型独立以太网网段的出现。像DEC和SynOptics这样的网络设备制造商曾经出售过用于连接许多10BASE-2细同轴线网段的集线器。非屏蔽双绞线(unshielded twisted-pair cables , UTP)最先应用在星型局域网中,之后也在10BASE-T中应用,最后取代了同轴电缆成为以太网的标准。这项改进之后,RJ45电话接口代替了AUI成为电脑和集线器的标准线路,非屏蔽3类双绞线/5类双绞线成为标准载体。集线器的应用使某条电缆或某个设备的故障不会影响到整个网络,提高了以太网的可靠性。双绞线以太网把每一个网段点对点地连起来,这样终端就可以做成一个标准的硬件,解决了以太网的终端问题。采用集线器组网的以太网尽管在物理上是星型结构,但在逻辑上仍然是总线型的,半双工的通信方式采用CSMA/CD的冲突检测方法,集线器对于减少数据包冲突的作用很小。每一个数据包都被发送到集线器的每一个端口,所以带宽和安全问题仍没有解决。集线器的总传输量受到单个连接速度的限制(10或100 Mbit/s),这还是考虑在前同步码、传输间隔、标头、档尾和封装上都是最小花费的情况。当网络负载过重时,冲突也常常会降低传输量。最坏的情况是,当许多用长电缆组成的主机传送很多非常短的帧(frame)时,可能因冲突过多导致网络的负载在仅50%左右程度就满载。为了在冲突严重降低传输量之前尽量提高网络的负载,通常会先做一些设定以避免类似情况发生。桥接和交换:尽管中继器在某些方面分隔了以太网网段,使得电缆断线的故障不会影响到整个网络,但它向所有的以太网设备转发所有的数据。这严重限制了同一个以太网网络上可以相互通信的机器数量。为了减轻这个问题,桥接方法被采用,在工作在物理层的中继器之基础上,桥接工作在数据链路层。通过网桥时,只有格式完整的数据包才能从一个网段进入另一个网段;冲突和数据包错误则都被隔离。通过记录分析网络上设备的MAC地址,网桥可以判断它们都在什么位置,这样它就不会向非目标设备所在的网段传递数据包。像生成树协议这样的控制机制可以协调多个交换机共同工作。早期的网桥要检测每一个数据包,因此当同时处理多个端口的时候,数据转发比Hub(中继器)来得慢。1989年网络公司Kalpana发明了EtherSwitch,第一台以太网交换机。以太网交换机把桥接功能用硬件实现,这样就能保证转发数据速率达到线速。大多数现代以太网用以太网交换机代替Hub。尽管布线方式和Hub以太网相同,但交换式以太网比共享介质以太网有很多明显的优势,例如更大的带宽和更好的异常结果隔离设备。交换网络典型的使用星型拓扑,虽然设备在半双工模式下运作时仍是共享介质的多节点网,但10BASE-T和以后的标准皆为全双工以太网,不再是共享介质系统。交换机启动后,一开始也和Hub一样,转发所有数据到所有端口。接下来,当它记录了每个端口的地址以后,他就只把非广播数据发送给特定的目的端口。因此线速以太网交换可以在任何端口对之间实现,所有端口对之间的通讯互不干扰。因为数据包一般只是发送到他的目的端口,所以交换式以太网上的流量要略微小于共享介质式以太网。然而,交换式以太网仍然是不安全的网络技术,因为它很容易因为ARP欺骗或者MAC满溢而瘫痪,同时网络管理员也可以利用监控功能抓取网络数据包。当只有简单设备(除Hub之外的设备)连接交换机端口时,整个网络可能处于全双工模式。如果一个网段只有2个设备,那么冲突探测也不需要了,两个设备可以随时收发数据。这时总带宽是链路的2倍,虽然双方的带宽相同,但没有发生冲突就意味着几乎能利用到100%的带宽。交换机端口和所连接的设备必须使用相同的双工设置。多数100BASE-TX和1000BASE-T设备支持自动协商特性,即这些设备通过信号来协调要使用的速率和双工设置。然而,如果自动协商功能被关闭或者设备不支持,则双工设置必须通过自动检测进行设置或在交换机端口和设备上都进行手工设置以避免双工错配——这是以太网问题的一种常见原因(设备被设置为半双工会报告迟发冲突,而设备被设为全双工则会报告runt)。许多较低层级的交换机没有手工进行速率和双工设置的能力,因此端口总是会尝试进行自动协商。当启用了自动协商但不成功时(例如其他设备不支持),自动协商会将端口设置为半双工。速率是可以自动感测的,因此将一个10BASE-T设备连接到一个启用了自动协商的10/100交换端口上时将可以成功地创建一个半双工的10BASE-T连接。但是将一个配置为全双工100Mb工作的设备连接到一个配置为自动协商的交换端口时(反之亦然)则会导致双工错配。即使电缆两端都设置成自动速率和双工模式协商,错误猜测还是经常发生而退到10Mbps模式。因此,如果性能差于预期,应该查看一下是否有计算机设置成10Mbps模式了,如果已知另一端配置为100Mbit,则可以手动强制设置成正确模式。.当两个节点试图用超过电缆最高支持数据速率(例如在3类线上使用100Mbps或者3类/5类线使用1000Mbps)通信时就会发生问题。不像ADSL或者传统的拨号Modem通过详细的方法检测链路的最高支持数据速率,以太网节点只是简单的选择两端支持的最高速率而不管中间线路,因此如果速率过高就会导致链路失效。解决方案为强制通讯端降低到电缆支持的速率。以太网类型:除了以上提到的不同帧类型以外,各类以太网的差别仅在速率和配线。因此,同样的网络协议栈软件可以在大多数以太网上执行。以下的章节简要综述了不同的正式以太网类型。除了这些正式的标准以外,许多厂商因为一些特殊的原因,例如为了支持更长距离的光纤传输,而制定了一些专用的标准。很多以太网卡和交换设备都支持多速率,设备之间通过自动协商设置最佳的连接速度和双工方式。如果协商失败,多速率设备就会探测另一方使用的速率但是默认为半双工方式。10/100以太网端口支持10BASE-T和100BASE-TX。10/100/1000支持10BASE-T、100BASE-TX和1000BASE-T。部分以太网类型局域网(英语:Local Area Network,简称LAN)是连接住宅、学校、实验室、大学校园或办公大楼等有限区域内计算机的计算机网络 。相比之下,广域网(WAN)不仅覆盖较大的地理距离,而且还通常涉及固接专线和对于互联网的链接。 相比来说互联网则更为广阔,是连接全球商业和个人电脑的系统。在历经使用了链式局域网(英语:ARCNET)、令牌环与AppleTalk技术后,以太网和Wi-Fi(无线网络连接)是现今局域网最常用的两项技术。机理:局域网(Local Area Network, LAN),又称内网。指覆盖局部区域(如办公室或楼层)的计算机网络。