EtherNet/IP协议基础知识(Part 2)

2.2.Encapsulation封装协议

2.2.3.主要功能

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图:EtherNet/IP封装层协议  

实时性要求不同的数据会采用不同的封装形式与传输形式:实时性要求不高的数据会采用CPF(Common Packet Format通用包格式)+Encapsulation的封装,走TCP/IP传输通道;而实时性要求较高的数据仅采用CPF封装,并走UDP/IP传输通道。封装层主要功能如下:

 1)  解除IP网络的CIP消息封装;

 2)  将CIP消息包装为以太网消息;

 3)  会话管理

 4)  与下层TCP/IP协议层以及TCP/IP堆栈进行交互

2.2.3.2 封装结构

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图:EtherNet/IP以太网包结构  

 

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图:封装部分的结构

EtherNet/IP的以太网包与其中的封装部分结构如上图所示,其中封装部分各细分部分功能如下:

Command:代表该包的功能和作用;

Length:指示后方数据域的长度;

Session Handle:会话句柄,表示会话建立或响应的请求;

Status:指示改包的命令有无正确执行,可比对状态码表进行确认;

Sender Context:包含描述发送者信息的内容;

Options:可选设置;

Command-specific Data:根据命令的不同有所区别

2.2.3.3 命令类型

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表:部分命令类型

2.2.3.4 命令特定数据域(CPF)结构

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图:数据域结构

数据域部分的结构如上图所示,其结构为1个1个的item的连接,其每种item的含义如下:

 ①  Item Count:指示该包数据域中item的总个数;

 ②  Address Item:存放目的地地址信息:

Type ID:地址类型;

Length:地址长度;

Data:地址具体数值;

 ③  Data Item:存放数据信息:

Type ID:数据类型

Length:数据长度;

Data:具体数据,封装了CIP报文包的内容,包含CIP命令、请求路径等内容;

2.2.4 传输层的消息类型

2.2.4.显式消息

应用:非周期性从端数据的读写

特点:

①报文中包含地址项和服务请求(命令);

②通常用于两个站点之间的通用通信路径;

③面向逻辑连接的连接方式,点对点传输,请求对应响应;

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图:显式消息封装部分的报文结构  

上图中,Command的值为0x6F,指示该报文为SendRRData,其上半部分的结构为封装报文头结构,下半部分为命令特定数据域结构,与前文提到的报文结构基本无异。

2.2.4.2 隐式消息

应用:实时的IO应用数据交互

特点:

①报文中没有地址项,也没有服务请求(命令);

②通过Connection ID来确定任务目标;

③生产者与(一或多个)消费者之间的特殊通信路径;

④点对点或多播;

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图:隐式消息封装部分的报文结构  

上图的报文结构中,不含有封装协议报文头,且命令特定数据域中的地址项与数据均固定,通过Connection ID来标识访问的数据。

2.2.5 EtherNet/IP 应用层-CIP

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图:CIP协议基本架构  

基本原理:以是否存在实时性要求为依据,划分数据的优先级,区别对待不同优先级的数据。具体的协议内容,将单独成篇进行介绍。

2.3 EtherNet/IP 特点总结

①在标准以太网基础上建立,而不仅仅是与之兼容;

②多种数据传输速率:10、100、1000Mbit/s;

③可以使用标准基础架构来构建系统

④可以使用IP路由器将网络构建为子网;

⑤使用IP寻址进行所有通信,完全支持跨子网的通信,因此网络中几乎没有节点数量限制;

⑥非实时通信和实时通信可以在同一子网中共存;

⑦支持协调驱动和运动控制;

⑧支持设备级环网(DLR),该环网通过介质冗余提供单容错能力;

⑨与其他上层协议(如HTTP,FTP,VOIP等)共存;

关于虹科工业通讯:

虹科是一家在工业自动化领域,特别是工业总线通讯行业经验超过10年的高科技公司。虹科工业通讯事业部与世界知名的工业通讯专家PEAK-System,Hilscher,Kunbus,SYS TEC,Koenig-Pa,Port,Copa-data,TenAsys,SoC-e、RELYUM】等深度合作,提供业内顶尖水平的工业总线协议软硬件解决方案,协议类型包含【CAN、CANopen、EtherCAT、Profibus、Profinet、Ethernet/IP、TSN】等,产品类型包含代码软件芯片、板卡、模块等。虹科工业通讯以客户需求为导向,以技术能力为基础,为国内企业提供最适合的产品和最满意的服务。特别是在工业4.0的大环境下,虹科工业通讯与时俱进,推出了TSN(时间敏感网络)的解决方案,后者将在推动万物互联的潮流中扮演着如高速公路般的连接作用。

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作者:虹科工业通讯—梁桦圳

排版:虹科工业通讯—黄怡

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