EtherNetIP官方概述及其介质

PLC21206

Ethernet

概述及介质1Ethernet是一个高速网络，最初设计用于计算机与外围设备的通讯。自从1976年被Xerox与DEC和因特尔合作开发，Ethernet已经成为“实际上”信息网络的标准。Ethernet遵守根本的IEEE802.3标准。什么是Ethernet？2Ethernet特性Ethernet是标准的信息网络。能被大多数计算机厂商支持众多的成品硬件选择有能力支持大型网络提供分享如打印机、扫描器、数据效劳器等资源的能力优化大量的数据传输通过IEEE标准说明Ethernet是一个开放式网络。3IEEEIEEE拥有Ethernet的技术要求说明，具体描述在IEEE802.3标准中。这些标准全部开放，支持如下：SIG(特殊利益集团)行为协会出版刊物互联网主页例如：RFC2616描述了超文本传输协议或的协议。(/getieee8024Ethernet协议可把协议当作是一种语言来考虑。如果两个设备说同样的语言或是协议，那么它们之间就可以通讯。可以在一个Ethernet信息中压缩很多不同的协议。实际上，是把多数协议依照惯例压缩在一个单独的信息中。每个不同的协议都效劳于特定信息的某个特定目的。在Ethernet上比较流行的协议有：TCP/IP–用于验证信息的传送并给信息规定路径FTP–用于传输文件HTTP–用于网页通讯CIP–最初由罗克韦尔开发，用于工业设备间的通讯。适用于DeviceNet、ControlNet

、和EtherNet/IP。5Ethernet/IPEtherNet/IP是使用通用工业协议的Ethernet网络的名称。在EtherNet/IP中的“IP”含义为工业协议，可以当作以太网/工业协议6TCP/IP与EtherNet/IP相比较EtherNet/IP看起来与广泛用于Ethernet的另一个协议名称〔实际上是一对协议〕很相似。TCP/IP用于验证信息的传送并给信息指定路径TCP=传输控制协议IP=网间协议EtherNet/IP与TCP/IP是两个完全不同的协议，为完全不同的目的而设计。EtherNet/IP网络除了使用CIP通用工业协议外，既使用TCP协议，也使用IP协议。7EtherNet/IP与ODVA虽然EtherNet/IP最初是由罗克韦尔自动化开发的，但却是个开放式网络。包括竞争者在内的许多公司都在出售EtherNet/IP的兼容产品。这就是它对我们的客户如此有吸引力的原因之一。ODVA，开放设备网制造商协会，基于通用工业协议〔CIPTM〕管理开放式网络技术的开发,并通过工具、培训和销售活动，援助CIP网络的制造商和消费者。8OSI参考模型开放式互连系统参考模型OSI“模型”描述网络在正常情况下是如何工作的。它由7个层次，以及引入的大量概念组成。OSI

参考模型由另一个标准组织开发…..国际标准化组织，或

ISO(不是IOS，也不是OSI！)。如果这开始听起来有点像希腊语…。ISO根本就不是一个开头字母的缩写，而是来源于希腊单词isos，意思是相等！9OSI参考模型CIP网络&传输EthernetIEEE802.3MACEthernetIEEE802.3物理层

IP

TCP

UDPIP-广播隐性消息封装协议显性消息设备概述应用对象4层–传输层3层–网络层2层–设备层1层–物理层7层-应用层6层–表示层5层–会话层层的划分不是非常严格的，它们之间的边界往往是很模糊的。10OSI参考模型CIP网络及传输EthernetIEEE802.3MACEthernetIEEE802.3物理层