按照网络覆盖的区域(距离)不同,其他的网络类型还包括个人网、城域网、广域网等。早期的局域网网络技术都是各不同厂家所专有,互不兼容。后来,电机电子工程师学会推动了局域网技术的标准化,由此产生了IEEE 802系列标准。这使得在建设局域网时可以选用不同厂家的设备,并能保证其兼容性。这一系列标准覆盖了双绞线、同轴电缆、光纤和无线等多种传输介质和组网方式,并包括网络测试和管理的内容。随着新技术的不断出现,这一系列标准仍在不断的更新变化之中。以太网(IEEE 802.3标准)是最常用的局域网组网方式。以太网使用双绞线作为传输介质。在没有中继的情况下,最远可以覆盖200米的范围。最普及的以太网类型数据传输速率为100Mb/s,更新的标准则支持1000Mb/s和10Gb/s的速率。其他主要的局域网类型有令牌环和FDDI(光纤分布数字接口,IEEE 802.8)。令牌环网络采用同轴电缆作为传输介质,具有更好的抗干扰性;但是网络结构不能很容易的改变。FDDI采用光纤传输,网络带宽大,适于用作连接多个局域网的骨干网。近两年来,随着802.11标准的制定,无线局域网的应用大为普及。这一标准采用2.4GHz 和5.8GHz 的频段,数据传输速度最高可以达到300Mbps和866Mbps。局域网标准定义了传输介质、编码和介质访问等底层(一二层)功能。要使数据通过复杂的网络结构传输到达目的地,还需要具有寻址、路由和流量控制等功能的网络协议的支持。TCP/IP(传输控制协议/互联网络协议)是最普遍使用的局域网网络协议。它也是互联网所使用的网络协议。其他常用的局域网协议包括,IPX、AppleTalk等。在无线 LAN 中,用户可以在覆盖区域内不受限制地移动。无线网络因其易于安装而在住宅和小型企业中流行起来。大多数无线局域网都使用 Wi-Fi,因为它内置于智能手机、平板电脑和笔记本电脑中。客人通常可以通过热点服务上网。网络拨接互联网(英语:Internet)是指20世纪末期兴起电脑网络与电脑网络之间所串连成的庞大网络系统。这些网络以一些标准的网络协议相连。它是由从地方到全球范围内几百万个私人、学术界、企业和政府的网络所构成,通过电子、无线和光纤网络技术等等一系列广泛的技术联系在一起。互联网承载范围广泛的信息资源和服务,比方说相互关系的超文本文件,还有万维网(WWW)的应用、电子邮件、通话,以及文件共享服务。互联网的起源可以追溯到1960年代美国联邦政府委托进行的一项研究,目的是创建容错与电脑网络的通信。互联网的前身ARPANET最初在1980年代作为区域学术和军事网络连接的骨干。1980年代,NSFNET(英语:NSFNET)成为新的骨干而得到资助,以及其他商业化扩展得到了私人资助,这导致了全世界网络技术的快速发展,以及许多不同网络的合并结成更大的网络。到1990年代初,商业网络和企业之间的连接标志着向现代互联网的过渡。尽管互联网在1980年代只被学术界广泛使用,但商业化的服务和技术,令其极快的融入了现代每个人的生活。互联网并不等同万维网,互联网是指凡是能彼此通信的设备组成的网络就叫互联网,指利用TCP/IP通讯协定所创建的各种网络,是国际上最大的互联网,也称“国际互联网”。万维网是一个由许多互相链接的超文本组成的系统,通过互联网访问。在此定义下,万维网是互联网的一项服务。不过多数民众并不区分两者,常常混用。连接技术:任何需要使用互联网的计算机必须通过某种方式与互联网进行连接。互联网接入技术的发展非常迅速,带宽由最初的14.4Kbps发展到目前的100Mbps甚至1Gbps带宽,接入方式也由过去单一的电话拨号方式,发展成现在多样的有线和无线接入方式,接入终端也开始朝向移动设备发展。并且更新更快的接入方式仍在继续地被研究和开发。架构:最顶层的是一些应用层协议,这些协议定义了一些用于通用应用的数据报结构,包括FTP及HTTP等。中间层是UDP协议和TCP协议,它们用于控制数据流的传输。UDP是一种不可靠的数据流传输协议,仅为网络层和应用层之间提供简单的接口。而TCP协议则具有高的可靠性,通过为数据报加入额外信息,并提供重发机制,它能够保证数据不丢包、没有冗余包以及保证数据包的顺序。对于一些需要高可靠性的应用,可以选择TCP协议;而相反,对于性能优先考虑的应用如流媒体等,则可以选择UDP协议。最底层的是互联网协议,是用于报文交换网络的一种面向数据的协议,这一协议定义了数据包在网际传送时的格式。目前使用最多的是IPv4版本,这一版本中用32位定义IP地址,尽管地址总数达到43亿,但是仍然不能满足现今全球网络飞速发展的需求,因此IPv6版本应运而生。在IPv6版本中,IP地址共有128位,“几乎可以为地球上每一粒沙子分配一个IPv6地址”。IPv6目前并没有普及,许多互联网服务提供商并不支持IPv6协议的连接。但是,可以预见,将来在IPv6的帮助下,任何家用电器都有可能连入互联网。互联网承载着众多应用程序和服务,包括万维网、社交媒体、电子邮件、移动应用程序、多人电子游戏、互联网通话、文件分享和流媒体服务等。提供这些服务的大多数服务器托管于数据中心,并且通过高性能的内容分发网络访问。万维网(英语:World Wide Web)亦作WWW、Web、全球广域网,是一个透过互联网访问的,由许多互相链接的超文本组成的信息系统。英国科学家蒂姆·伯纳斯-李于1989年发明了万维网。1990年他在瑞士CERN的工作期间编写了第一个网页浏览器。网页浏览器于1991年1月向其他研究机构发行,并于同年8月向公众开放。罗伯特·卡里奥设计的Web图标万维网是信息时代发展的核心,也是数十亿人在互联网上进行交互的主要工具。网页主要是文本文件格式化和超文本置标语言(HTML)。除了格式化文字之外,网页还可能包含图片、视频、声音和软件组件,这些组件会在用户的网页浏览器中呈现为多媒体内容的连贯页面。万维网并不等同互联网,万维网只是互联网所能提供的服务其中之一,是靠着互联网运行的一项服务。参考文献: Wendell Odom. CCENT/CCNA ICND1 100-105 Official Cert Guide. Cisco Press. 2016: 43页. ISBN 978-1-58720-580-4.Internet协议观念与实现ISBN 9577177069Internet协议观念与实现ISBN 9577177069IEEE 802.3-2008 Section 3 Table 38-2 p.109IEEE 802.3-2008 Section 3 Table 38-6 p.111网络化生存,乔岗,中国城市出版社,1997年,ISBN 978-7-5074-0930-7Richard J. Smith, Mark Gibbs, Paul McFedries 著,毛伟、张文涛 译,Internet漫游指南,人民邮电出版社,1998年. ISBN 978-7-115-06663-3世界是平的,汤马斯·佛里曼 著,2005年出版. ISBN 978-986-80180-9-9内容采用CC BY-SA 3.0授权。