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  • 以太网通信协议UDP

    2021-06-29 11:49:31
    一、以太网数据包 二、以太网帧格式 前导码是由7个字节的0X55组成 帧起始界定符由1个字节的0XD5组成 长度/类型:0x0800代表IP协议,0x0806代表ARP协议 三、以太网通信实验

    一、以太网数据包

    二、以太网帧格式

    前导码是由7个字节的0X55组成

    帧起始界定符由1个字节的0XD5组成

    长度/类型:0x0800代表IP协议,0x0806代表ARP协议

    三、以太网通信实验

      

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  • 西门子S7Comm以太网通讯协议解析

    万次阅读 多人点赞 2017-01-09 15:55:42
    通过西门子1500 PLC,对S7Comm以太网通讯协议进行解析。

    首先,这里所说的S7Comm 协议只是西门子S7通讯协议簇里的一种,以0x32开始的报文结构。

    1、S7Comm协议结构:

    借助WireShark抓包,可以看到,S7Comm 以太网协议基于OSI模型:

    OSI layer Protocol
    7 Application Layer S7 communication
    6 Presentation Layer S7 communication(COTP)
    5 Session Layer S7 communication(TPKT)
    4 Transport Layer ISO-on-TCP (RFC 1006)
    3 Network Layer IP
    2 Data Link Layer Ethernet
    1 Physical Layer Ethernet
    其中,第1~4层会由计算机自己完成(底层驱动程序);关于这些神马的定义,大家可以上网查一下;

    第5层TPKT,应用程数据传输协议,介于TCP和COTP协议之间;这是一个传输服务协议,主要用来在COTP和TCP之间建立桥梁;

    "TPKT is an"encapsulation" protocol. It carries the OSI packet in its ownpacket's data payload and then passes the resulting structure to TCP, from thenon, the packet is processed as a TCP/IP packet. The OSI programs passing datato TPKT are unaware that their data will be carried over TCP/IP because TPKTemulates the OSI protocol Transport Service Access Point (TSAP)."

    第6层COTP,按照维基百科的解释,COTP 是 OSI 7层协议定义的位于TCP之上的协议。COTP 以“Packet”为基本单位来传输数据,这样接收方会得到与发送方具有相同边界的数据;

    第7层,S7 communication,这一层和用户数据相关,对PLC数据的读取报文在这里完成;

    刚看到TPKT和COPT也许会很迷惑,其实在具体的报文中,TPKT的作用是包含用户协议(5~7层)的数据长度(字节数);COTP的作用是定义了数据传输的基本单位(在S7Comm中 PDU TYPE:DT data);

    S7Comm与标准TCP/IP比较:S7Comm是一个7层协议;TCP/IP是四层协议,用户数据在第四层TCP层完成;

    计算机与PLC进行通讯,可以连接102端口,这是西门子开放的一个通讯端口;

    2、第七层 S7 communication协议

    S7 communication包含三部分:1-Header;2-Parameter;3 - Data。

    根据实现的功能不同,S7 communication协议的结构会有所不同;例如,请求数据报文只包含前两部分;

         <1>Header     

           *01(1 byte): protocol Id: 0x32;

           *02a(1 byte): ROSCTR: Job (01);

           *02b(2 byte): redundancy identification (reserved): 0x0000;

           *2c(2 byte): protocol data unit reference; it’s increased by request event;

           *2d(2 byte): parameter length - the total length (bytes) of parameter part;

           *2e(2 byte): data length; 读取PLC内部数据,此处为00 00;对于其他功能,例如:读取CPU的型号,此处为Data部分的数据长度;

        <2>Parameter(读取数据)

          *3(1 byte): function code: Read Var (0x04);writeVar (0x05);

            *4(1 byte): item count;

            *5(1 byte): variable specification: 0x12;

            *6(1 byte): length of following address specification – is 7~12length in byte;

            *7(1 byte): syntax Id: S7ANY (0x10);

            *8(1 byte):transport size: BYTE(2);

            *9(2 byte): requested data length;

            *10(2 byte): DB number; 如果访问的不是DB区域,此处为00 00;

            *11(1 byte): Area: 0x84= data block(DB); 0X82= outputs(Q); 0x81=inputs(I); 0x83= Flags(M); 0x1d= S7 timers(T); 0x1c= S7counters(C);

            *12(3 byte):address- start address from zero bit

            *5~*12构成了一个基本的数据请求单元[Item],对多个不同地址区域的数据请求,就是有多个[Item]构成的。

             Parameter部分的数据结构可以总结为:

                         [Function code ]+ [Item count] + Item[1] + Item[2]  . . . Item[n]  

