TCPIP工业以太网课件.ppt

1、工业以太工业以太网网2TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 摘要摘要n网络基础知识nTCP/IP EthernetnSchneider OPEN TCP/IP ModbusnSchneider 提供的 TCP/IP 产品n透明工厂解决方案3TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 什么是网络什么是网络 ?n共享信息、资源及介质而物理连接在一起的一组设备4TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 为什么使用网络为什么使用网络?n控制信息的流动 安全管理、数据传输及控制n数据集中/共享 节省操

2、作站及外设的费用n简化数据/软件的管理 备份、高可靠磁盘阵列(RAID), 信息管理 多个用户共享信息n分布式任务 降低单个本地CPU的成本5TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 网络的组成部件网络的组成部件 ?n计算机，自动化控制器，（主机） .n网络接口卡 ( PCI 插卡，PCMCIA 插卡，NOE, ETY)n网络卡驱动程序 (PLC 内置于CPU/网卡) n网络线缆 n网络协议 n网络标准6TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 n主 / 从 (Master/Slave)n对等 (Peer to Peer)n客

3、户机/ 服务器( Client / Server) 浏览器/服务器( Browser / Server) 网络的基本结构形式网络的基本结构形式7TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 SlaveSlaveSlaveMaster主主/从（从（Master / Slave）网络）网络n集中控制和管理n集中处理信息n轮询个子站nModbus网络为主/从网络8TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 对等对等 (Peer To Peer) 网络网络n分布式结构n独立的信息处理n共享传输介质nModbus Plus, TCP/IP M

4、odbus 为对等网络9TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 Internet Web browserWEB Server浏览器客户端服务器服务方式：服务方式：C/S和和B/S结构结构请求服务10TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 基本网络物理硬件基本网络物理硬件如何打包，路由，分配地址等如何打包，路由，分配地址等如何进行可靠的数据传输如何进行可靠的数据传输进程或应用如何进行通信会话进程或应用如何进行通信会话数据格式及编码数据格式及编码网络应用网络应用(文件传输文件传输)构成数据构成数据, 校验，位、字节填充等校验，

5、位、字节填充等l表示层表示层Presentationl 物理层物理层 Physicall 数据链路层数据链路层 Data Linkl 网络层网络层 Networkl 传输层传输层 Transportl 会话层会话层 Sessionl应用层应用层Application网络是如何构成的网络是如何构成的 ?nISO/OSI (国际标准化组织/开放系统互连)有关基本网络的 7 层模型用于用于数据数据处理处理用于用于通讯通讯A PrettySecretaryTookNoDataProcessing.;-)11TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 物理层物理层网络层网

6、络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层数据链路层数据链路层OSI 模型：数据流向模型：数据流向n上面五层由软件实现，底下两层由硬件实现物理层物理层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层数据链路层数据链路层由由软件软件实现实现由硬件由硬件实现实现12TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 Jacket of PVC or TeflonJacket made of PVC or Teflon不同的传输介质不同的传输介质n同轴电缆n双绞线n光纤n无线13TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车

7、基本的物理拓扑形式基本的物理拓扑形式n总线式n星型n环型n自由拓扑14TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 基本的物理拓扑形式基本的物理拓扑形式(例例1 - 总线式总线式)n单一通道-具有广播能力 所有设备共享同一介质nModbus Plus, 粗缆、细缆以太网等 15TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 基本的物理拓扑形式基本的物理拓扑形式(例例1 - 星型星型)n集中式集线器n双绞线、光缆以太网等16TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 网络扩展部件网络扩展部件n中继器/集线器

8、n网桥n路由器n网关中继器/集线器网桥路由器网关17TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 物理层的网络扩展物理层的网络扩展n中继器或集线器 主动式重新生成信号 (存贮转发) 通过式只放大信号; 没有延迟物理层物理层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层数据链路层数据链路层18TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 数据链路层的网络扩展数据链路层的网络扩展n网桥物理层物理层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表

9、示层表示层应用层应用层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层数据链路层数据链路层19TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 网络层的网络扩展网络层的网络扩展n路由器物理层物理层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层数据链路层数据链路层20TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 应用层的网络扩展应用层的网络扩展n网关物理层物理层网络层网络层传输层传输层会话层会

10、话层表示层表示层应用层应用层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层数据链路层数据链路层21TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 基本介质访问控制原理基本介质访问控制原理n时间片n轮询n令牌n介质监听多路访问/冲突检测 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection)节点 #2节点#5节点#12节点#10节点如何共享介质 ?22TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 轮询轮询n一个设备为主n其它设