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UDPIP-广播隐性消息封装协议显性消息设备概述应用对象4层–传输层3层–网络层2层–设备层1层–物理层7层-应用层6层–表示层5层–会话层CIP的任务由最上面三层定义，但我们会从底层开始探讨，既第一层物理层。HTTP、FTP、DHCP与通用工业协议11OSI参考模型第一层称为物理层。第一层包括Ethernet电缆。在第一层处理的信息是简单的位…..1和0OSI“堆栈”的这一层负责描述硬件技术标准，包括引脚配置、电压以及…....网络“拓扑”。12用于Ethernet的网络拓扑尽管Ethernet可以是总线型、星型、或是混合形，但是所有新型Ethernet，以及所有EtherNet/IP均采用星型结构。星型结构的中心是一个有源器件，如Ethernet交换机，包含在整个模块中。总线型〔同轴电缆〕星型〔双绞线、光纤、无线〕13总线型拓扑何为总线型拓扑？所有的节点都由一个“主干线”连接，其它局部使用分接器以及同控制网类似的终端，与主干线相连。用在何处？当想使用同轴电缆介质时使用总线型拓扑。总线型存在于早期的、现存的架构中，但不会被安装在新的架构中。总线型〔同轴电缆介质〕14总线拓扑连接在细缆以太网〔10Base-2thinnet〕总线型网络上的三台计算机.15星型拓扑何为星型拓扑？在星型结构中，所有的节点都连接到一个有源设备，可以是集线器或是交换机。用在何处？星型拓扑适用于双绞线、光纤、和无线系统。这种标准拓扑几乎用于所有的办公室，工厂和家庭。星型双绞线、光纤和无线16星型拓扑的优缺点星型拓扑的优势大多数星型结构的中心都是Ethernet交换机。交换机所提供的特殊优势将会在后面讨论。星型结构使网络更易于调试，因为每个设备都连在自己的电缆段上。添加和删除节点很方便-只需要把接头从集线器或交换机上插入或拔出即可。星型拓扑的缺点活泼的有源元件是电缆系统中的一局部。集线器或是交换机的故障会造成整个网络的瘫痪。17混合型拓扑星型/总线很多系统属于混合拓扑结构。因此用户能利用网络的最优特性。例如，星型/总线拓扑结构所示，所有的节点都连接在星型结构中，使系统可以简单的添加或删除节点以及查询故障。星型结构共同连接在一个总线上，允许节点相距很长的距离后再连接。许多市场上可以买到的集线器和交换机使之可以很简单的创立一个混合型拓扑。18介质构成传输介质收发器/MAU附加单元接口(AUI)EtherNet控制器卡中继器网桥交换机路由器/

网关19Ethernet传输介质双绞线是当今最主要的介质，用于连接Ethernet设备。也使用光纤电缆，通常在干路中应用〔跨越很长的距离，将节点组连接在一起〕。EtherNet电缆经常引用如下： 10BASE-5 100BASE-T 10BASE-FL电缆参考的格式在下一页展示。20Ethernet电缆参考电缆格式SSSBAND-MT/L其中：SSS=速度(10MB,100MB,等)BAND=基带基数MT/L=介质类型或长度。对同轴电缆而言指长度，对双绞线和光纤而言指类型〔对双绞线而言指T或TX，5指500米〕例如：10BASE-5意思是10MB基带同轴电缆，网段最远距离500米。同轴电缆举例10BASE-5(粗)10BASE-2(细)双绞线电缆举例〔非屏蔽或屏蔽〕10BASE-T100BASE-TX光纤电缆举例10BASE-FL100BASE-FX21Ethernet电缆线路说明100BASE-T(双绞线):100米,2个节点/网段。低本钱用于星型拓扑当今用在何处？在大多数新安装的设备中很受欢送。10BASE-FL(光纤):2000米，2个节点/网段。可跨越很长的距离有效用于存在电噪音的区域当今用在何处？通常用于长距离连接、建筑物间的连接、创立区域内电涌屏蔽、以及用于高电噪音区域。2210BASE-T、100BASE-T和1000BASE-T 区别是什么？10BASE-T是IEEE标准，定义了发送数据的要求，要用非屏蔽双绞线电缆以10Mbps的速度传输，以及定义了在这种电缆上运行基频Ethernet的各方面要求。100BASE-T是IEEE标准，定义了发送数据的要求，要用非屏蔽双绞线电缆以100Mbps的速度传输，以及定义了在这种电缆上运行基频Ethernet的各方面要求。1000BASE-T〔也称为吉比特Ethernet〕是IEEE标准，定义了发送数据的要求，要用非屏蔽双绞线电缆以1000Mbps的速度传输，以及定义了在这种电缆上运行基频Ethernet的各方面要求。23介质、标准、和网络IEEE名称

