Основы ethernet
DESCRIPTION
Основы Ethernet. Hub. Laptop. Offices. Plant. Floor. Ethernet Backbone. Quantum Ethernet. Quantum Ethernet. Ethernet. Открытая сеть, которая допускает взаимодействие всех уровней предприятия от рабочих мест в офисе до модулей ввода-вывода на контроллере в составе АСУ ТП завода. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Automation Business
11 - 1
Основы Основы EthernetEthernet
Automation Business
11 - 2
LaptopLaptop
Ethernet BackboneOffices
PlantFloor
Hub Hub
QuantumEthernet
QuantumEthernet
QuantumEthernet
QuantumEthernet
EthernetEthernet
Открытая сеть, которая допускает взаимодействие всех уровней предприятия от рабочих мест в офисе до модулей ввода-вывода на контроллере в составе АСУ ТП завода.
Наиболее популярная технология локальных сетей, используемая сегодня. Schneider has chosen to standardize on TCP/IP as its networking protocol. Основа – кабель, который соединяет сегменты сети в единое целое.
Может быть медный или волокно-оптический кабель
Automation Business
11 - 3
Представление ПротоколовПредставление Протоколов
Protocol - Стандарт, позволяющий компьютерам осуществлять соединение Узлы должны уметь работать с одинаковыми протоколами Определяет, каким образом компьютеры идентифицируют друг друга в сети Каким образом происходит процесс передачи данных Как полученная информация должна быть обработана Обработка сообщений об ошибках
TCP/IP - (transmission control protocol/Internet Protocol) Преобладающее в Ethernet программное обеспечение использует TCP/IP Стандарты, которые определяют и передачу данных и протоколы сети.
1 2
“Hello PC 2” #$%@&**)(%
Automation Business
11 - 4
Другие протоколыДругие протоколы – – Протокол Протокол FTPFTP
FTP (File Transfer Protocol) Протокол, позволяющий передавать файлы между ПК Часть набора из TCP/IP
FTP работает по принципу клиента/сервера Программа «Клиент» позволяет Вам взаимодействовать с FTP-сервером
Файлы на FTP-серверах, как правило, сжимаются Больше файлов может быть сохранено Уменьшается время передачи файла
FTP из A в B
или из B в A
A B
Automation Business
11 - 5
ПротоколПротокол Modbus Modbus
Протокол, используемый всеми ПЛК от Modicon
Многие другие устройства также говорят на Modbus’е
Определяет структуру сообщения, которую ПЛК понимают и используют, независимо от типа применённой сети
Описывает процесс использования контроля доступа к другому устройству, как устройство ответит, каким образом будут обнаружены и переданы возможные ошибки
Modbus-сообщения вставляются в пакеты или фреймы, используемые в данной сети
Modbus TCP/IP Modbus Plus
Brand X
Все мы говорим на Modbus’е
Я нет…
Automation Business
11 - 6
ПротоколПротокол X-Way X-Way
Основной протокол, используемый ПЛК от Telemecanique
Как Modbus от Modicon
X-way сообщения вставляются в пакеты или фреймы, используемые в данной сети
Сети Telemecanique, использующие X-Way:
Unitelway, Ethway, Fipway, Mapway
шина Ethway
Automation Business
11 - 7
SNMP (Simple Network Management SNMP (Simple Network Management Protocol)Protocol)
SNMP – Протокол, позволяющий локальное и удаленное управление узлами на сети
Серверы, Рабочие станции, Маршрутизаторы, Коммутаторы …
Включает в себе агентов (agents) и менеджеров (managers) Agent – процесс, выполняющийся на каждом управляемом узле,
собирающий информацию об управляемом устройстве Manager – процесс, выполняющийся на автоматизированном рабочем
месте управления, который запрашивает информацию об устройствах в сети через агентов
Automation Business
11 - 8
IEEE 802.3 Packet FramingIEEE 802.3 Packet Framing
IEEE 802.3 Frame – Различные поля содержат различную информацию 802.3 framing – Наиболее общие поля на данный момент поля TCP и IP – наиболее значимая часть поля данных
IP - Инициализация связи, завершение связи, признание узла, контроль за пакетами и управление действиями
TCP – Передача запрашиваемых данных и работа с пакетами
46 to 1500
Pream
bl
e Destin
ation
Sou
rce
Data
Fram
eCh
eck
8Bytes 6 6 2 4
LLC IP TCP
Len
gth
Automation Business
11 - 9
Ethernet II Packet FramingEthernet II Packet Framing
Ethernet II Frame – Четвёртое поле это поле типа (“Type” field) Содержит уникальный протокол ID (PID), которого нет в структуре 802.3 Модули Modicon NOE поддерживают стандарт Ethernet II. ПЛК M1E не поддерживают формат 802.3
Системы в ПЛК всех типов должны быть настроены как Ethernet II
46 to 1500
Pream
bl
e Destin
ation
Sou
rce
Typ
e
Data
Fram
eCh
eck
8Bytes 6 6 2 4
LLC IP TCP
Automation Business
11 - 10
Half Duplex CommunicationsHalf Duplex Communications
Half Duplex - Сигналы могут проходить в любом направлении, но не в обоих одновременно
Walkie-talkie - половина устройства, потому что только один элемент может говорить в единицу времени
Half Duplex – простая связь использующая для передачи и приёма один и тот же канал
Волоконная оптика не поддерживает Half Duplex
Запрос
Ответ
Приёмник Источник
Automation Business
11 - 11
Full Duplex CommunicationsFull Duplex Communications
Full Duplex - Сигналы могут проходить в любом направлении, одновременно.
