工业网络技术 第9章 工业以太网

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1、第9章工业以太网以太网简介由DEC、Intel和Xerox等三家公司公布以太网规范；IEEE802标准委员会制定的IEEE802局域网和城域网标准。IEEE802标准IEEE802.1定义了标准的概述、体系结构、桥接、网络管理等；IEEE802.2定义了数据链路层的逻辑链路控制子层；IEEE802.3定义了以太网的物理层以及数据链路层的媒体访问控制（MAC）子层。以太网的物理层基带：采用曼彻斯特编码。宽带：采用PSK相移键控编码。以太网类型名称名称最前是数字，表示的是通信波特率。名称中间是BASE或BR

2、OAD，表示网络是宽带还是基带。名称最后如果是数字表示的是网段的最大长度，如果是字母T表示传输介质是双绞线，如果是字母F表示传输介质是光纤。如10BASE5、10BASE-T。以太网物理层-10BASE-T10BASE-T是以太网发展的里程碑。在3、4、5类非屏蔽双绞线作为传输介质上实现了10Mbps的数据传输。采用RJ-45连接器采用星型拓扑结构每个站点有一条专用电缆连接到集线器以太网物理层-10BASE-Text节点与集线器间连线最长100m。最多可使用4个集线器。两个站点之间的距离不会超过500m

3、。提供对全双工通信的支持。RJ-45连接RJ45连接器有4对双绞线：1与2，3与6，4与5，7与8。10BASET上只连接两对双绞线。在网卡上1、2为发送，3、6为接收。在集线器上则相反1、2为接收，3、6为发送。RJ45连接Ext网卡1236集线器1236网卡与集线器间的连接RJ45连接Ext集线器1236集线器1236集线器与集线器的连接以太网物理层-10BASE-FL以光纤为传输介质的组网方式。传输距离可达2km。采用星型拓扑和集线器组网。可在半双工模式和全双工模式下工作。传输距离远，抗电磁干扰能

4、力强。快速以太网技术基于10BASE-T和10BASE-FL快速发展。百兆以太网分为100BASET4、100BASET2、100BASETX、100BASEFX。千兆以太网分为1000BASEX、1000BASET。以太网的数据链路层媒体访问控制子层（MAC）逻辑链路控制子层（LLC）MAC子层CSMA/CD缺点：1、半双工通信模式。2、不提供优先级机制，网络上的节点地位是平等的。MAC帧结构前导码SFD目的地址源地址长度数据区填充段CRC校验MAC帧结构ext前导码共7B，每个字节均为1010101

5、0B。开始定界符1B，指示帧的开始。目的地址和源地址。以太网采用6B的地址。数据区的长度是0~1500B。为了碰撞检测的需要，如果数据区的长度小于46字节，需要在后面加一段填充段。CRC校验结果。TCP/IP概况TCP/IP由ARPANET项目发展起来。TCP/IP由因特网架构委员会IAB负责。TCP/IP参考模型应用层(Telnet、FTP、HTTP、DNS、SNMP和SMTP等)传输层(TCP和UDP)网络层(IP、ICMP和IGMP)TCP/IP参考模型不涉及数据链路层和物理层。TCP/IP数据封

6、装/解封过程TCP/IP网络层包含网际互联协议IP、地址解析协议ARP、反向地址解析协议RARP、网际控制报文协议ICMP和网际组管理协议IGMP。将数据包从源节点送到目的节点。IP协议主要功能是提供无连接的数据报传送和数据报的路由选择。IP协议以包的形式传输数据，称为IP数据报。IP是一种不可靠，但是会尽力传送的协议。不可靠体现在IP不追踪传输路径，也没有任何机制来对报文重新排序。尽力传送体现在IP不轻易放弃任何一个数据报，只有在资源耗尽或网络出现故障的情况下才会放弃。IP协议extIP数据报格式IP

7、地址子网与子网掩码路由选择IPv6IP地址IP地址是用于在互联网上表示源地址和目的地址的一种逻辑编号。由于源和目的计算机位于不同的网络，因此源和目的地址要由网络号和主机号组成。IP地址为一个32位的二进制数串，每8位一个字节，每字节分别用十进制表示，取值范围0~255，用点分隔。IP协议extIP数据报格式IP地址子网与子网掩码路由选择IPv6子网和子网掩码使用A类地址或B类地址的单位可以将网络划分成几个部分，称为子网。每个子网可以对应一个部门或一个地理范围，这样会给管理和维护带来许多方便。采用子网掩码

8、的方式识别不同子网。IP协议extIP数据报格式IP地址子网与子网掩码路由选择IPv6路由选择IP协议是一个网络层协议，它所面对的是由多个路由器和物理网络组成的网络。路由选择是将IP数据报从源主机无连接的、逐步转送到目标主机。由路由器的路由表完成该功能。路由选择extR1R2R3130.124.x.x130.127.x.x192.101.50.x12130.124.55.6192.101.50.12130.128.22.111223130.