Beitragstyp: FAQ, Beitrags-ID: 26171811, Beitragsdatum: 07.11.2007
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Welche Eigenschaften, Vorteile und Besonderheiten bietet das TCP-Protokoll?

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Beschreibung:
Wenn Daten mit dem TCP-Protokoll übertragen werden, erfolgt die Übertragung in Form eines Datenstroms. Es werden dabei weder Informationen zur Länge noch Informationen über Anfang und Ende einer Nachricht übertragen. Der Empfänger kann jedoch nicht erkennen, wo eine Nachricht im Datenstrom endet und wo die nächste im Datenstrom beginnt. Deshalb muss der Sender eine Nachrichtenstruktur festlegen, die beim Empfänger interpretiert werden kann. Die Nachrichtenstruktur kann sich z.B. aus den Daten und einem abschließenden Steuerzeichen wie "carriage return", über welches das Ende einer Nachricht signalisiert wird, zusammensetzen.

TCP setzt in den meisten Fällen auf das IP (Internet-Protokoll) auf, weshalb häufig (und oft nicht ganz korrekt) auch vom "TCP/IP-Protokoll" die Rede ist. Es ist in Schicht 4 des ISO-OSI-Referenzmodells angesiedelt.


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Bild 01 - Einordnung in ISO-OSI-Refernezmodell

Socket und Ports:
Auf Multitasking-Betriebssystemen können mehrere Prozesse gleichzeitig laufen, wobei jeder Prozess auch mehrere Dienste zur Verfügung stellen kann. Diese sollten separat adressierbar sein.
Aus diesem Grund werden sowohl beim TCP/IP- als auch beim UDP-Protokoll spezielle Schnittstellen für die Datenkommunikation definiert, die sogenannten Ports. Diese Erweiterung der Host-zu-Host- auf eine Prozess-zu-Prozess-Übertragung wird als Anwendungsmultiplexen und -demultiplexen bezeichnet.

Zusammen mit der IP-Adresse einer Station bildet die Portnummer einen sog. Socket, der als eindeutige Adresse des Anwenderprogramms im gesamten Netzwerk definiert ist. Mit einem Socket kann also ein beliebiger Dienst eines Prozesses auf einer Station innerhalb eines Netzwerkes adressiert werden.

Im SIMATIC Umfeld können auf einer CPU nicht mehrere "gleichzeitig" laufende Prozesse bzw. Anwenderprogramme erstellt werden. Dennoch können mehrere Kommunikationsaufträge gleichzeitig angestoßen werden. Damit auch hier eine eindeutige Adressierung möglich ist, muss eine Zuordnung über die Verbindungsprojektierung erfolgen.

Schnittstellen und Dienste:

  • Send/Receive
    Die SEND/RECEIVE-Schnittstelle wird genutzt, um Daten zwischen zwei Client Stationen aktiv zu übertragen. Hierbei werden die Daten mit Hilfe von Sende- und Empfangsbausteinen zwischen den Stationen ausgetauscht
  • Fetch/Write
    Fetch/Write ist ein Dienst, mit dem Daten aus einer Serverstation ausgelesen oder in diese geschrieben werden. Der Zugriff erfolgt hierbei über das Betriebssystem der passiven Serverstation, ohne weitere Funktionsaufrufe innerhalb der Serverstation. Die SIMATIC S7 hat den Fetch/Write Dienst nur in Server Funktionalität implementiert. Demzufolge kann die SIMATIC S7 nicht aktiv Daten lesen oder schreiben. Clients sind in der Lage, aktiv Daten aus der S7 zu lesen bzw. in sie zu schreiben
Mengengerüst:
 

Kenngröße

Wertebereich
Datenbereich pro Auftrag 1 - 8192 Byte
Schnittstelle Ebene 4 des ISO-OSI-Referenzmodells
Anzahl der mögl. Verbindungen bis zu 16 pro S7-300 CP
bis zu 64 pro S7-400 CP

Vorteile des TCP-Protokolls:

  • schnelle Kommunikation
  • für die Übertragung von mittleren bis großen Datenmengen (<= 8192 Byte) geeignet
  • routingfähig (d.h. im WAN einsetzbar)
  • flexibel mit Fremdsystemen einsetzbar
  • quittiert

Nachteile des TCP-Protokolls:

  • nur statische Datenlängen übertragbar
  • höherer programmiertechnischer Aufwand zur Verwaltung der Daten
  • Daten werden als Datenstrom übertragen

Hinweise:

  • Unter der Beitrags-ID: 19033929 finden Sie ein komplettes Beispiel zu einer Übertragung von Daten mit variabler Telegrammlänge über das TCP-Protokoll.
  • Allgemeine Informationen zur Kommunikation über SIMATIC S7 finden Sie unter der Beitrags-ID: 20982954.

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