浏览量2690 万讨论量9728 帮助中心知乎隐私保护指引申请开通机构号联系我们 举报中心涉未成年举报网络谣言举报涉企侵权举报更多 关于知乎下载知乎知乎招聘知乎指南知乎协议更多京 ICP 证 110745 号 · 京 ICP 备 13052560 号 - 1 · 京公网安备 11010802020088 号 · 京网文[2022]2674-081 号 · 药品医疗器械网络信息服务备案(京)网药械信息备字(2022)第00334号 · 广播电视节目制作经营许可证:(京)字第06591号 · 服务热线:400-919-0001 · Investor Relations · © 2024 知乎 北京智者天下科技有限公司版权所有 · 违法和不良信息举报:010-82716601 · 举报邮箱:jubao@zhihu.
工业以太网三剑客之——EtherNet/IP - 知乎
工业以太网三剑客之——EtherNet/IP - 知乎首发于编程456切换模式写文章登录/注册工业以太网三剑客之——EtherNet/IPPou光明Linux 、嵌入式 C 、Qt1、什么是EtherNet/IP ?EtherNet/IP 是通用工业协议 (CIP) 的名称,通过标准实现以太网(IEEE 802.3 和 TCP/IP 协议套件)。EtherNet/IP 于 2001 年推出,如今已成为最成熟、最成熟、最完整的工业协议EtherNet/IP 是以下家族的成员在其上层实施 CIP 的网络(图1)。EtherNet/IP 和 CIP 由 ODVA 管理。 ODVA 发布 EtherNet/IP™ 规范并帮助通过一致性测试确保合规性。DeviceNet, CompoNet & ControlNet share the same CIP application layer with EtherNet/IP2、什么是CIP ?Common Industrial Protocol (CIP)是一个独立于媒体、基于连接、面向对象的协议,专为自动化应用而设计。CIP为用户提供了整个制造企业的统一通信架构。“EtherNet/IP”中的“IP”指的是Industrial Protocol(工业协议)。 EtherNet/IP 在标准 IEEE 802.3 和 TCP/IP 协议套件上利用 CIP(图2)。CIP完全兼容以太网和互联网协议支持多协议EtherNet/IP和OSI 对比3、什么是ODVA ?ODVA 是一个国际协会,成员来自世界领先的自动化公司。 总的来说,ODVA 和其成员支持基于通用协议的网络技术工业协议 (CIP™)。ODVA 本身成立于 1995 年,是一个由 Rockwell Automation(罗克韦尔.美国)、Cisco(思科.美国)、Schneider Electric(施耐德.法国)、Omron(欧姆龙.日本) 和 Bosch Rexroth(博世力士乐.德国) 等自动化公司组成的联合体,旨在推动工业自动化的开放和可互操作通信。根据 ODVA 的数据,EtherNet/IP 在工业以太网采用中处于领导地位,2017 年占 25% 的市场份额,2018 年占 28% 的市场份额。4、逐鹿世界2023年,PROFINET和EtherNet/IP各占18%并列第一,EtherCAT以12%紧随其后。在欧洲和中东地区,EtherNet/IP、PROFINET和EtherCAT处于领先地位,其次是PROFIBUS和Modbus-TCP。美国市场由EtherNet/IP主导,EtherCAT发展势头强劲,市场份额不断扩大。亚洲市场相对分化,PROFINET的市场份额最高,其次是EtherNet/IP,而CC-Link/CC-Link IE Field、EtherCAT、PROFIBUS和Modbus(RTU/TCP)也是强有力的竞争者。5、实际使用对于PLC而言,直接加载eds文件就行了。刚刚现场负责集成的兄弟打电话在沟通问题,中国制造业的工程师很辛苦,追赶之路道阻且长。最后,前3个问题均摘自于《PUB00213R0_EtherNetIP_Developers_Guide》。有需要的小伙伴可在公众号后台留言。发布于 2023-08-01 20:36・IP 属地江苏工业以太网赞同添加评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录编程456分享我的编程
接口协议(四):以太网(Ethernet)学习(一):协议_以太网 标准寄存器-CSDN博客
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接口协议(四):以太网(Ethernet)学习(一):协议
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一、以太网二、网络模型三、以太网数据包格式以太网帧格式
三、TCP/IP协议簇1、IP协议2、UDP协议
因为没有做过以太网的项目,也没有进行过以太网通信测试,本片博客仅仅是对以太网协议极小一部分的学习了解。如有不当之处,还请指正。
一、以太网
以太网是一种产生较早,使用相当广泛的局域网技术,局域网就是一个区域的网络互联,可以使办公室也可以是学校等等,大小规模不一。 最初是由Xerox(施乐)公司创建(大概是1973年诞生)并由Xerox、 Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范,后来被电气与电子工程师协会( IEEE)所采纳作为802.3的标准。
目前以太网根据速度等级分类大概分为:标准以太网(10Mbit/s),快速以太网(100Mbit/s),千兆以太网(1000Mbit/s),以及更快的万兆以太网(10Gbit/s)。但在平常使用中,快速以太网和千兆以太网已经足够了。
因为以太网通信不是像蓝牙那样无限通信,而是通过连接线进行通信,所以以太网接发双方都会有接口。以太网接口类型有RJ45接口,RJ11接口(电话线接口),SC光纤接口。其中RJ45接口使我们最常用的以太网接口(电脑接口)。
