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GEFanucAutomationGEFanucAutomationEthernetTrainingCourse以太网培训手册PresentedbyGEFanucShanghaiOfficeCourseAgenda课程介绍•Introductiontonetworks计算机网络基本概念•IntroductiontoEthernet以太网简介•IntroductiontoTCP/IPTCP/IP协议介绍•GEFanucEthernetproducts介绍GEFanuc的以太网产品•SGMProductionandOfficenetworkconceptSGM的生产网络与办公网络Whatisanetwork?什么是网络•Anetworkissomeformofmediawhichconnectsdevicestogether网络是通过某种传输介质将若干台计算机设备连接起来的一种形式•Anetworkmaybereferredtoasa计算机网络可以分成以下两种形式•LAN-LocalAreaNetwork局域网-本地小区域内各台设备组成的网络•WAN-WideAreaNetwork广域网-长距离(100公里以上)范围内的网络为什么可编程控制器用户要使用网络•连接物理上比较分散的设备•可编程控制器与输入输出模块-节省了大量电缆•允许可编程控制器共享信息•参与联锁控制,汇报和处理信息,参与故障诊断•便于高速地传送生产过程的数据信息到中央管理信息系统•生产运转周期,生产数据,报警信息•便于中央管理信息系统下发生产指令给各个生产设备•生产配方,生产指令,零部件计划•使得控制系统可构成主机热备份•可以实现远程编程网络7层模型的定义•ISO(国际标准化组织)定义的OSI(开放系统互连)参考模型包含如下七个层次：物理层数据链路层网络层运输层会话层表示层应用层用户物理层数据链路层网络层运输层会话层表示层应用层用户主机A主机B表示层协议网络层协议数据链路层协议物理层协议应用层协议运输层协议会话层协议层次7654321物理层连接(传输介质)7层模型的定义•1978年第一次提出该模型•每一层都定义了对它的上层所提供的一系列服务•每一层都请求和使用它的下层所提供的服务•每一层都不必了解下层的运行和工作细节•修改本层的功能并不影响其他层次•所有层次都应该提供点到点(主机与主机)之间的连接，以此完成一次完整的数据传输•比如：打国际长途电话Layer1第一层：物理层PhysicalLayer物理层•Cable/media,connectors,topology,signallevels定义了传输介质的种类、连接器、拓补结构、信号幅值•Responsibleforsendingabitofdatafromonedevicetoanotherdevice担负着将组成数据信息的位串从一个站发送至另一个站的任务•Includesthephysicallink(cableandconnectors)andtheelectronicsnecessarytomodulatethelink包含传输介质、连接器以及必要的信号调制电路第二层：数据链路层数据链路层•负责无差错地发送数据帧•解决该层产生的丢失帧、错误帧和重复帧等传输故障•该层实际上被分成两个子层•LLC子层-逻辑链路层•完成错误检验及差错恢复•MAC子层-介质访问控制层•完成数据帧的寻址(利用MAC地址)•完成分组的传送•不同的网络有不同的MAC子层第三层：网络层网络层•决定了一个分组是按照怎样的路径从源设备发送到目的设备•对于一个简单型的网络，不存在路由选择问题•对于一个复杂型的网络，每个分组的路由选择都是动态决定的•统计传输的数据量，为了今后的收费•进行网络地址的转换，如果目的设备所在的网络与源设备所在网络是不同类型的网络Layer4第四层：运输层TransportLayer运输层•Providesend-to-endcontrolofacommunicationsession提供每次通讯点到点(主机到主机)之间的联接控制•Mayberesponsibleformultiplexingmanydataroutesforimprovedspeedintransmittingdata也负责高速发送数据时的多路数据传输•Takescareofmulti-programmed(ieparalleltasking)communicationssessions负责处理多任务(并行任务)的通讯会话第五层：会话层会话层•在两台主机设备之间建立对话联接•比如：为了传输一个文件•管理对话过程•比如：单向或双向的数据流向，半双工时的操作管理•执行数据权标的管理•比如：保证参与通讯的两台主机不会同时向对方发出请求命令•完成数据同步功能•比如：保证发生故障后，已经发送的数据不会重复再发送Layer6第六层：表示层PresentationLayer表示层•Performsfunctionsconcerningsyntaxandsemanticsofinformation执行涉及到数据信息的语法和语义的功能•Thesearefunctionsrequestedfrequentlyenoughtowarrantaspecificsolution这些是经常被请求调用的功能•Examplesarethedataformat例如数据格式•ieASCII,floatingpoint,integer比如：ASCII码、浮点数、整型数•Mayalsoperformdataencryptionandcompression也完成数据的加密、压缩等功能Layer7第七层：应用层ApplicationLayer应用层•Containsavarietyofprotocolstoallowcommunicationofdata包含了大量的应用协议，以保证各种各样的数据通讯•ieMMS,virtualterminalsoftware,filetransfer比如：MMS协议、虚拟终端软件、文件传输协议UserLayer用户层TheUser抯Application!