工业控制网络与人机界面组态课件 工业以太网技术与应用.pptVIP

图6－1EtherNet/IP工业以太网通信模型和ISO/OSI参考模型对比EtherNet/IP的通信模型EtherNet/IP用TCP协议发送显式报文，用UDP发送隐式报文。如前所述，TCP是可靠的点对点数据传输。在一个TCP报文中，协议信息和服务指令都包括在内。节点接收到TCP报文之后，可以对报文进行解释，并作出合适的响应。而UDP报文只包含实时数据，其含义在连接建立时已经定义好。通过UDP来传输隐式报文，报文效率较高，通信实时性较好，而且由于UDP报文较短，传输所需要的时间可观测性就较强，通信确定性也相对较高。而UDP报文传输带来的可靠性低下的问题由CIP解决，即如果发生报文丢失或差错的情况下，由CIP通知发送节点重新发送报文。另外，EtherNet/IP规范仅可选择10Mbit/s或100Mbit/s以太网。为了能够在工业现场恶劣的环境中工作，EtherNet/IP设备选用的物理部件要能够经得起考验，根据具体应用场合的不同，它们可能要忍受高温或低温、高湿度、强振动、强磁化干扰等。另外，EtherNet/IP规范还要求设备满足与TCP/TP实现有关的RFC文件的规定。3．CIP封装EtherNet/IP的应用层采用了CIP，并且用对象模型来描述CIP。另外，为了保证互操作性和互换性，EtherNet/IP也提供设备描述。封装协议所定义的实际上是应用层和传输层的接口，也就是CIP和TCP/UDP的接口。封装协议预留TCP端口0xAF12和UDP端口0xAF12，用于CIP通信。封装协议规定了CIP数据包是如何被组装成TCP包或UDP包的。另外，由于TCP是面向连接的协议，封装协议还需要进行会话管理。一个会话管理需要经历3个阶段：建立会话、维持会话、结束会话，因此，封装协议还规定了多种用于会话管理的报文。3．CIP封装封装数据包包头的格式如图4．52所示，包头长度为24B，其有效数据段的长度为0~65511B。数据按照规定的格式封装好后，作为TCP或UDP报文中的数据段传输。图4．52封装数据包包头格式在命令域，可能的命令有：●NOP：空操作命令，无论是会话发起者还是目标都可能发送。接受者应该忽略报文中包含的任何数据，并且不回复。●ListIdentity：会话的发起者用该命令来确定可能的目标。发送命令域为该命令的封装报文，无需事先建立会话。●ListInterFaces:会话的发起者用该命令来发现目标可能有的非CIP通信接口。发送命令域为该命令的封装报文，无需事先建立会话。3．CIP封装3．CIP封装●RegisterSession：请求建立会话。●UnRegisterSession:请求结束会话。●SendServices:会话的发起者用该命令来确定目标设备支持哪个封装服务类型。●SendRRData:用于传输封装好的请求数据包或答复数据包。●SendUnitData:用于传输封装好的连接报文。3．CIP封装其中，命令域为ListIdentity、ListInterFaces、SendServices或SendUnitData的封装报文传输用TCP或UDP都可以，其他封装报文只能用TCP传输。长度域给出的是封装报文的有效数据段的长度。会话句柄实际上就是所建立的编码，它由目标节点产生，并发给发起节点，作为对RegisterSession请求的响应。状态域指示接收者是否执行所接收到的封装报文中的命令。如果接收者成功地执行了命令，回复报文中该域应该为0。如果接收者接收到的报文中该域不为0，接收者将忽略该报文。3．CIP封装发送者背景域用于请求报文和回复报文的配对，它是由发送者任意给定的。接收者发出的回复报文中的发送者背景应该与他所接收到的请求报文相一致。选项域用于给命令提供参数。在EtherNet/IP规范的第1版中，该域没有任何作用。不同类型的CIP报文采用不同的协议传输。CIP报文分为连接报文和未连接报文，其中未连接是在命令域为SendRRData的封装报文中，通过TCP传输的；而连接报文是在命令域为SendUnitData的封装报文中传输的，至于到底是用TCP还是用UDP，则取决于3．CIP封装连接报文的传输类（TransportClass）。CIP连接报文有七种传输类：