RJ45接口也称为水晶头,由插头和插座组成 可以看到,RJ45接口和HDMI等接口一样,也是采用差分数据传输,这种传输有抗干扰能力强的特性(这在高速数据传输中很重要)。
以太网常用于大型数据传输(如:视频数据),以太网也叫以太网协议,就是一种传输规则,发收双方必须遵守这种规则才能正确地进行数据传输和接收。 以太网通信是以数据包的形式传输, 其单包数据量达到几十, 甚至成百上千个字节。
二、网络模型
也有将TCP/IP分为四层的模型
而我们在使用FPGA设计以太网传输时,基本只需要考虑数据发送,即只需要考虑设计物理层,也就是生成比特流。 如果是进行网络系统设计,就需要考虑各种接口(应用层),方便用户等调用。
三、以太网数据包格式
可以看到,我们一帧能发送的真正的数据内容为:18-1472 Byte;然后将用户数据添加UDP首部,形成UDP层;再加上IP首部,形成IP层;最后加上前导码、SFD(帧起始界定符)、以太网帧头、以及FCS(帧检验序列),构成了MAC层(物理层,包括源MAC地址和目的MAC地址),也就是最终需要在通信线路上传输的数据。
在设计物理层时,只需要计算得到各个首部、前导码、起始界定符、以及校验,就可以得到物理层,然后进行传输。
以太网帧格式
摘自《开拓者FPGA开发指南》
前导码( Preamble) : MAC物理层使用7个字节同步码( 0和1交替( 55-55-55-55-55-55-55))实现数据的同步。
帧起始界定符( SFD, Start Frame Delimiter):使用1个字节的SFD(固定值为0xd5)来表示一帧的开始,后面紧跟着传输的就是以太网的帧头。
目的MAC地址: 即接收端物理MAC地址,占用6个字节。 MAC地址从应用上可分为单播地址、组播地址和广播地址。单播地址:第一个字节的最低位为0,比如00-00-00-11-11-11,一般用于标志唯一的设备;组播地址:第一个字节的最低位为1,比如01-00-00-11-11-11,一般用于标志同属一组的多个设备;广播地址:所有48bit全为1,即FF-FF-FF-FF-FF-FF,它用于标志同一网段中的所有设备。 源MAC地址:即发送端物理MAC地址,占用6个字节。
长度/类型: 上图中的长度/类型具有两个意义,当这两个字节的值小于1536(十六进制 为0x0600)时,代表该以太网中数据段的长度;如果这两个字节的值大于1536,则表示该以太网中的数据属于哪个上层协议,例如0x0800代表IP协议( 网际协议) 、 0x0806代表ARP协议(地址解析协议)等。
数据:以太网中的数据段长度最小46个字节, 最大1500个字节。最大值1500称为以太网的最大传输单元( MTU, Maximum Transmission Unit),之所以限制最大传输单元是因为在多个计算机的数据帧排队等待传输时,如果某个数据帧太大的话,那么其它数据帧等待的时间就会加长,导致体验变差,这就像一个十字路口的红绿灯,你可以让绿灯持续亮一小时,但是等红灯的人一定不愿意的。另外还要考虑网络I/O控制器缓存区资源以及网络最大的承载能力等因素, 因此最大传输单元是由各种综合因素决定的。为了避免增加额外的配置, 通常以太网的有效数据字段小于1500个字节。
帧检验序列( FCS, Frame Check Sequence) : 为了确保数据的正确传输, 在数据的尾部 加入了4个字节的循环冗余校验码( CRC校验) 来检测数据是否传输错误。 CRC数据校验从以太 网帧头开始即不包含前导码和帧起始界定符。 通用的CRC标准有CRC-8、 CRC-16、 CRC-32、 CRCCCIT,其中在网络通信系统中应用最广泛的是CRC-32标准。
帧间隙( IFG,Interpacket Gap) :就是以太网相邻两帧之间的时间间隔,帧间隙的时间就是网络设备和组件在接收一帧之后,需要短暂的时间来恢复并为接收下一帧做准备的时间, IFG的最小值是96 bit time,即在媒介中发送96位原始数据所需要的时间,在不同媒介中IFG的最小值是不一样的。
三、TCP/IP协议簇
TCP( 传输控制协议) /IP(网际协议)协议簇,虽然看上去TCP/IP协议簇只有两个协议,其实TCP/IP协议簇包含了上百种协议,最常用的有TCP、IP、UDP等。其中TCP协议和UDP协议应用最广泛。
1、IP协议
IP协议是TCP/IP协议簇中的核心协议,所有的TCP、 UDP及ICMP数据都以IP数据报格式传输。
从以太网数据包格式中可以看出,IP数据报 包括IP首部和数据段。 IP数据报内容 版本:4位版本号,IPv4(0100),IPv6(0110),目前在以太网使用IPv4多,但是在计算机系统中,IPv6也已经流行起来,因为IPv4仅用32个bit来表示地址,IPv4 地址的总数为 4294967296,到现在,已经快用光了;而IPv6使用128bit来表示地址,理论来说根本用不完。
首部长度:4位,表示IP首部一共有多少个32位(4Byte),假设无可选字段(一般来说没有),IP首部有20个Byte,则首部长度为5;最大为15,即60个Byte。
服务类型:8位,普通服务的话,设置为0。可以参考:IP首部中的服务类型(TOS)
总长度:16位,包括IP首部和IP数据部分,以字节为单位。我们利用IP首部长度和IP数据报总长度,就可以计算出IP数据报中数据内容的起始位置和长度。
标识:16位,通常每发一份报文,就加1。
标志:3位,用来表示分片还是不分片,第一位(最高位)保留,第二位(1-不分片,0-允许分片),第三位为1即表示后面“还有分片”的数据报。为0表示这已是若干数据报片中的最后一个。
叶偏移:13位,在接收方进行数据报重组时用来标识分片的顺序。
生存时间:8位,防止丢失的数据包在无休止的传播,一般被设置为64或者128。IPv6 地址有两个生存期:首选生存期和有效生存期,而首选的生存期总是小于等于有效的生存期。具体可以参考官方文档。
协议:8位,表示此数据报所携带上层数据使用的协议类型,TCP为6, UDP为17。可以参考:IP协议号 IP首部中有8位协议号,用于指明IP的上层协议
首部校验和:这部分需要自己计算,用来校验IP数据报头部是否被破坏、篡改和丢失等,不校验数据。
源MAC地址,目的MAC地址:就是发送和接收IP地址。
可选字段:是数据报中的一个可变长度的可选信息,选项字段以32bit为界,不足时插入值为0的填充字节,保证IP首部始终是32bit的整数倍。
首部校验和计算 1、将16位校验和字段置为0,将IP首部分为多个16位的单元; 2、对各个单元采用反码加法运算 3、假如得到的结果有溢出,则将结果再次分为两个16位相加,直到不出现进位 如下例:
2、UDP协议
在以太网数据包中,我们可以看到,TCP协议(IP层)比UDP层复杂,更为可靠,但是UDP运用场景也非常多。 那为什么不所有传输都用更可靠的TCP协议呢,这就像卖手机,不可能都上最好的配置,毕竟有人不需要这么好的配置,我只需要打电话,一个骁龙835就够了,如果你叫我多花2000块,买一个865,那我没必要。所以这就是需求不同,所以UDP也常用。
TCP与UDP的区别:TCP为可靠传输协议,而UDP为不可靠传输协议;TCP协议可以保证数据的完整和有序,而UDP不能保证;UDP由于不需要连接,故传输速度比TCP快,且占用资源比TCP少;
应用场景:TCP适用于对数据完整性要求很高的场合,比如文件传输;而UDP适用于对数据完整性要求不高的场合,比如说视频直播,毕竟直播的时候少传输几个像素点,影响也不大,而且视频直播要求数据传输很快。而文件数据要是少一个byte或者更多,可能会造成很大的问题。
UDP格式数据 其中的UDP校验和和TCP协议的校验和计算方式一样,但是需要计算三个部分:UDP伪首部、UDP首部、UDP数据部分。
伪首部的数据是从IP数据报头和UDP数据报头获取的,包括源IP地址,目的IP地址,协议类型和UDP长度,其目的是让UDP两次检查数据是否已经正确到达目的地,只是单纯为了做校验用的。在大多数使用场景中接收端并不检测UDP校验和。
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接口协议(四):以太网(Ethernet)学习(一):协议
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专栏目录
嵌入式系统以太网接口的实现
01-19
随着微电子技术和计算机技术的发展,嵌入式技术得到广阔的发展,已成为现代工业控制、通信类和消费类产品发展的方向。以太网在实时操作、可靠传输、标准统一等方面的卓越性能及其便于安装、维护简单、不受通信距离限制等优点,已经被国内外很多监控、控制领域的研究人员广泛关注,并在实际应用中展露出显着的优势。
以太网(Ethernet)是当今局域网采用的通用的通信协议标准。在以太网中,所有计算机被连接在一条电缆上,采用带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)方法,采用竞争机制和总线拓扑结构。基本上,以太网由共享传输媒体,如双绞线电缆或同轴电缆、多端口集线器、网桥或交换机构成。按照OSI(OpenSys
基于Ethernet 的冗余CAN 总线协议转换器设计
01-19
摘 要:采用Ethernet 接口的CAN 总线协议转换器,可实现通过以太网接口方便地监听CAN 总线上的数据,实现总线数据的收发等功能.文中以单片机C8051F340.以太网接口芯片CP2200 和CAN 总线协议芯片SJA1000 等为硬件平台,设计了一个以太网与CAN 总线的协议转换电路,实现了通过以太网进行CAN 冗余总线的协议分析.总线数据的远程监控等功能.同时采用双通道CAN 总线的冗余设计以提高电路的可靠性,而以太网端口供电的设计,使其具有携带方便.易于操作的特点.该设计已在航天器地面测试设备中得到很好的应用,其性价比高.实用性强的特点,非常适合工业控制领域.
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GigabitEthernet和Ethernet接口的区别
cheems404的博客
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设备里面的ethernet是100M接口,gigabitethernet是1000M接口。
ethernet不能配置IP,因为这个接口是二层口,所以不能设置IP。
一、端口速率区别
1、Ethernet0/0/1【以太网端口,10Mbit/s】
2、FastEthernet0/0/1【快速以太网端口,100Mbit/s】
3、GigabitEthernet0/0/1【千兆以太网端口,1000Mbit/s】
二、编码区别
1、Ethernet(传统以太网)采用曼彻特斯编码;
2、Fast Et
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在物理层上看,一个完整的以太网帧有7个字段,事实上,前两个字段并不能算是真正意义上的以太网数据帧,它们是以太网在物理层上发送
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基础知识——以太网(Ethernet )
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Ethernet :以太网协议,用于实现链路层的数据传输和地址封装(MAC)
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芯片支持多种实时以太网通讯协议(PROINET、EtherCAT、EtherNet/IP、CC-Link IE等)和现场总线通讯协议(PROFIBUS、DeviceNet、CANopen等)。
在netX90 SoC中集成了两个独立的CPU内核,其中一个用于实时工业通讯,另一个供客户做应用程序的开发。CPU 内两个系统之间的数据交换基于统一的一致的API 接口,工业通讯协议栈以可加载固件(LFW)形式提供,经过全面的测试和协议预认证,应用程序软件开发人员能快速的实现驱动的移植和应用程序的开发。
Altera首次实现对工业以太网协议的FPGA IP支持
01-19
Altera公司日前宣布为工业自动化应用中的以太网通信协议提供FPGA支持,这些应用包括ProfiNet、Ethernet/IP、Modbus-IDA、EtherCAT、SERCOS III接口和Ethernet Powerlink等。这些关键通信协议的知识产权(IP)内核现在...
xilinx FPGA 10G subsystem Ethernet IP核实现万兆以太网上下位机通信
01-02
与E10—10G subsystem Ethernet IP实现万兆以太网上下位机通信文章相对应,包含了具体的vivado2020.2的工程文件以及该IP所需的lic文件。该程序可以直接与上位机网口调试助手联合调试,也可以作为其他项目的接口模块...