用户的应用程序•Thisistheprogramthattheuserisconcernedwith这一层是用户所关心和面对的应用程序•Theapplicationmustcommunicatewithanotherapplicationonanothermachine,thusrequiringtheservicesoftherelevantprotocolintheapplicationlayer这一层的应用程序必须与运行在另一台主机上的应用程序相互通讯，这就要求两台主机的应用层都有相应的应用层协议提供服务分层的重要性•网络模型的分层使得网络的安装构成更易于理解•大多数网络的安装与构成使用了分层概念•替换或者更换某一层，不会影响其他层网络硬件接口网络传输的物理介质(电缆)网络硬件驱动程序网络协议(如TCP/IP协议)用户的应用层协议(如文件传输协议)应用程序个人电脑中的网络组成部分的分层示意图NetworkTopologies网络的拓补结构Star星型Ring环型Bus总线型Tree树型Point-to-point点到点客户机/服务器结构•客户机与服务器是指该网络设备是请求获得信息还是向网上其他设备提供信息•客户机请求获得信息•服务器提供信息•网上设备既可以是客户机，也可以是服务器时间客户机服务器客户机请求获得信息服务器提供信息以太网与IEEE802.3的历史•以太网最初由DEC、Intel和Xerox三家公司在1980年共同开发研制出来•IEEE(国际电工电子委员会)于1982年在以太网的基础上制订了802.3标准•超过50%的已安装的网络属于IEEE802.3标准的以太网•目前，IEEE802.3与以太网这两个名词可以相互替代使用以太网/IEEE802.3的技术术语Ethernet以太网，是通过电缆将节点连接起来Transceiver收发器，将网站连接到以太网电缆上的设备Dropcable连接电缆，连接收发器与节点的电缆Heartbeat用来确认网站的冲突检测功能工作正常IEEE802.3是定义以太网的标准MAU介质连接单元AUI连接单元接口-连接电缆的15针D型接口AUIcable连接电缆SQE信号质量错误，由收发器回送给网站的信号，指示冲突电路是否操作其他技术术语•段•由一段电缆所构成的网络的一部分•分组•一个包含数据和报文控制信息的以太网逻辑信息组•帧•在网上实际发送的逻辑信息组•网关•用来连接不同系统(子网)的网间连接器•路由器•网关的另一个名称，通常路由器依靠网络层信息，把分组从一个网络向前送到另一个网络什么是以太网？•以太网是OSI七层模型中的低层部分•以太网的第一层(物理层)在IEEE802.3中被定义•以太网的第二层(数据链路层)中的介质访问控制层(MAC)也在IEEE802.3中定义•以太网的第二层中的逻辑链路层(LLC)在IEEE802.2中定义•以太网的第三至七层属软件协议，超出了以太网的定义范围第1层第2层物理连接MACLLCIEEE802.3-以太网IEEE802.2以太网的特性•高速•最初的10Mbits/S波特率•现在已有100Mbits/S的波特率•载波监听多路访问/冲突检测技术•载波监听多路访问、冲突检测•网站设备监听一下传输介质，如果介质忙，则退出发送•网上多台设备都有共享传输介质的同等权利•如果网上两台设备同时向网上发送数据，冲突就发生了，这将被网站检测到，同时网站也退出发送•各种各样的电缆类型•非常易于各种电缆组合使用冲突域•一个冲突域是载波监听/冲突检测技术工作的网络范围•冲突意味着实际的数据率低于网络的波特率•对于10Mbits/S波特率的以太网，最大的数据率大约是3Mbits/S•超过30%网络负担,冲突将会显著增加，网络的性能也会呈指数曲线下降以太网的电缆类型主要的类型有•10base5-粗同轴电缆•10base2-细同轴电缆•10baseT-无屏蔽双绞线•FOIRL/10baseFL-光导纤维电缆•FDDI-光纤分布数据接口(100M光纤)•100baseT-100M双绞线10base5-粗同轴电缆10base5-粗缆•10Mbits/S,基带•位传输错误率10e-8•每个网段可有100个节点,500米长•使用波阻抗为50欧姆的同轴电缆,10mm外径•N系列的连接器、或者附着型连接器•节点之间必须间隔2.5米•或者是2.5米的倍数•在总线两端必须用50欧姆电阻终结电缆•每个网段的电缆必须单点接地(连在局域网的网络设备机柜)使用粗缆•总线型拓补结构•局域网的基本(主要)通信通道是电缆•节点通过连接电缆连到网络电缆上•在连接电缆和网络电缆之间是收发器设备1接口收发器设备2接口收发器连接电缆连接电缆以太网电缆终端电阻终端电阻电缆终结•正确的电缆终结对于任何类型的网络都是非常重要的•电缆终结器是连接信号两端的电阻•或者连接信号线与地线•电缆终结器被用来消除信号波形的反射•一个脉冲信号将会在没有终结的电缆上产生电压反射•一个脉冲信号将会在短路连接的电缆上产生电流反射•由于电信号并不是以无穷大的速度传播，因此一个反射信号将会影响下一个脉冲信号•不断重复的反射信号会破坏一个完整的数据信息报文收发器•是连接以太网接口模块到物理传输介质终端盒•已经有双/多口的收发器•大多配有SQE开关收发器AUI或AAUI接口以太网传输电缆AUI电缆•也称为连接电缆•连接网络节点和收发器•15针D型接口到15针D型接口电缆•最大电缆长度可达50米•15针D型连接器与电缆必须有良好的屏蔽层•AUI电缆的长度不包括在网段的电缆长度之内最长50米15针D型插头15针D型插头收发器节点(网站)AAUI电缆•AAUI是超微型的AUI(仅仅对90-30PLC)•相对于AUI,AAUI的连接器是不同的•AAUI的低电源电压使得AAUI电缆的长度有所限制•小于1米•通常AAUI收发器