Automation Business Основы Ethernet

Automation Business Laptop Ethernet Backbone Offices Plant Floor Hub Quantum Ethernet Quantum Ethernet 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. 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 Представление 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 Другие протоколы – Протокол FTP 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 Протокол Modbus Протокол, используемый всеми ПЛК от Modicon Многие другие устройства также говорят на Modbusе 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 Modbusе Я нет…

Automation Business Протокол 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 SNMP (Simple Network Management 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 IEEE Packet Framing IEEE Frame – Различные поля содержат различную информацию 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 Preamble Destination Source Data FrameCheck 8Bytes662 4 LLCIPTCP Length

Automation Business Ethernet II Packet Framing Ethernet II Frame – Четвёртое поле это поле типа (Type field) Содержит уникальный протокол ID (PID), которого нет в структуре Модули Modicon NOE поддерживают стандарт Ethernet II. ПЛК M1E не поддерживают формат Системы в ПЛК всех типов должны быть настроены как Ethernet II 46 to 1500 Preamble Destination Source Type Data FrameCheck 8Bytes662 4 LLCIPTCP

Automation Business Half 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 ПриёмникИсточник

Automation Business Full Duplex Communications Full Duplex - Сигналы могут проходить в любом направлении, одновременно. Телефон - пример устройства со связью Full Duplex Запрос Ответ ПриёмникИсточник

Automation Business MAC и IP адреса 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 ( ) Показан экран конфигурации Concept 2.2 NOE Адрес IP

Automation Business Адресация IP – Классы 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 Номер сетиНомер устройства * Прим. – первый октет определяет класс сети

Automation Business Как устройства получают свои IP-адреса SA-Устройствам IP-адрес может быть назначен различными способами Он может быть вручную сконфигурирован из программы, например из Conceptа 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 ) Можно рассмотреть MAC-адрес, как шестнадцатеричный – декодировать в десятеричный IP-адрес NOE «по-умолчанию»:

Automation Business 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 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 PC

Automation Business К 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 К ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРАКТИКУМ НА ЭВМ Специальные типы IP адресов /8 сеть класса А. Занимает пространство адресов / /16 16 сетей класса B. Занимают пространство адресов / / сетей класса С. Занимают

Automation Business К 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 К ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРАКТИКУМ НА ЭВМ Протоколы: IP

Automation Business К 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 К 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 К 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 К 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 К ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРАКТИКУМ НА ЭВМ Разрешение имен с помощью DNS DNS-сервер Список корневых серверов: … DNS-сервер (корневой) Ссылки на TLD:.ru – … DNS-сервер (.ru) Ссылки на: iiat.ru – … DNS-сервер (.iiat.ru) Записи: Mail A … Рекурсивный Mail.iiat.ru? Итеративный Mail.iiat.ru?.ru = Итеративный Mail.iiat.ru?.iiat.ru = Итеративный Mail.iiat.ru? mail.iiat.ru =

Automation Business К ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРАКТИКУМ НА ЭВМ Разрешение имен с помощью DNS Роли серверов: Основной сервер имен (Primary Server). Дополнительный сервер имен (Secondary Server). Главный сервер имен (Master Server). Кэширующий сервер имен.

Automation Business ARP и 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 Xs address and uses when needs to talk to C Каков ваш адрес MAC? System B Это - для меня, Мой MAC-адрес …. answer System CSystem D System A ARP Сообщение не для нас Сообщение для одного из нас Router X

Automation Business ARP и SA модули 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 Hello , you there?

Automation Business Маска 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 Маска подсети Маска подсети для сетей класса C 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 Адрес источника В одной сети Маска Приёмник Результат В разных сетях Маска Приёмник

Automation Business Default 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 Среда передачи – Витая 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

Automation Business Типы кабелей (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 кабели DTE

Automation Business Типы соединителей RJ-11/12RJ- 45 (Most common)(Switch Configuration)

Automation Business Устройство Прямого кабеля PairColorWires 1BlueBlue & Blue with white stripes 2OrangeOrange & Orange with white stripes 3GreenGreen & Green with white stripes 4BrownBrown & Brown with white stripes

Automation Business Устройство «Перевёртыша» PairColorWires 1BlueBlue & Blue with white stripes 2OrangeOrange & Orange with white stripes 3GreenGreen & Green with white stripes 4BrownBrown & Brown with white stripes

Automation Business Волоконно-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 Типы волоконной оптики Single Mode - имеет намного меньший диаметр носителя, чем отражателя, что позволяет только одному лучу (mode) света проходить через носитель Multimode - имеет намного больший диаметр носителя чем одномодовое волокно, что позволяя сотням лучей света проходить через носитель одновременно. Schneider поддерживает многомодовое 62.5µ волокно

Automation Business Волоконная оптика: одно- и многомодовая более высокая скорость передачи данных, более длинное максимальное расстояние и более дорогая технология чем многомодовое волокно Многомодовое волокно ограничивается одним или двумя километрами в длине, в зависимости от применения

Automation Business Соединителя для волоконной оптики Оборудование ConneXium использует оба типа соединителей ST и SC Соединители ST имеют замок типа штыка ST Connector SC Connector

Automation Business СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