通信与网络中的基于Ethernet 的冗余CAN 总线协议转换器设计
10-20
摘 要:采用Ethernet 接口的CAN 总线协议转换器,可实现通过以太网接口方便地监听CAN 总线上的数据,实现总线数据的收发等功能.文中以单片机C8051F340.以太网接口芯片CP2200 和CAN 总线协议芯片SJA1000 等为硬件平台...
HDMI(一):TMDS
qq_40483920的博客
08-22
9215
高清多媒体接口(High Definition Multimedia Interface,HDMI),是一种全数字化视频和声音发送接口,可以发送音频及视频信号。
HDMI向下兼容DVI(Digital Visual Interface,数字视频接口),DVI只能传输视频信号。
HDMI和DVI接口协议在物理层均使用TMDS标准传输音视频数据
TMDS
TMDS,过渡调制差分信号,也被称为最小化传输差分信号。
1、编码过程
控制信号编码
控制信号用于控制传输视频数据还是音频数据
三个TMDS通道中的每个
接口协议学习(三):SCCB(与I2C比较)
qq_40483920的博客
08-24
7838
目录一、SCCB二、与I2C比较1、写时序2、读时序
一、SCCB
SCCB( Serial Camera Control Bus,串行摄像头控制总线),是由OV( OmniVision的简称)公司定义和发展的三线式串行总线, 该总线控制着摄像头大部分的功能, 包括图像数据格式、分辨率以及图像处理参数等。 OV公司为了减少传感器引脚的封装, 现在SCCB总线大多采用两线式接口总线。当然也有多从机的接线方式
两线式适用于单从机,三线式适用于多从机。
可以看到,两线SCCB协议的主机有SIO_C和SIO_D两
接口协议学习(二):I2C(IIC)总线(时序,仲裁)
qq_40483920的博客
08-24
3866
IIC(I2C)总线
EtherNet/IP 协议规范
05-13
EtherNet/IP(Ethernet Industrial Protocol)是一种工业以太网协议,它是基于TCP/IP协议并使用以太网作为物理层的开放式工业网络协议。EtherNet/IP协议规范包含以下内容:
1. 介绍:介绍了EtherNet/IP的概念和目标,以及它的基本特性。
2. 以太网:描述了以太网的标准和物理层、数据链路层和网络层协议。
3. TCP/IP协议:介绍了TCP/IP协议的标准和应用层协议。
4. EtherNet/IP协议:讨论了EtherNet/IP协议的结构、消息格式、服务和对象。
5. 接口:描述了EtherNet/IP的接口,包括设备、控制器和网络组件之间的接口。
6. 配置:介绍了如何配置EtherNet/IP网络和设备,包括IP地址分配、子网掩码、网关和DNS设置等。
7. 安全:讨论了EtherNet/IP网络的安全性和保护措施,包括认证、加密和防火墙等。
8. 性能:描述了EtherNet/IP的性能指标和性能优化方法,包括延迟、带宽和吞吐量等。
9. 应用:讨论了EtherNet/IP在工业自动化和控制领域的应用,包括控制器、传感器、执行器和监视器等。
总之,EtherNet/IP协议规范是一个详细的文档,提供了有关EtherNet/IP协议的所有信息,包括其结构、功能和应用等方面的内容。
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小数分频之任意小数分频(二)(占空比50%,时钟抖动较小)
K a L:
up,您好!可以发一下工程代码吗?kai29523970@163.com
用viso画时序图(使用步骤)
2301_77725466:
这画的神魔
数字电子技术基础(四):门电路(CMOS)必看
码到成龚:
为什么当Vds = 0,且Vgs > 0时,栅极金属层将聚集正电荷?
首先要看什么类型的场效应晶体管。
根据产生的结果“栅极聚集正电荷”,可以推断:
1,这种场效应晶体管是N沟道的。
衬底为p型半导体,其多子为空穴,为正电荷,在形成电容器时,通过栅极金属铝和衬底p型半导体,以中间绝缘层二氧化硅作为介质,加上同性相斥,将靠近栅极的衬底多子空穴向下排斥,在中间形成了一薄层的负离子(正电荷减少,负电荷含量增加,为负)耗尽层。
2,[Vgs>0]这种场效应晶体管是增强型的。
如果是耗尽型的,不用Vgs>0,也会有漏极电流。耗尽型和增强型结构上相同,只是在绝缘层二氧化硅里面参入了碱金属(例如钠Na,钾K)正离子,即使在Vgs<0(栅极和沟道pn结反偏),也可以感受到反型层,直接形成导电沟道,如果在漏源之间加一定电压即可生成漏极电流Id。明确表示Vgs大于0的,一般就是增强型mos管,因为如果vgs<0的话,无论在漏源之间施加什么极性的电压,漏源之间都不会有电流产生,即id=0(晶体管不工作)。
3,[Vds=0]我们一般在场效应晶体管中研究最多的是“漏源电压对漏极电流的影响”。当Vgs为固定值,且Vgs(th)>Vgs>0。因为Vgd=Vgs-Vds,且当Vgd=Vgs-Vds=Vgs(th)的时候靠近漏极沟道的部分开始出现预夹断,当Vds=0,即Vgs=Vgs(th)时,沟道全部被夹断,漏极电流为0(Id≈0)。
接口协议(四):以太网(Ethernet)学习(一):协议
m0_64173602:
这不是搬运正点原子的嘛
数字电子技术基础(十):SR锁存器
vivivi12345_:
或非门右边那张图为什么Sd对应Q 不应该是Rd对应Q吗
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EtherNet/IP和EtherCAT有什么区别? - 知乎
