Fanuc以太网培训手册.pptx
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1、Course Agenda 课程介绍Introduction to networks 计算机网络基本概念Introduction to Ethernet 以太网简介Introduction to TCP/IP TCP/IP协议介绍GE Fanuc Ethernet products 介绍GE Fanuc的以太网产品SGM Production and Office network concept SGM的生产网络与办公网络第1页/共83页What is a network?什么是网络A network is some form of media which connects devices t
2、ogether 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A network may be referred to as a 计算机网络可以分成以下两种形式LAN-Local Area Network 局域网-本地小区域内各台设备组成的网络WAN-Wide Area Network 广域网-长距离(100公里以上)范围内的网络第2页/共83页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
3、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第3页/共83页网络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)第4页/共83页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
4、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:打国际长途电话第5页/共83页Layer 1第一层:物理层Physical Layer 物理层Cable/media,connectors,topology,signal levels 定义了传输介质的种类、连接器、拓补结构、信号幅值Responsible for sending a bit of data from one device to another device 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Includ
5、es the physical link(cable and connectors)and the electronics necessary to modulate the link 包含传输介质、连接器以及必要的信号调制电路第6页/共83页第二层: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7页/共83页第三层: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
6、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第8页/共83页Layer 4第四层:运输层Transport Layer 运输层Provides end-to-end control of a communication session 提供每次通讯点到点(主机到主机)之间的联接控制May be responsible for multiplexing many data routes for improved speed in transmi
7、tting data 也负责高速发送数据时的多路数据传输Takes care of multi-programmed(ie parallel tasking)communications sessions 负责处理多任务(并行任务)的通讯会话第9页/共83页第五层: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第10页/共83页Layer 6第六层:表示层Presentation L
8、ayer 表示层Performs functions concerning syntax and semantics of information 执行涉及到数据信息的语法和语义的功能These are functions requested frequently enough to warrant a specific solution 这些是经常被请求调用的功能Examples are the data format 例如数据格式ie ASCII,floating point,integer 比如:ASCII码、浮点数、整型数May also perform data encryption
9、 and compression 也完成数据的加密、压缩等功能第11页/共83页Layer 7第七层:应用层Application Layer 应用层Contains a variety of protocols to allow communication of data 包含了大量的应用协议,以保证各种各样的数据通讯ie MMS,virtual terminal software,file transfer 比如:MMS协议、虚拟终端软件、文件传输协议第12页/共83页User Layer用户层The User抯 Application!用户的应用程序This is the program
10、 that the user is concerned with 这一层是用户所关心和面对的应用程序The application must communicate with another application on another machine,thus requiring the services of the relevant protocol in the application layer 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第13页/共83页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
11、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第14页/共83页Network Topologies网络的拓补结构Star星型Ring环型Bus总线型Tree树型Point-to-point点到点第15页/共83页客户机/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
12、息第16页/共83页以太网与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第17页/共83页以太网/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Drop cable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IEEE8
13、02.3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AUI cable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第18页/共83页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第19页/共83页什么是以太网?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IEEE 802.3中被定义以太网的第二层(数据链路层)中的介质访
14、问控制层(MAC)也 在IEEE 802.3中定义以太网的第二层中的逻辑链路层(LLC)在IEEE 802.2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MACLLCIEEE 802.3-以太网IEEE 802.2第20页/共83页以太网的特性高速最初的10 Mbits/S波特率现在已有100 Mbits/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
15、电缆类型非常易于各种电缆组合使用第21页/共83页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10 Mbits/S波特率的以太网,最大的数据率大约是3 Mbits/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 线下降第22页/共83页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双绞线第23页/共83页10base5-粗同轴电缆10base5-粗缆10
16、Mbits/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,10 mm 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)第24页/共83页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第25页/共83页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
17、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第26页/共83页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第27页/共83页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A
18、UI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)第28页/共83页AAUI电缆AAUI是超微型的 AUI(仅仅对 90-30 PLC)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收发器附带有AAUI电缆通常不支持信号质量错误监测(SQE)最长 1 长微型 14 针连接器节点收发器第29页/共83页10base2-细同轴电缆10base2-细缆10 Mbits/S 基带也称为廉价网缆位传输错误率 10e-7每个网段可有30个节点,最长185米使用波阻抗为50欧姆的屏
19、蔽同轴电缆,5mm 的外径BNC 插头节点之间必须至少间隔 0.5 米在总线两端必须用50欧姆电阻终结电缆每个网段必须单点接地第30页/共83页使用细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T型头连接到网缆上设备 1接口设备 2接口以太网电缆BNC T型头终端电阻终端电阻无连接电缆-直接连到网缆第31页/共83页10baseT-双绞线(在办公区域使用)10baseT-双绞线10 Mbits/S,基带也称为UTP-无屏蔽双绞线位传输错误 10e-7每个网段最长可达100米节点的数量受集线器的限制使用无屏蔽双绞线,最大6mm外径(如:电话线)RJ45 连接器在集线器内部电缆被终结
20、在集线器一端接地第32页/共83页使用双绞线星型拓补结构局域网的基本(主要)通信通道是集线器节点通过双绞线连接到集线器在双绞线的一端只有一个设备(网站)设备 2接口双绞线连接电缆集线器设备 1接口双绞线连接电缆第33页/共83页使用FOIRL/10baseFL 光缆星型的拓补结构局域网的基本(主要)通信通道是 FOIRL/10baseFL集线器节点通过双光缆连接到集线器一根光缆对应于一个方向的数据传输(即:一收一发)在光缆的一端只有一个设备(网站)设备 2接口光缆光缆FOIRL/10baseFL 集线器设备 1接口第34页/共83页以太网的寻址以太网的地址通常由上层软件协议所定义比如:TCP/
21、IP的 IP 地址然而,IEEE802.3对以太网的第二层还定义了一个介质访问 控制(MAC)地址也称为 默认的站地址(全球)唯一的物理地址,形如 08001901020312个16进制数GE Fanuc以太网产品的介质访问控制(MAC)地址都以 080019 开头(MAC地址)常用于网络低层的故障诊断和组态较少使用第35页/共83页什么是TCP/IP?网络介质访问层第 1 层第 2 层第 3 层第 4 层第 5 层第 6 层第 7 层OSI 7层模型网际层(IP)主机到主机 传输层(TCP)应用层TCP/IPTCP/IP协议以太网以太网协议第36页/共83页什么是TCP/IP?注意,TCP/
22、IP是中间两层低层通常是以太网最高一层是(应用)协议不被TCP/IP所定义在TCP/IP之上,最常用的协议包括TELNET-远程终端访问FTP-文件传送协议其他协议TCP/IP并不完全符合ISO的OSI 7层参考模型但是,考虑到桥、路由器等网络互连设备,这个(OSI)模型 仍然有效第37页/共83页What is TCP/IP?(cont.)什么是TCP/IP?TCP/IP is a connection based protocol TCP/IP 是一种基于协议的连接Two devices must first establish a connection 两台设备必须首先建立一个连接The
23、 connection may include a negotiation where a device determine the capabilities of another 这个连接可能还包括一个协调过程,通过这个协调,一台设备测定 另一台设备的能力When the two devices have finished communicating,the connection may be closed 当两台设备完成通讯时,这个连接就要关闭第38页/共83页IP 寻址在网上的每一个节点都必须有一个唯一的IP(网际层协议)地址IP地址使本站与网上其他站区别开来IP地址长度为32位,并且由
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