Телефон - пример устройства со связью Full Duplex
Запрос
Ответ
Приёмник Источник
Automation Business
11 - 12
MAC MAC ии IP IP адресаадреса
MAC Address – 48-битовый уникальный идентификатор, который назначен каждому устройству в сети Ethernet изготовителем этого устройства (здесь не показан)
IP Address – Уникальный адрес для узла или устройства в сети Ethernet, Internet или Intranet.
Записывается как 4 числа, отделенные точками (192.158.125.202) Показан экран конфигурации Concept 2.2 NOE
Адрес IP
Automation Business
11 - 13
Адресация Адресация IP – IP – Классы адресовКлассы адресов
Четыре десятичных числа, отделенных точками
Используются числа от 0 до 255
В двоичном представлении, каждое число представлено 8-ю битами
Номер сети Номер устройства
Три класса сетей по адресации Классы A и B полностью
использованы
Показан типичный адрес из сети класса C
Три числа для адреса сети Четвёртое – адреса узла
198.168.45.249
Номер сети Номер устройства
Класс Адреса *A 1 - 126B 128 - 191C 192 - 223
11000110.10101000.00101101.11111001
* Прим. – первый октет определяет класс сети
Automation Business
11 - 14
Как устройства получают свои Как устройства получают свои IPIP-адреса -адреса
SA-Устройствам IP-адрес может быть назначен различными способами
Он может быть вручную сконфигурирован из программы, например из Concept’а
Он может быть назначен через BOOTP-сервис (след. слайд)
Адрес может быть взят из значений по умолчанию, привязанных к MAC-адресу
Может быть использовано последние 4 октета из адреса MAC (напр. 54 10 15 18)
Можно рассмотреть MAC-адрес, как шестнадцатеричный – декодировать в десятеричный
IP-адрес NOE «по-умолчанию»: 84. 16. 21. 24
000054101518
Automation Business
11 - 15
BOOTP (Bootstrap Protocol)BOOTP (Bootstrap Protocol)
BOOTP – Протокол, который позволяет устройству получать его IP-адрес от сервера центрального управления
Более эффективный чем RARP, потому что единственное BOOTP-сообщение определяет множество пунктов, необходимых, когда устройство запускается.
IP-адрес, gateway-адрес, server-адрес
We distribute BOOTP Lite NOE 771 10 содержит встроенный BootP-Сервер Используется в M1E, NOE771 и ENT Comm Adapter чтобы получить
информацию о конфигурации Server должен быть ПК в одной сети с устройством Типовой синтаксис команды:
bootplt ip_addr target_mac_addr default_router subnet_mask
Device
‘bootplt 198.202.138.77 000054000001 198.222.100.101 200.100.000.000’
PC
Automation Business
11 - 16К
ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРАКТИКУМ НА ЭВМ
Специальные типы IP адресов
Сетевой адрес. (Маршруты, определение сетей)«Моя сеть». Destination – NO!«Я». Destination – NO!«Я в моей сети». Destination – NO!Широковещательный адрес. Source – NO!Ограниченный широковещательный адрес. Source – NO!Групповые адреса. (Class D)Адрес loopback.Зарезервированные адреса. (Class E)
Automation Business
11 - 17К
ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРАКТИКУМ НА ЭВМ
Специальные типы IP адресов 10.0.0.0/8 — сеть класса А. Занимает пространство адресов
10.0.0.0 — 10.255.255.255. 172.16.0.0/16 — 172.31.0.0/16 — 16 сетей класса B. Занимают
пространство адресов 172.16.0.0 — 172.31.255.255. 192.168.0.0/24 — 192.168.255.0/24 — 256 сетей класса С. Занимают
192.168.0.0 — 192.168.255.255.