EtherNet/IP和EtherCAT有什么区别? - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册IP 地址以太网(Ethernet)EthernetEtherNet/IP和EtherCAT有什么区别?EtherNet/IP和EtherCAT有什么区别?各自应用在什么场合下面?求解答显示全部 关注者12被浏览191,359关注问题写回答邀请回答好问题添加评论分享6 个回答默认排序莫木 关注EtherNet/IP指的是"以太网工业协议"(Ethernet Industrial Protocol)。它定义了一个开放的工业标准,将传统的以太网与工业协议相结合。EtherNet/IP是基于TCP/IP系列协议,因此采用以原有的形式OSI层模型中较低的4层。所有标准的以太网通信模块,如PC接口卡、电缆、连接器、集线器和开关都能与 EtherNet/IP 一起使用。(七层模型,亦称OSI(Open System Interconnection)。用于计算机或通信系统间互联的标准体系)EtherCAT (实时工业以太网)是一个开放架构,以以太网为基础的现场总线系统,其名称的CAT为控制自动化技术。 简单地说,他们是工业控制中用到的通讯方式(自动化通讯协定),ethercat具有实时性(响应时间快),灵活性(拓扑行)等优势。说的不好,仅供参考。。。发布于 2021-01-16 15:33赞同 9添加评论分享收藏喜欢收起晨控工业RFID 关注CK-GW06-E01与汇川PLC的EtherNet/IP通信准备阶段:CK-GWO6-E01网关POE交换机网线汇川PLC编程软件汇川AC801-0221-U0R0型号PLC1.打开汇川PLC编程软件lnoProShop(V1.6.2)SP2。新建工程,选择对应的PLC型号,编程语言选择为“结构化文本(ST)语言”,然后点击确定。(本次以AC801-0221-U0R0型号为例)双击PLC型号,进入通信设置选择对应的网关,点击扫描设备,选择对应的PLC型号,然后点击确定,查看是否与PLC通信成功。双击网络组态,添加对应的EDS文件。添加完成EDS文件后,双击“CkReader”,网络组态完成。双击“CkReader (CkReader)”更改对应网关的IP地址。(本次以192.168.1.210为例)选择连接,配置“输出数据集”和“输入数据集”选择数据类型为byte,数量大小为396.选择“Application”右击添加对象,选择“全局变量列表”,点击打开。打开“全局变量列表”,创建两个映射读卡器内存的数组分别对应输入输出,数量大小为0~395,创建两个数组存储读写的数据,数量大小为0~1000。(如下图所示)双击“Ethernet (Ethernet)”进入以太网界面,选择对应PLC的IP,然后点击确定。(本次以192.168.1.88为例)组态完成后下载至PLC中,然后点击运行,此时网关的网络连接指示灯ETH闪烁,PLC与网关通信成功。发布于 2022-07-21 17:16赞同 2添加评论分享收藏喜欢
以太网通信_百度百科
信_百度百科 网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心收藏查看我的收藏0有用+10以太网通信播报讨论上传视频电子与信息技术领域术语本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目 审核 。以太网是一种基带局域网技术,以太网通信是一种使用同轴电缆作为网络媒体,采用载波多路访问和冲突检测机制的通信方式,数据传输速率达到1Gbit/s,可满足非持续性网络数据传输的需要。 [1]中文名以太网通信外文名ethernet communication属 性一种通信方式应用学科互联网数据传输速率1Gbit/s应 用断路器智能控制器,遥控键盘等目录1以太网通信原理2以太网通信协议3应用▪基于以太网通信的断路器智能控制器设计▪基于以太网通信的遥控键盘设计与实现以太网通信原理播报编辑以太网中所有的站点共享一个通信信道,在发送数据的时候,站点将自己要发送的数据帧在这个信道上进行广播,以太网上的所有其他站点都能够接收到这个帧,他们通过比较自己的MAC地址和数据帧中包含的目的地MAC地址来判断该帧是否是发往自己的,一旦确认是发给自己的,则复制该帧做进一步处理。因为多个站点可以同时向网络上发送数据,在以太网中使用了CSMA/CD协议来减少和避免冲突。需要发送数据的工作站要先侦听网络上是否有数据在发送,如果有的只有检测到网络空闲时,工作站才能发送数据。当两个工作站发现网络空闲而同时发出数据时,就会发生冲突。这时,两个站点的传送操作都遭到破坏,工作站进行1-坚持退避操作。退避时间的长短遵照二进制指数随机时间退避算法来确定。以太网中的帧格式定义了站点如何解释从物理层传来的二进制串,即如何在收到的数据帧中分离出各个不同含义的字段。因为历史发展的原因,存在着多个以太网帧格式,包括了DIX(DEC,Intel,Xerox三家公司)和IEEE 802.3分别定义的不同的几种帧格式,但是TCP/IP互联网体系结构中广泛使用的是DIX于1982年定义的Ethernet V2标准中所定义的帧格式,它是以太网的事实标准。Ethernet V2帧结构包括6字节的源站MAC地址、6字节的目标站点MAC地址、2字节的协议类型字段、数据字段以及帧校验字段,MAC地址是一个六个字节长的二进制序列,全球唯一的标识了一个网卡。以太网帧中各个字段含义如下:(1)前同步信号字段。包括七个字节的同步符和一个的起始符。同步字符是由7个0和1交替的字节组成,而起始符是三对交替的0和1加上一对连续的l组成的一个字节。这个字段其实是物理层的内容,其长度并不计算在以太网长度里面。前同步信号用于在网络中通知其他站点的网卡建立位同步,同时告知网络中将有一个数据帧要发送。(2)目的站点地址。目的站点的MAC地址,用于通知网络中的接收站点。目的占地MAC地址的左数第一位如果是0,表明目标对象是一个单一的站点,如果是1表明接收对象是一组站点,左数第二位为0表示该MAC地址是由IEEE组织统一分配的,为1表明该地址是自行分配的。(3)源站地址。帧中包含的发送帧的站点的MAC地址,这是一个6字节的全球唯一的二进制序列,并且最左的一位永远是0。(4)协议类型字段。以太网帧中的16位的协议类型的字段用于标识数据字段中包含的高级网络协议的类型,如TCP、IP、ARP、IPX等。(5)数据字段。数据字段包含了来自上层协议的数据,是以太帧的有效载荷部分。为了达到最小帧长,数据字段的长度至少应该为46字节,等于最小帧长减去源地址和目的地址帧校验序列以及协议类型字段等的长度。同时以太网规定了数据字段的最大长度为1500字节。(6)帧校验字段。帧校验字段是一个32位的循环冗余校验码,校验的范围不包括前同步字段。 [2]以太网通信协议播报编辑比较通用的以太网通信协议是TCP/IP协议,TCP/IP协议与开放互联模型ISO相比,采用了更加开放的方式,它已经被美国国防部认可,并被广泛应用于实际工程。TCP/IP协议可以用在各种各样的信道和底层协议(如T1、X.25以及RS一232串行接口)之上。确切地说,TCP/IP协议是包括TCP协议、IP协议、UDP(User Datagram Proto—c01)协议、ICMP(Internet Control Message Protoc01)协议和其他一些协议的协议组。TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型,是一种通信协议的七层抽象参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。而TCP/IP通讯协议采用了四层结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这四层分别为:(1)应用层:应用程序间沟通的层,如简单电子邮件传输协议(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等。(2)传输层:在此层中,它提供了节点间的数据传送服务,如传输控制协议(TCP)、用户数据包协议(UDP)等,TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。(3)网络层:负责提供基本的数据包传送功能,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收),如网际协议(IP)。(4)接口层:对实际的网络媒体的管理,定义如何使用实际网络(如Ethernet、Serial Line等)来传送数据。 [3]应用播报编辑基于以太网通信的断路器智能控制器设计针对智能电器的网络化发展趋势,提出了一种基于以太网通信的断路器智能控制器的设计方案:以DSP芯片TMS320F2812为核心,并选用RTL8019AS进行以太网通信控制。该设计采用以太网控制器 RTL 8019AS与 T MS 320F 2812相 连,通过网络隔离器后,接入以太网中。 RTL 8019AS是一种兼容 NE 2000的高度集成的以太网控制器,它实现了以太网的媒介访问层和物理层的功能,包括 MAC数据帧的组装/拆分与收发、地址识别、CRC编码校验、曼彻斯特编解码、接收噪声抑制、输出脉冲成形、超时重传、链路完整性检测、信号极性检测与纠正等 。 [4]基于以太网通信的遥控键盘设计与实现在某些情况下, 程序开发人员需要对计算机的键盘进行 控制, 此种控制分为两种情况, 一种情况是在本地进行计算 机键盘控制, 比如 Windows 操作系统自带的软键盘, 可以实现计算机键盘的操作效果; 另外一种情况是在远端对计算机键盘进行控制, 比如无线键盘, 但是可能存在信号遮挡和距离受限问题。由此提出了了一种基于以太网通信的有线遥控键盘, 可以实现对计算机键盘进行远距离控制。 该遥控键盘是通过有线的方式, 实现对键盘的远距离控制。遥控键盘可以是用户自行设计的硬件实体键盘, 也可以是远端软件键盘或者远端键盘控制程序模块。 遥控键盘的使用方式为:将遥控键盘通过以太网和实体计算机进行连接, 用户通过遥控键盘上的操作, 实现对计算机的操作控制。 [5]新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号 京公网安备110000020000EtherNet/IP协议通信:工业通讯中的基础与进阶
rNet/IP协议通信:工业通讯中的基础与进阶最新活动产品解决方案千帆社区AI原生应用商店企业服务云市场合作与生态开发者服务与支持了解智能云备案文档管理控制台EtherNet/IP协议通信:工业通讯中的基础与进阶作者:梅琳marlin2024.01.08 07:25浏览量:2简介:EtherNet/IP协议是工业自动化领域中常用的一种通讯协议,它基于以太网技术,为工业设备之间的数据传输提供了高效、可靠的解决方案。本文将介绍EtherNet/IP协议的通信层级和实现方式,以及其在工业通讯中的应用和实践。EtherNet/IP协议是工业自动化领域中常用的通讯协议之一,它基于以太网技术,为工业设备之间的数据传输提供了高效、可靠的解决方案。EtherNet/IP协议的通信层级主要包括Level 1、Level 2、Level 3和Level 4四个层次,每个层次都有不同的特点和功能。下面将分别介绍这四个层次的特性和应用场景。Level 1:物理层Level 1主要负责数据的物理传输,包括电缆、接口和信号的传输等。EtherNet/IP协议的物理层采用以太网技术,支持10M、100M和1Gbps等不同速率的传输。为了确保数据传输的可靠性和稳定性,EtherNet/IP协议采用了CRC校验、重传机制等措施来保证数据传输的正确性。Level 2:数据链路层Level 2主要负责数据的链路传输,包括帧结构、流量控制和错误检测等。EtherNet/IP协议的数据链路层采用了SNAP协议和ISO 8802-3标准,支持多种不同的帧格式和传输方式。此外,EtherNet/IP协议还支持显式和隐式两种消息传输方式,以满足不同设备和应用的需求。Level 3:网络层Level 3主要负责数据的路由和寻址,包括IP地址解析、数据包路由等。EtherNet/IP协议的网络层采用了IPv4协议,支持动态和静态IP地址分配,以及手动和自动路由配置。通过EtherNet/IP协议的网络层,可以实现多个设备之间的数据传输和通信。Level 4:应用层Level 4主要负责应用程序之间的通信,包括数据格式化、通信协议等。EtherNet/IP协议的应用层提供了一些通用的数据访问和控制功能,例如读取和写入寄存器、报警和事件处理等。通过EtherNet/IP协议的应用层,可以实现不同设备之间的协同工作和智能化控制。除了以上四个层次外,EtherNet/IP协议还提供了多种实现方式来满足不同设备和场景的需求。其中硬件方式是最常用的一种实现方式,主要包括采用现有接口板卡和嵌入EtherNet/IP协议栈的MCU两种方式。通过硬件方式实现EtherNet/IP通信可以大大简化开发流程和提高通信效率。在实际应用中,根据不同的设备和场景需求,可以选择不同的通信层级和实现方式来满足要求。例如,对于一些简单的I/O设备,可以采用Level 2或Level 3来实现数据的传输和控制;对于一些需要实现复杂控制功能的设备,可以采用Level 4来实现应用程序之间的通信和控制。同时,根据实际情况选择合适的硬件实现方式也可以大大简化开发流程和提高通信效率。总的来说,EtherNet/IP协议在工业自动化领域中有着广泛的应用前景。通过深入了解EtherNet/IP协议的通信层级和实现方式,以及不断探索和实践应用场景,可以更好地发挥其在工业通讯中的作用,推动工业自动化技术的发展和应用。325最热文章云数据库与自建数据库有什么不同?Windows幻兽帕鲁服务器一键搭建我的世界(minecraft) Java版一键部署分布式数据库 GaiaDB-X 金融应用实践2023 年中国数据库十大发展总结
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