第10章_工业以太网-副本-副本(2)

1、1工业以太网工业以太网 主要内容：主要内容：第一节第一节 以太网体系结构简介以太网体系结构简介第二节第二节 工业以太网的通信线缆和连接件工业以太网的通信线缆和连接件第三节第三节 以太网应用于工业现场的关键技术以太网应用于工业现场的关键技术第四节第四节 工业以太网的应用工业以太网的应用2前前 言言 3第一节第一节 以太网体系结构简介以太网体系结构简介主要内容：主要内容：一、一、物理层物理层二、二、MAC层层三、三、介质访问控制协议介质访问控制协议CSMA/CD四、四、冲突退避算法冲突退避算法五、五、传输介质传输介质4一、物理层一、物理层逻辑链路控制（LLC）介质访问控制（MAC）物理信令（PLS

2、）逻辑链路控制（LLC）介质访问控制（MAC）物理信令（PLS）物理媒体连接件(PMA)物理媒体物理媒体连接件(PMA)AUI粗同轴电缆连接件单元MDI设备与总线的接口部件MAU介质访问单元802.3以太网的两种体系结构图5二、二、MAC层层前同步码起始界符目的地址源地址数据长度LLC帧（填充）帧校验序列71662数据4MAC帧802.3以太网帧的结构图6三、介质访问控制协议三、介质访问控制协议CSMA/CD7CSMA/CD总线竞争的传送流程总线竞争的传送流程 待传数据帧总线忙？等待Y开始发送有冲突？N完成？NN发送阻塞信号累加传送次数重传次数太多？Y退避等待终止传送结束传送YYN8四、冲突退

3、避算法四、冲突退避算法9五、传输介质五、传输介质物理层标准的发展物理层标准10Base-510Base-210Base-T10Base-F100Base-T1000Base-X1000Base-T物理层介质基带粗同轴电缆基带细同轴电缆双绞线光纤双绞线光纤双绞线传输速率10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps100Mbps1000Mbps1000MbpsIEEE编号802.3(DIX)802.3a802.3i802.3j802.3u802.3z802.3ab时间1982年1985年1990年1993年1995年1998年1999年10第二节第二节 工业以太网的通信线缆和连接件工业以太网的

4、通信线缆和连接件11第三节第三节 以太网应用于工业现场的关键技术以太网应用于工业现场的关键技术主要内容：主要内容：一、一、工业以太网通信的实时性工业以太网通信的实时性二、二、工业以太网质量服务工业以太网质量服务三、三、工业以太网的网络生存性工业以太网的网络生存性四、四、工业以太网的网络安全工业以太网的网络安全12一、工业以太网通信的实时性一、工业以太网通信的实时性13一、工业以太网通信的实时性一、工业以太网通信的实时性HUB传统以太网的连接WS1WS2WS3WS414一、工业以太网通信的实时性一、工业以太网通信的实时性在交换式以太网中采用交换式集线器在交换式以太网中采用交换式集线器(也称以太网

5、交换机也称以太网交换机)。由于共享式集线器的结构和功能仅仅是一种物理层中继器，因此在由于共享式集线器的结构和功能仅仅是一种物理层中继器，因此在逻 辑 上 仍 旧 可 以 认 为 是 具 有 多 个 连 接 点 的 公 共 总 线 。逻 辑 上 仍 旧 可 以 认 为 是 具 有 多 个 连 接 点 的 公 共 总 线 。逻辑上，连接到公共总线上的各节点遵循着逻辑上，连接到公共总线上的各节点遵循着CSMA/CD介质访问控制介质访问控制方式进行发送和接收报文，因此还会发生碰撞。方式进行发送和接收报文，因此还会发生碰撞。 HUB以太网的混合连接HUB交换器交换器冲突域冲突域冲突域冲突域冲突域冲突域1

6、5一、工业以太网通信的实时性一、工业以太网通信的实时性16一、工业以太网通信的实时性一、工业以太网通信的实时性VLAN不受地理位置的限制，可以跨多个局域网交换机。一个不受地理位置的限制，可以跨多个局域网交换机。一个VLAN可以根据各种因素将不同地理位置的网络用户划分为一个逻可以根据各种因素将不同地理位置的网络用户划分为一个逻辑网段。辑网段。VLAN 结构示意图VLAN 1VLAN 2VLAN 3三层交换机A二层交换机BFastEthernetmn17一、工业以太网通信的实时性一、工业以太网通信的实时性VLAN 1VLAN 1VLAN 2VLAN 3VLAN 2VLAN 3VLANs123VLA

7、N 1VLAN 1VLAN 2VLAN 3VLAN 2VLAN 3VLANs 1 2 3Trunk18二、工业以太网质量服务二、工业以太网质量服务(QoS)IP QoS是指是指IP的服务质量的服务质量(Quality of Service)，也是指，也是指IP数据流数据流通过网络时的性能。通过网络时的性能。它有一套度量指标，包括业务可用性、延迟、可变延迟、吞吐量它有一套度量指标，包括业务可用性、延迟、可变延迟、吞吐量和丢包率等。和丢包率等。拥有拥有QoS的网络是一种智能网络，它可以区分实时非实时数据的网络是一种智能网络，它可以区分实时非实时数据。智能网络还有能力制止对网络的非法使用智能网络还有

8、能力制止对网络的非法使用，它，它包含三个过程包含三个过程:(1) 数据分类数据分类(2) 标记化标记化 (3) 优先级优先级19三、工业以太网的网络生存性三、工业以太网的网络生存性所谓网络生存性，是指以太网应用于工业现场控制时，必须具备所谓网络生存性，是指以太网应用于工业现场控制时，必须具备较强的网络可用性，即任何一个系统组件发生故障，不管它是硬较强的网络可用性，即任何一个系统组件发生故障，不管它是硬件还是软件，都会导致操作系统、网络、控制器和应用程序以至件还是软件，都会导致操作系统、网络、控制器和应用程序以至于整个系统的瘫痪，则说明该系统的网络生存能力非常弱。于整个系统的瘫痪，则说明该系统的网络生存能力非常弱。工业以太网的生存性或高可用性包括以下几个方面的内容：工业以太网的生存性或高可用性包括以下几个方面的内容：(1) 可靠性可靠性 (2) 可恢复性可恢复性(3) 可管理性可管理性20四、工业以太网的网络安全四、工业以太网的网络安全21第四节第四节