            <3>Data

              这一部分与功能有关,例如:读取CPU型号、向CPU存储区写数据;在请求数据报文中此部分不包含任何数据。


          3、S7Comm以太网通讯过程(以1500PLC为例)    

          计算机与1500PLC进行S7Comm以太网通讯,需经过三个过程:

          <1>“握手”

                   当PC与PLC通过Socket建立链接时,会进行“三次握手”,这是标准的TCP连接方式;这个过程会有Socket自动完成;

          <2> 通讯请求

                  在“握手”之后,并不能马上进行数据交换,还需要"通讯请求"过程。这个过程包含两次报文交换:

                    1> PC 发送COTP报文给PLC;在COTP报文中包含“连接请求”和“destination TSAP” - 明确CPU的机架号和槽号;

                          PLC反馈COTP报文,包含“连接确认”;

                            这样PLC就清楚了需要和那个CPU来进行数据通讯;

                    2> PC 发送S7Comm报文给PLC;在S7 communicaton报文中包含“通讯请求”;

                          PLC反馈S7Comm报文。

          <3> 交换数据

                   数据读写就在这个过程内完成。我们可以组织报文来实现我们需要的功能。这个过程内的报文是S7Comm格式;  

                   具体实现时,需要对S7Comm中的第5、6、7层进行编程。

          *需要注意的是,如果不进行“第2步-通讯请求”而直接发送交换数据报文,则PLC会将连接断开。




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  • 西门子S7以太网通讯协议

    千次阅读 2019-09-22 21:10:48
    S7以太网协议属于TCP/IP协议族的一种,下图为S7以太网协议在ISO-OSI参考模型中的位置。 通过WireShark抓包,可以看出S7以太网协议的模型: ISO-OSI参考模型、TCP/IP模型及S7以太网协议模型对比 ...

    S7以太网协议属于TCP/IP协议族的一种,下图为S7以太网协议在ISO-OSI参考模型中的位置。

     

    通过WireShark抓包,可以看出S7以太网协议的模型:

     

     

    ISO-OSI参考模型、TCP/IP模型及S7以太网协议模型对比

    ISO-OSI参考模型

    TCP/IP模型

    S7以太网协议模型

    7-应用层

    4-应用层

    6-S7  Communication

    6-表示层

    5-  COTP(TSAP)

    RFC1006

    5-会话层

    4-TPKT

    4-传输层

    3-传输层

    3-TCP(102端口)

    3-网络层

    2-网络互连层

    2-IP

    2-数据链路层

    1-网络接口层

    1-工业以太网

    1-物理层

    第5层(相对于ISO-OSI参考模型):TPKT(ISO Transport Service ontop of the TCP/ ISO传输服务通过TCP),介于TCP和COTP协议之间。这是一个传输服务协议,主要用来在COTP和TCP之间建立桥梁,包含了上层协议数据包的长度。

     

    第6层(相对于ISO-OSI参考模型):COTP(Connection OrientedTransport Protocol/面向连接的传输协议),比较TCP与COTP两种协议,因为它们都是用于通过网络可靠地传输用户数据,基于数据流的与基于数据包的:COTP将数据包从一个用户传输到另一个用户,所以接收者将获得与发送者传输完全相同的数据边界。TCP将连续的数据流传输到接收器,因此TCP上的协议通常必须自己添加这样的边界(如TPKT协议)。

    为了复用客户端和服务端之间的几个会话,COTP使用了TSAP(传输服务访问点),TSAP为2个字节,通常使用一个有意义的字符串。TSAP的第2个字节由机架号+插槽号组成,插槽号在0-4Bit机架号在5-7Bit。这些TSAP在连接建立阶段被匹配,并且在数据传输时由2字节(目标/源)参考代替。

    下图示例为SIMATIC NET OPC与S7-200 SMART PLC 通过S7以太网协议通讯的COTP TSAP设置值

    通过WireShark抓包,COTP的连接报文如下:

     

    为什么要使用RFC 1006 协议扩展

    RFCs(Request for Comments) 是一些技术类文档, 内容包括针对-例如以太网结构,协议的设计,email 报文头设计等等进行了详细的描述。 RFC 1006 中的“ISO Transport Service on top of theTCP(TPKT)”(ISO传输服务通过TCP)是TCP协议的一种扩展。这意味着除了TCP数据,在通讯双方之间还可以提供特殊的传输服务(ISO服务)。

    当数据使用TCP协议进行传输时,传输工作聚焦在数据流上。因此没有关于数据长度或者数据起始以及终止的信息。这对于发送方没有问题,因为它知道所要发送的字节数。但对于接收方来讲,它无法知道该信息什么时候开始,什么时候结束,以及下一条信息什么时候被发送。
    在许多自动化应用中,必须要关注工作信息。信息块通过一个连接由发送方发出,其完整性由接收方进行确认。为了进行这样的确认,RFC1006规定了在数据前面必须要加上报文头。RFC1006因此提供了这样一种应用,及根据TCP协议建立数据流,但面向消息进行传输。