Automation Business
11 - 18К
ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРАКТИКУМ НА ЭВМ
Протоколы: ARP ARP - поиск аппаратного адреса по IP адресу. ARP - реализация кэширования в Ethernet-сетях. Reverse ARP - поиск IP адреса по аппаратному. ARP-представитель. Утилита arp.
Automation Business
11 - 19К
ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРАКТИКУМ НА ЭВМ
Протоколы: IP
Automation Business
11 - 20К
ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРАКТИКУМ НА ЭВМ
Протоколы: TCP Любой сетевой уровень. Контроль доставки («сессии») и управление потоком («окно»). Контроль целостности. Поддержка многопотоковых и многозадачных сред. Сложность.
Automation Business
11 - 21К
ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРАКТИКУМ НА ЭВМ
Протоколы: UDP Только IP-протокол в качестве транспортного. Нет контроля. Необязательный контроль целостности. Поддержка многопотоковых и многозадачных сред. Простота.
Automation Business
11 - 22К
ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРАКТИКУМ НА ЭВМ
•Широковещание (NetBIOS)•Файлы локального разрешения имен (host).•DNS.•WINS (NetBIOS).
Разрешение имен
HOSTS - разрешение имен хостов в IP адреса. LMHOSTS - разрешение имен NetBIOS в IP адреса. NETWORKS - разрешение имен сетей в сетевые адреса. PROTOCOL - разрешение имен протоколов в номер протокола RFC. SERVICES - разрешение имени сервиса в номер порта и имя протокола.
Automation Business
11 - 23К
ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРАКТИКУМ НА ЭВМ
Разрешение имен с помощью DNS
Internet-стандарт (RFC1034, RFC1035, RFC974). Имеет иерархическую структуру. Клиент-серверная архитектура - централизованное управление и децентрализованное
использование. Рекурсивное разрешение имен. Возможность репликации зон. Кэширование. Статические данные, изменяемые вручную. Имеются расширения для динамического
изменения. Прямое и обратное разрешение имен.
Automation Business
11 - 24К
ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРАКТИКУМ НА ЭВМ
Разрешение имен с помощью DNSIDC
IDC
IDC
IDC
DNS-серверСписок корневых серверов:1.1.1.1…
DNS-сервер(корневой)Ссылки на TLD:.ru – 2.2.2.2…
DNS-сервер(.ru)Ссылки на:iiat.ru – 3.3.3.3…
DNS-сервер(.iiat.ru)Записи:Mail A 212.83.0.34…
1.1.1.1
2.2.2.2
3.3.3.3
РекурсивныйMail.iiat.ru?
ИтеративныйMail.iiat.ru?
.ru = 2.2.2.2
ИтеративныйMail.iiat.ru?
.iiat.ru = 3.3.3.3
ИтеративныйMail.iiat.ru?
mail.iiat.ru = 212.83.0.34
mail.iiat.ru = 212.83.0.34
Automation Business
11 - 25К
ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРАКТИКУМ НА ЭВМ
Разрешение имен с помощью DNSРоли серверов:
Основной сервер имен (Primary Server). Дополнительный сервер имен (Secondary Server). Главный сервер имен (Master Server). Кэширующий сервер имен.
Automation Business
11 - 26
ARP ARP ии RARP RARP
ARP – Address Resolution Protocol Протокол, который IP-адресу ставит в соответствие физические MAC-адреса.
В этой сети сообщение от C к A: Система C распространяет ARP Отвечает только A
MAC-адрес возвращен и запасен таким образом, чтобы в следующий раз система С могла «говорить» с системой B без того, чтобы использовать ARP
Different LAN (A to C) – All systems receive ARP Router knows C is on different LAN (routing table) Router X sends its MAC address to A and acts as a Proxy Server to system C A stores X’s address and uses when needs to talk to C
Каков ваш адрес MAC?
