EtherNet/IP 基于标准 TCP/IP 模型构建,其网络层协议为 IP(Internet Protocol,互联网协议),具体分析如下:
一、EtherNet/IP 的协议架构
EtherNet/IP 的协议栈分为四层,每层对应不同的协议:
物理层与数据链路层:采用标准以太网(IEEE 802.3),负责数据的物理传输和链路控制。
网络层:使用 IP 协议,负责数据包的路由和寻址,确保数据能够跨网络传输。
传输层:支持 TCP(传输控制协议) 和 UDP(用户数据报协议),分别用于可靠传输和高效传输。
应用层:引入 CIP(Common Industrial Protocol,通用工业协议),提供工业特定的功能,如设备配置、数据交换和诊断。
二、IP 协议在 EtherNet/IP 中的作用
路由与寻址:IP 协议通过 IP 地址(如 IPv4 或 IPv6)标识网络中的设备,实现数据包的路由和转发。EtherNet/IP 支持动态和静态 IP 地址分配,以及手动和自动路由配置。
跨子网通信:EtherNet/IP 使用 IP 寻址进行所有通信,完全支持跨子网的通信。这意味着网络中几乎没有节点数量限制,可以轻松扩展至大规模工业网络。
网络拓扑灵活性:IP 协议支持多种拓扑结构,如星型、线性和环状拓扑。EtherNet/IP 可以根据实际需求选择合适的拓扑方式,例如:
星型拓扑:通过交换机连接设备,适合点对点通信。
线性拓扑:设备直接串联,减少布线成本。
环状拓扑:提供单故障容错能力,确保网络可靠性。
三、EtherNet/IP 中 IP 协议的传输模式
显式消息(Explicit Messaging):
用途:用于非时间关键的数据交换,如设备配置和诊断。
传输方式:基于 TCP/IP,确保数据的可靠传输。
特点:报文中包含地址项和服务请求(命令),适用于点对点通信。
隐式消息(Implicit Messaging):
用途:用于实时、周期性数据交换,如 I/O 控制。
传输方式:基于 UDP/IP,实现高效传输。
特点:报文中不包含地址项和服务请求,通过 Connection ID 确定任务目标,支持点对点或多播通信。
四、EtherNet/IP 中 IP 协议的优势
标准化与兼容性:EtherNet/IP 基于标准 IP 协议,与现有以太网基础设施完全兼容,降低了部署成本。
高性能:IP 协议支持 10/100/1000 Mbps 的传输速率,满足工业自动化中高速数据传输的需求。
可靠性:通过 IP 协议的路由和寻址功能,EtherNet/IP 能够实现跨子网的可靠通信,确保数据准确到达目标设备。
灵活性:IP 协议支持多种拓扑结构和传输模式,EtherNet/IP 可以根据实际需求灵活配置网络,适应不同的工业场景。