10Base-2

10Base-T1000Base-T10GBASE-T

100Base-FX电线类型RG-58同轴电缆“ThinNet”Cat3TIA/EIA-568-B

UTPCat5eTIA/EIA-568-B

UTPCat6aTIA-568-B.2-10

UTP光纤IEEE标准号802.3a802.3i802.3ab802.3an

802.3u节点间距185m100m100m100m2km24Cat5e电缆基于EIA/TIA568商业建筑远程通讯配线标准，由电子工业协会在1985年开发，满足计算机通讯工业协会的要求。Cat5e网络电缆由四根非屏蔽双绞线组成〔UTP〕组成。使用RJ45连接器支持最大频率125MHz以及最大速度125Mbps。Cat5e电缆用于：1000Base-T、100Base-T、和10Base-T网络大多数电缆都是Cat5e电缆25收发器这是一个最初的Ethernet网络草图。注意“收发器”是连接到网络的终端设备。如今，除了光纤，收发器、接口和控制器通常集成在NIC卡中。〔网络接口控制器〕26

收发器收发器是负责在网络上接收和发送电信号的设备。PLC-5的Ethernet版本需要外部的收发器。ISA总线NIC插件包括收发器，并连接到5e级同轴电缆。AUI〔附件单元接口〕是在计算机EtherNet接口卡〔NIC〕与EtherNet电缆间的15引脚物理连接器接口。光纤收发器EN2T包括收发器与RJ-45连接器。27有源设备以双绞线为介质的网络，使用各种设备来使能根本的“星型”结构。三种最普通的有源设备是：集线器交换机路由器28中继器

用于Ethernet同轴电缆系统，从而增加网络的整体长度，并可添加额外的节点。中继器重生输入信号，然后再传输，消除像在电缆中传输时影响信号衰减的噪声或畸变。

网络上的有源设备-集线器当UTP(非屏蔽双绞线)布线越来越普遍，实现星型结构时多端口中继器是必需的。这些多端口中继器被称为集线器。29星型拓扑结构中心的集线器利用双绞线或光纤电缆来连接设备。集线器会向任意通道外的所有其他通道，发送它所接收到的一切。集线器可以简单的作为多端口中继器。消息从一个端口进入，然后播送给其它的每个端口Ethernet集线器30OSI参考模型Ethernet集线器包括电缆都是第一层的一局部，第一层被称为物理层。集线器不能连接任何智能设备，所以即使它是有源的电子设备，也只能是简单的“物理”连接的一局部。31OSI参考模型CIP网络与传输EthernetMACEthernet物理层

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UDPIP-广播隐性消息封装协议显性消息设备概述应用对象4层–传输层3层–网络层2层-设备层1层–物理层7层-应用层6层–表示层5层–会话层电缆、集线器HTTP、FTP、DHCP以及通用工业协议32网桥有选择地将数据包转发到适宜的目的地，可在网段间独立通讯。这种传输对于网络和协议是透明且独立的。网桥可以把不同类型的介质连接到一起〔例如10BASE-2和10BASE-T〕。Ethernet网桥与交换机网桥SegmentB网段A网段A00BC03…00AE44...网段B节点间的信息继续停留在网段B.网段A节点间的信息继续停留在网段A。只有不同网段节点间的信息才通过网桥。多端口的网桥称为Ethernet交换机，是Ethernet网络的重要组成局部。33交换机是星型拓扑中心最常用的设备。交换机可以有选择地将数据包转发到适宜的目的地。它只将数据发送到指定的设备。交换机为数据包选择指定设备的路径。Ethernet交换机仅发送输入数据到期望的节点。34交换机是有选择的转发数据包，而不是像集线器那样播送数据，因而有效的消去了网络上的冲突，并减少了带宽的使用数量，所以交换机更有效率。交换机应该经常被使用，而非集线器。集线器与交换机交换机选择将数据包传送到指定设备的路径。输入信息只被传输到目的节点。35OSI参考模型Ethernet交换机位于第二层第二层被称为数据链路层使用OSI模型第二层定义的规那么来完成最重要的数据处理工作。在第二层处理的数据被称为“帧”。当然Ethernet交换机实际上也由第一层的一局部组成，例如Ethernet电缆和交换机。在#PLC21007中我们会对第二层有更多的了解。36OSI参考模型CIP网络与传输EthernetMACEthernet物理层

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UDPIP-广播隐性消息封装协议显性消息设备概述应用对象4层–传输层3层–网络层2层–设备层1层–物理层7层-应用层6层–表示层5层–