    第7层(相对于ISO-OSI参考模型)S7 Communication应用协议(协议ID=0x32),包含三部分:1-Header;2-Parameter;3-Data。根据功能(S7Comm.Parameter.Function )不同,S7 Communication协议的结构会有所不同。例如,请求数据报文只包含前两部分。

    应答数据报文为3部分包括数据Data 段

    S7Communication应用协议中Parameter.Function的取值对应的功能如下表:

    下图为S7以太网通讯客户端从建立TCP连接到读取到服务端数据的整个过程

    1.握手

    当客户端192.168.1.101与服务端192.168.1.200通过Socket建立连接时,会进行“三次握手”,这是标准的TCP连接方式,这个过程会由Socket自动完成;

    2.通讯请求

    在“握手”之后,并不能马上进行数据交换,还需要“通讯请求”过程。

    这个过程包含两次报文交换:

    • 客户端发送COTP报文给服务端,在COTP报文中包含“连接请求”和“Destination TSAP”,以明确CPU的机架号和槽号;服务端应答COTP报文,包含“连接确认”;这样服务端就清楚了客户端需要和哪个CPU来进行数据通讯;

    • 客户端发送S7 Communicaton报文给服务端,在S7Communicaton报文中包含“通讯请求”; 服务端反馈S7 Communicaton报文。

    • 交换数据

    通讯应用就在这个过程内完成,可以组织报文来实现需要的功能。这个过程内的报文是S7 communicaton,具体实现时,需要对S7协议中的第5、6、7层进行编程。

    注意,如果不进行“第2步-通讯请求”而直接发送交换数据报文,则服务端会将连接断开。

    转载于:https://www.cnblogs.com/wllgo/p/11512150.html

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  • 工业以太网及工业自动化连接器的接线方式主要根据设备的协议来确定的,工业以太网和工业自动化主要有:Ethernet/以太网,CANopen,Devicenet,PROFIBUS,INTERBUS,PROFINET,ETHERCAT,Sercos,Varan,SFC-interface,CC-...

    工业以太网及工业自动化连接器的接线方式主要根据设备的协议来确定的,工业以太网和工业自动化主要有:Ethernet/以太网,CANopen,Devicenet,PROFIBUS,INTERBUS,PROFINET,ETHERCAT,Sercos,Varan,SFC-interface,CC-Link等协议。
    一.工业以太网及工业自动化Ethernet/以太网接线协议:
    1.M12 A-coded 8pin 连接器接Ethernet/以太网:
    www.tobeest.com
    2. M12 X-coded 8pin 连接器接Ethernet/以太网:
    徐盛长荣科技M5连接器
    3. M12 A-coded 4pin 连接器接Ethernet/以太网:
    https://www.tobeest.com/products-11-1.html
    4. M12 D-coded 4pin 连接器接Ethernet/以太网:
    徐盛长荣科技M8连接器
    二.工业以太网及工业自动化CANOPEN接线协议:
    1.M12 A-coded 5pin连接器接CANopen:
    徐盛长荣科技M9连接器
    三.工业以太网及工业自动化Devicenet接线协议:
    1.M12A-coded 5pin连接器接Devicenet:
    徐盛长荣科技M12连接器
    5. M12 B-coded 5pin连接器接Devicenet:
    徐盛长荣科技M16连接器
    四.工业以太网及工业自动化PROFIBUS接线协议:
    1.M12 B-coded 5pin连接器接PROFIBUS:
    徐盛长荣科技工业自动化连接器
    五.工业以太网及工业自动化INTERBUS接线协议:
    1.M12 B-coded 5pin连接器接INTERBUS:

    徐盛长荣科技传感器连接器
    六.工业以太网及工业自动化EtherCAT/Sercos接线协议:
    1.M12 D-coded 4pin连接器接EtherCAT/Sercos:
    徐盛长荣科技M12A-coding连接器
    2. M12 D-coded 4pin连接器接EtherCAT/Sercos:
    徐盛长荣科技M12-B编码连接器
    七.工业以太网及工业自动化SFC-interface接线协议:
    1.M12 A-coded 4pin连接器接SFC-interface接口:
    徐盛长荣科技M12-X型编码coded连接器
    八.工业以太网及工业自动化CC-Link接线协议:
    1.M12 A-coded 4pin连接器接CC-Link:
    在这里插入图片描述
    原文地址:https://www.tobeest.com/news/details-30-51.html
    作者:ericchen
    转载请备注原文地址

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