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文档类型 常问问题 文档编号 26171811, 文档发布日期 2018年10月16日
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评估

TCP协议能提供什么样的属性、优势和特殊功能?

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本篇将概述协议 TCP、ISO-on-TCP、UDP 和 ISO 传输的属性、优点和特殊特性。

描述:

图 01 -  描述了TCP,ISO-on-TCP,UDP和ISO协议在ISO-OSI 参考模式的位置图



( 46 KB )
图 1 -  ISO-OSI 参考模式的位置图

TCP协议


如果数据用TCP协议来传输, 传输的形式是数据流。没有传输长度及信息帧的起始、结束信息

在以数据流的方式传输时接收方不知道一 条信息的结束和下一条信息的开始。因此 , 发送方必须确定信息的结构让接收方能够识别 。信息结构可能包含有数据后面的控制字符(如回车),表示信息的结束。

在多数情况下,TCP应用了IP (Internet protocol) 这就是人们常谈论的"TCP/IP 协议". 它位于 ISO-OSI 参考模型的第四层。

ISO-on-TCP协议

ISO传输协议的最大优势是面向打包的数据传输。然而,随着网络的发展,不支持路由功能将变得越来越不利。

由于互联网的存在,与路由兼容的TCP / IP协议已经占据了主导地位,因此试图将这两种协议的优势结合起来。在扩展RFC 1006 ( RFC =Request for Comments)中,“ISO on top of TCP”,也称为“ISO-on-TCP”,ISO传输协议的属性在TCP协议上定义。ISO-on-TCP协议也在ISO - OSI参考模型的第4层,并将端口102 定义为数据传输的默认端口。
该协议可用于SIMATIC S7、SIMATIC PC的当前模块,并且通过实现CP 1430 TCP,也可用于SIMATIC S5。

UDP协议

引入了UDP协议来快速简单地传输数据。
UDP协议位于ISO - OSI参考模型的第4层(传输层),因此基于IP层(第3层)。
使用IP地址对数据接收者进行寻址。只有最少的管理信息被添加到要发送的数据包中,因此与TCP和ISO-on-TCP协议相比,数据吞吐量更高。
考虑到快速传输数据的要求,UDP协议只提供基本功能。因此,在通信伙伴之间交换数据可以用最少的努力。UDP协议废除了TCP和ISO-on-TCP协议中的安全机制。UDP协议是无连接的,满足实时要求。由于不能保证数据的正确传输,所有本身并不可靠。

图2示出了UDP协议的结构。除了要传输的用户数据之外,还会发送其他信息。此信息始终位于标头中UDP消息的开头。报头由以下4个数据字段组成,每个字段16位长。

  • 源端口
  • 目的端口
  • 长度
  • 校验和
图 2

性能数据
标准工作特性注意
定义RFC 768制造商中立的
传输介质电缆,光纤,无线-
传输速率高达1 Gbit,具体取决于网络的物理特性
-
可连接设备和访问过程
  • 单播
  • 组播
  • 广播

允许的过程:

  • CSMA/CD
  • CSMA/CA
表 1

ISO协议

从历史角度来看,ISO传输协议作为ISO - OSI参考模型的第4层协议,是SIMATIC中的第一个以太网协议。ISO传输协议基于ISO 8073 TP0中定义的ISO协议。
该协议的最大优势在于面向消息的数据传输,这有助于自动化系统中的处理。
然而,由于ISO传输协议中没有第3层实现,因此网络寻址和路由是不可能的。
与TCP协议不同,ISO传输协议也适用于容错系统,因为数据传输很容易指定。也可以用该协议连接S5系统。

套结字和端口号:
几个进程在多线程操作系统中可同时运行, 因此每个进程可提供多种服务。它们应该能够被单独的寻址。
由于这个原因, 特殊的接口, 或者端口, 在用TCP/IP协议和UDP协议的数据通信中被定义。这种从主机对主机转换到进程对进程扩展被称为应用多路技术和多路分解技术。

一个站的IP地址和端口号形成了一个套结字 ,这是整个网络中用户程序的唯一地址。因此在一个网络中应用一个套结字可以访问一个站的任何一个进程。

在SIMATIC环境下, 多个进程或者用户程序在CPU上是不能同时建立的。因此,多个通讯任务可以被同时初始化。为了方便实现唯一寻址,需通过连接组态来进行配置赋值。

TCP, ISO-on-TCP and ISO 传输协议服务:

  • Send/Receive
    SEND/RECEIVE 接口被用于激活两个客户站之间的数据传输。在两个站之间数据的交换是用发送和接收块来完成。
  • Fetch/Write
    Fetch/Write 是从服务器上读取数据或者写数据到服务器的服务。对服务器的访问是通过被动的服务器的操作系统且不需要调用任何的功能块 。在 SIMATIC S7 中,  fetch/write 服务仅仅在服务器的功能中完成。 因此,  SIMATIC S7 服务器不能主动激活读写数据。客户端能够主动激活从S7站中读写数据。

数量结构:

Entry 18909487 提供有关集成PROFINET接口的CPU、S7软件控制器和WinAC RTX支持的可能连接数的信息以及每个作业的最大用户数据量。

Entry 16767769 提供有关SIMATIC S7 - 300工业以太网CPs支持的可能连接数的信息以及每个作业的最大用户数据量。

Entry 15368142 提供有关SIMATIC S7 - 400工业以太网CPs支持的可能连接数的信息以及每个作业的最大用户数据量。
 

TCP协议的属性:


下表显示了TCP、ISO-on-TCP、UDP和ISO传输协议的属性。


TCP 协议ISO-on-TCP 协议UDP 协议 ISO 传输协议
快速数据传输快速数据传输非常快速的数据传输非常快速的数据传输

适用于传输大中型数据量

  • 使用S7 - 1500,每个作业最多64K 字节
  • 使用S7 - 1500,每个作业最多8K 字节
  • 使用S7 - 1500,每个作业最多32K 字节
  • 使用S7 - 300和S7 - 400的工业以太网CPs,每个作业最多8K 字节

适用于传输大中型数据量

  • 使用S7 - 1500,每个作业最多64K 字节
  • 使用S7 - 1500,每个作业最多8K 字节
  • 使用S7 - 1500,每个作业最多32K 字节
  • 使用S7 - 300和S7 - 400的工业以太网CPs,每个作业最多8K 字节

适用于传输中小型数据卷:
以下模块支持每个作业最多1472字节:
- S7 - 1500 CPU固件版本< 2.5
- S7 - 1500 CPU固件
版本2.5及更高版本(广播)
- S7 - 1200 CPU
- S7 - 300 CPU
- S7 - 400 CPU
以下模块支持每个作业最多2K字节
- S7 - 300和S7 - 400的工业以太网CPs
- S7 - 1500 CPU固件
版本2.5及更高版本(单播和多播)

适用于传输大中型数据量
使用S7 - 300和S7 - 400的工业以太网CPs,每个作业最多8千字节

基于互联网协议( IP )基于互联网协议( IP )基于互联网协议( IP )基于MAC地址
面向连接的面向连接的无连接的面向连接的
路由兼容路由兼容路由兼容路由不兼容

数据作为数据流传输.

面向包的数据传输

面向包的数据传输面向包的数据传输
协议确认数据的发送和接收。协议确认数据的发送和接收。协议仅确认数据成功发送到网络,而不确认数据到达目标站。协议确认数据的发送和接收。
数据丢失被识别并自动补救。

数据丢失被识别并自动补救。

  • 不能保证发送的数据包到达接收器,也不能保证发送的数据包只到达接收器一次。
  • 无法预测包裹到达接收端的顺序。
  • 校验和错误的数据包将被丢弃,不再被请求。

确认数据损失。

当传输动态数据量时,发送者必须定义一个可以被接收者解释的消息结构,因为消息的长度和信息不会被传输。

动态数据卷的传输是可能的,因为消息的长度和信息也会被传输。动态数据卷的传输是可能的,因为消息的长度和信息也会被传输。

当传输动态数据量时,发送者必须定义一个可以被接收者解释的消息结构,因为消息的长度和信息不会被传输。

灵活,可以用第三方系统实现

主要用于SIMATIC结构中灵活,可以用第三方系统实现主要用于SIMATIC结构中
需要单独的路由器配置/设置(必须在CPU或CP的硬件配置中输入路由器)需要单独的路由器配置/设置(必须在CPU或CP的硬件配置中输入路由器)需要单独的路由器配置/设置(必须在CPU或CP的硬件配置中输入路由器) -

 表 2

注意:

    • Entry 109747710 提供开放式通讯 (OUC)的基本例程。
    • 可通过条目号ID 20982954获得关于SIMATIC S7通信的总说明。


安全性信息
为了保护技术基础设施、系统、机器和网络免受网络威胁,有必要实施并持续维护一个全面、最先进的IT安全方案。西门子的产品和解决方案构成了这一方案的一个要素。有关网络安全的更多信息,请访问
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