System B
Это - для меня,Мой MAC-адрес ….
answer
System CSystem DSystem A
ARP
Сообщение не для нас
Сообщениедля одного из нас
Router X
Automation Business
11 - 27
ARP ARP ии SA SA модулимодули
После старта NOE и ETY передают без запроса ARP
Должны иметь правильные IP-адреса
Выбрасывают в сеть собственный MAC-адрес, добавляют IP и смотрят, отвечает ли любой другой модуль с адресом MAC
Если нет, то IP-адрес нового ПЛК уникален
Если другой модуль отвечает, то IP-адрес не уникален.
Для того, чтобы указать на невозможность работы применяются различные форматы мигания
Приведён пример совпадения IP-адресов
192.168.125.202
192.168.125.202
Hello 192.168.125.202,
you there?
Automation Business
11 - 28
Маска подсетиМаска подсети
Используется в системе, чтобы определить, предназначено ли сообщение Ethernet для местной сети или требуется передача его в удаленную сеть.
Эта тема будет объясняться на следующем слайде.
Маска подсети
Automation Business
11 - 29
Маска подсетиМаска подсети
Маска подсети для сетей класса C 255.255.255.0
Адрес приёмника складывается с маской, результат сравнивается с исходным адресом сети
Если результат = исходный адрес сети, тогда приёмник в локальной сети
Если результат <> исходный адрес сети, тогда приёмник в удалённой сети
• Different network messages are directed to “Default Gateway”
198.168.45.32 Адрес источника
198.168.45.3
11000110.10101000.00101101.0000001111111111.11111111.11111111.00000000
11000110.10101000.00101101.00000000
В одной сети
Маска
Приёмник
Приёмник
Результат
11000110.10101000.00101100.0000010111111111.11111111.11111111.00000000
11000110.10101000.00101100.00000000
В разных сетях
198.168.44.4
МаскаПриёмник
Automation Business
11 - 30
Default GatewayDefault Gateway
Gateway – Маршрутизатор. Иногда называют “Default Gateway”
Если результат сложения (ANDing) адреса приёмника и маски подсети не совпадает с исходым адресом сети, то сообщение направляется в “Default Gateway”
Gateway
Устройства
Automation Business
11 - 31
Среда передачиСреда передачи – – Витая параВитая пара UTP - изолированные пары медного
провода, которые свиты вместе. Многоканальные, цвето-кодированные
пары, заключенные в пластиковую трубку-изоляцию
Быстрее чем коаксиальный кабель Категория 5 (cat 5) - наиболее типичный
кабель в компьютерных сетях Cat 5 = 100 Mbps Cat 3 = 10 Mbps
Экранированная витая пара - витая пара, обернутая в фольгу
Неэкранированная витая пара известна как UTP
В настоящее время доступна в 5-ти из 7-ми различных категориях (Сat от 1 до 5)
Cat 5 UTP используется в 10BaseT, 100BaseT, gigabit и token ring
Cat 5 - наиболее популярный выбор на данный момент времени
Cat 6 разработана для следующего поколения сетей
Максимальная длина сегмента без повторителей - 100 метров
Использует RJ45 розетки и гнездаOverbending the cable increases cross-talk between the 8 wires
Automation Business
11 - 32
Типы кабелейТипы кабелей (Internal Wiring) (Internal Wiring)
Прямой кабель используется для подключения ПК <–> Hubs, Switches … «Перевёртыш» используется для соединения 2-x ПК или ПК <-> NOE DTE – Data Terminal Equipment – Любое приёмо-передающее устройство
«Перевёртыш» ПЛК,
Компьютеры …
Прямой кабель Концентратор,
Коммутатор, …
Прямые кабелиDTE
Automation Business
11 - 36
Волоконно-оптический кабельВолоконно-оптический кабель
Состоит из трёх частей: Носитель (стекло или пластик) Отражатель Защитный кожух
Core – Обеспечивает прохождение света
Cladding - Стеклянная трубка, которая отражает любой «заблудившийся» свет назад в русло носителя
Protective Sheath – Защищает носитель и отражатель
Использование волоконной оптики позволяет защитить систему от вмешательства и существенно увеличить дальность передачи сообщений
Часто используется как основная среда передачи данных
Automation Business
11 - 39
Соединителя для волоконной оптикиСоединителя для волоконной оптики
Оборудование ConneXium использует оба типа соединителей ST и SC
Соединители ST имеют замок типа штыка
ST Connector
SC Connector
Automation Business
11 - 40
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