2.1以太网基础知识

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规格 10BASE5 10BASE2 10BASE-T 100BASE-TX

数据传送速度 10Mbps 10Mbps 10Mbps 100Mbps

最大传送段长 500m 185m 100m 100m

最大网络长 或者

最大节点间隔 2500m(5段) 925m(5段) - -

节点间最小距离 2.5m 0.5m - -

电缆 同轴 50Ω(直径 12mm)

*1黄色电缆 同轴 50Ω(直径 5mm) UTP(非屏蔽双绞线)

3号 UTP(非屏蔽双绞线)5

STP(屏蔽双绞线)IBM

1,2 类型

网络形状 总线 总线 星形 星形

2 信息层网络-以太网

2.1 以太网络的基础知识

2.1.1 所谓的以太网

是 1973 年美国 Xerox 公司 Palo Alto 研究所最先开始研究的,此后经 ANSI/IEEE 标准规格,ISO 国际标准认可的网络技术规格。

最近,被扩展到包含一般的网络设备以及传输线路的广泛技术领域(*1)。

实际上的网络动作不单是需要狭义上的以太网所规定的传输线路等硬件部分的技术标准,还需要进行 TCP/IP 等通信时所需要的通信协议技术 (协议约定的顺序)。

现在一般普遍使用的以太网规格如下所述。

*1本书将通信电缆(10BASE-T,10BASE-TX,10BASE5

以及 10BASE2表示为 [以太网].

2.1.2 地址

以太网上连接的设备,及计算机之间为了通过网络互相通信,必须有用于识别的地址。

基本上,在以太网中用户所要了解的地址是指 IP 地址

2.1.2.1 MAC 地址(以太网地址)

MAC 地址(Media Access Control Address)是分配给各网络设备的,固有的物理地址。

没有任何两台设备具有相同MAC地址以太网中的MAC地址是以表示设备制造商的3个字节IEEE管理的报头代码和3个字节的节点号各生产商管理所组成的。(共6字节) *1

以太网上连接的设备一般可以从用户指定的IP地址自动获取MAC地址进行通

信用户无需了解MAC地址的存在。MAC地址有时会被称呼为以太网地址或者因特网地址但与下文讲述的IP地址不同,敬请注意。

*1 以太网模块的MAC地址在模块侧面的规格标签中的MAC ADD。一栏中有记载。

2.1.2.2 IP地址

IP地址(因特网Protocol Address)是指为了区分连接在因特网或内联网等IP网络中的设备/计算机而给它们分派的识别号码。(相当于邮政系统中的地址,电话系统中的电话号码)

世界规模的因特网中存在的网络都使用国际统一的地址。(由各国分别管理,比方说日本,由JPNIC管理)

现在普及的IPV4用32位的数值表示上述的IP地址。一般来说,表示为象 192.168.1.1 一样由4个8位的10进制数组成。32位的值分为识别各网络的网络部分和识别网络中的各个连接设备(例如计算机)的本机部分。

(1) 级别分类

一直以来使用固定划分IP地址中的网络部分和本机部分的界线,从而分级别的分类方法,如以下所示。

*1 IP地址数值的高位中的数值表示相应的级别。

级别A到C为经常利用的地址。

其中不直接连接到因特网上的设备可使用的地址称为个人专用IP地址。

以往,一直是利用这种级别单位来管理地址的,而现在则采用分界位数可变的级别地址,以便更有效地利用地址空间。

(2) 级别地址的管理

以往一般以级别为单位的形式来管理,但是近来IP地址有不够用的倾向,为了更好的利用地址空间,而采用网络部分长度可变的级别地址管理方法。

将IP地址本机部分的位全部置0,即为(以太网单位的)网络地址。为了明确表示网络地址的长度(Prefix长度),可以在IP地址的后面加上”/”号,再在其后加上网络地址的位数。一般来说,由于历史性的原因,经常使用网络掩码(netmask),即将网络部分全部为1,本机部分全部为0。

另外,由于是采用网络分割管理(子网络化)所以又称为子网。

掩码(sub netmask)

例子 IP地址192.168.10.68的Prefix长为26位时,

在主站设置IP地址时的相关信息例子

2.1.3 通信协议

在这里谈到的 MELSEC-Q以太网模块支持 TCP/IP 以及 UDP/IP 两种通信协议。

2.1.3.1 通信模型

是通信构造的有名的模型,是国际标准化机构 ISO 制定的 OSI 参考模型 它将实现通信所必需的功能分为 7个层次。

层号越大说明越是靠上,越逻辑化;相对而言层号越小越是靠下,越物理化。

我们在这里常说的 IP 是属于网络层,而 TCP 和 UDP 则属于传输层。

另外,以太网属于数据链路层和物理层。

下图表示了和[OSI参考模型]对应的以太网模块软件构成,它的物理层和数据链 路层对应于以太网模块的[以太网]部分,而网络层和传输层则对应于以太网模块 的[IP]和[TCP/UDP]部分。

上层的会话层表示层以及应用层则对应于通过 Q 系列可编程控制器 CPU 和以太

网模块组合来实现的 MELSEC-Q 的多种功能的软件部分。

2.1.3.2 IP协议

IP的作用:

IP是连接在IP网络上的所有设备需要处理的网络层协议。

TCP/IP UDP/IP 网络最重要的作用是[将数据送往目的地址设备和计算机]。

而它必须通过IP(因特网 Protocol)来实现:

打个比方,数据好比是货物,IP报头好比是邮寄单,正如邮寄任何货物需要

邮寄单一样,我们送数据时也需将IP报文加载在数据前头。

2.1.3.3 TCP和UDP协议

TCP和UDP是一种通信两端的设备或计算机在处理时使用的协议 。(传输层)

1 端口号

实际的通信是在设备或计算机上运行的应用程序间进行的。在TCP/UDP中通过端口号码 port number 可以识别到底是哪个应用程序和哪个应用程序在进行通信。

在这里,IP地址相当于[邮政地址],而端口号相当于[建筑物的楼层]。

实际上,由以下的5个组合起来以识别通信。

 送信目的地IP地址

 送信源IP地址

 送信目的地端口号

 送信源端口号

 协议号 (TCP=6H, UDP=17H)

2 TCP和UDP的比较

用户使用的应用程序不同,对网络的要求也不同。

TCP―― 可靠性高,先选定发信至目的地的路径并连接,然后与通信对象进行双向的1对1通信

UDP―― 将从应用层获得的数据向指定送信目的地单向传送

以下我们来比较一下双方的特征

当然如果对于每一种要求都制作一种固定的协议也是不切实际的

因此 TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram

Protocol)被开发出来,用以满足最低限的必要的基本服务

因为只使用IP送信 可以速度快

以下我们来比较一下双方的特征

TCP最适用于需要将数据准确地传送到目的地的场合

UDP适用于在计算机画面中进行实时监视的场合

*1 多点广播 1对n通信 中的n是指处于同一以太网网络上的一个组中的多个设备

*2 网络上的通信数据包的堵塞被称为 堵塞

*3在连接打开时变更通信对象会造成通信中断

因此在通信已经建立的情况下尽量不要临时变更通信对象