11、备均为从n主设备向其它设备询问信息n从设备响应请求nModbus 网络DP-Slaveimmediateresponse从设备从设备主设备主设备 头头 输入数据输入数据 尾尾 尾尾 输出数据输出数据 头头 请求 应答23TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 令牌访问令牌访问n所有设备都是平等的 n令牌用于确定访问权利n令牌在设备间逻辑地传递n设备拥有令牌时进行报文传递nModbus Plus节点节点#2节点节点#5节点节点#12节点节点#10令牌令牌报文报文报文报文报文报文报文报文报文报文报文报文令牌令牌令牌令牌令牌令牌令牌令牌令牌令牌令牌令牌令牌令牌令牌

12、令牌24TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 介质监听多路访问介质监听多路访问/冲突检测冲突检测 CSMA/CDn设备间没有优先级n所有设备竞争式发送数据n在共享介质空闲时发出报文n出现两个以上同时发送报文时 冲突检测 2 的指数重发NODE #2NODE #5NODE #12NODE #10报文报文报文报文报文报文报文报文报文报文报文25TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 什么是以太网什么是以太网?n70年代早期由Xerox公司发明n最初的以太网使用粗缆（被称为以太 Ethernet)，并需要收发器。通过AUI电缆

13、与计算机相连。10Base5.Jacket of PVC or TeflonAUI电缆电缆 收发器收发器26TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 什么是以太网什么是以太网?nIEEE 规定有关以太网标准 802.3n数据链路层使用 CSMA/CDn物理层 10Base5 粗缆, RG-8 500 meters 10Base 2 细缆, RG-58 185 meters 10BaseT 双绞线, 100 meters 10BaseFL 光纤 100BaseTx 双绞线 100BaseFx 光纤n物理拓扑 总线式 10Base5, 10Base2 星型 10B

14、ase T, 10Base FL, 100BaseTn逻辑结构 总线式 - 物理总线式、共享Hub 以太网交换机 - Ethernet Switch物理层物理层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层CSMA/CD27TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 为什么用为什么用 TCP/IP？nTCP/IP 的设计者希望用他把不同的网连接在一起。n简化 OSI 模型物理层物理层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层数据链路层数据链路层Internet ProtocolTransmission Control Protoc

15、ol28TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 Ethernet -TCP/IPnTCP/IP 没有 OSI 模型中的表示层与会话层n应用层的一些协议 HTTP, SMTP, POP3, Modbus, UNI-TE, 等物理层物理层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层数据链路层数据链路层物理层物理层 (10BaseT, 10BaseFL, )Internet ProtocolTransmission Control Protocol应用层应用层(HTTP, SMTP, POP3, Modbus. ) CSMA/CD29TCP/IP

16、- Transparent Factory 长城汽车长城汽车 Internet 互连网互连网nWorld wide network which allows communication and data transfer between people connect to itn1965 美国国防部远景规划局提出nARPANETnMILNETn1970s, TCP/IP Protocoln接入教育网nTCP/IP 允许不同介质上、网络上的应用30TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 World Wide Webn互联网提供的最常用的一种服务n服务器端使用

17、HTML (超文本描述语言) 编写程序 nHTML Hyper Text Markup Languagen客户端使用浏览器浏览, 如：微软的IE, 网景的 Navigator等31TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 几个事实几个事实：nInternet 的使用每100 天增加一倍nE-commerce2002年将达到3千亿美元 n收音机 : 30 年达到 5 千万个用户 电视机 : 13 年 Internet : 4 年n1998年, 3 月, 1 日，星期六 2亿5千8百万人有Internet的访问n1998年, 3 月, 1 日，星期六 大约有30,

18、487,793 www网站n1999年底,上网用户:890万,上网计算机:350万,www站点:1.5万,国出带宽351Mn2003年底,上网用户:8000万,上网计算机:3000万,www站点:60万,国出带宽27000M32TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 世界网络的安装量世界网络的安装量TCP/IPTCP/IPModbus +Modbus +InterbusInterbusProfibusProfibusDevicenetDevicenetLonworksLonworksSeriplexSeriplexAsiAsiSource: ARC & Sc

19、hneider Automation33TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 什么是什么是TCP/IP ？有那些服务？有那些服务？nTransport Control Protocol / Internet Protocol Extremely rich suite message formats . TelnetRemote terminal emulation FTPFile transfer protocol SNMPSimple network mngt protocol SMTPSimple Mail transfer protocol DNSDomain name service POP3Post office protocol Gopher HTTPHyper text transfer protocol BootpsBootstrap Protocol Server NNTP Network News Transfer Protocol MODBUS 现在您知道了现在您知道了 ! 等等，等等等等，等等.23 -21-161 -25 - 53 -110 -70 -80 -67 -119 -502 -34TCP/IP - Transparent Factory 长城汽车长城汽车 标准，开放标准，开放.