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以太网协议有哪些?
点击:270发布时间:2024-10-14

常见的以太网协议包括以下几种:

一,ARP(地址解析协议):

功能:在以太网中,当一个主机要与另一个主机进行通信时,必须知道目的主机的 MAC 地址(物理地址),而 ARP 协议就是根据 IP 地址获取 MAC 地址的一种 TCP/IP 协议。例如,主机 A 要向主机 B 发送数据,但是只知道主机 B 的 IP 地址,此时就需要通过 ARP 协议来获取主机 B 的 MAC 地址。

工作方式:源主机发起查询目的 MAC 地址的报文称为 ARP 请求,该请求会在局域网中广播,所有主机都会接收并处理这个请求报文,然后进行验证,查看接收方的 IP 地址是不是自己的地址。如果是,则返回 ARP 应答报文,告知源主机自己的 MAC 地址。

二,IP(网际协议):

功能:IP 协议是 TCP/IP 协议簇中的核心协议之一,也是 TCP/IP 协议的载体,它规定了数据传输时的基本单元和格式。所有的 TCP、UDP 以及 ICMP 数据都是以 IP 数据报格式传输的。IP 协议的主要作用是通过 IP 寻址来建立两个节点之间的连接,为数据包选择路由。

IP 地址分类:分为 IPv4 和 IPv6 两种版本。IPv4 地址是 32 位的二进制数,通常表示为点分十进制形式,如 192.168.1.1;IPv6 地址是 128 位的二进制数,能够提供更多的地址空间,以满足日益增长的网络设备需求。

三,ICMP(互联网控制消息协议):

功能:用于在 TCP/IP 网络中发送控制消息,提供可能发生在通信环境中的各种问题反馈。通过这些消息,网络管理者可以对所发生的问题进行诊断,然后采取适当的措施解决问题。

报文类型:包括查询类报文和差错诊断类报文。查询类报文主要用于信息的查询和采集,如 ping 功能就是使用 ICMP 的查询报文来测试网络的连通性;差错诊断类报文主要用于诊断网络故障,比如传输报文被丢弃的原因等。

四,UDP(用户数据报协议):

特点:是一种无连接的传输层协议,与 TCP 相比,它不提供可靠的数据传输保证,不进行数据的确认、重传等操作,因此传输效率较高,但数据的可靠性相对较低。

应用场景:适用于对实时性要求较高、但对数据准确性要求不那么严格的应用,如实时视频传输、音频传输、在线游戏等。

五,TCP(传输控制协议):

特点:是一种面向连接的、可靠的传输层协议。在数据传输之前,需要建立连接,在数据传输过程中,会进行数据的确认、重传、排序等操作,以保证数据的准确、有序传输。

应用场景:适用于对数据准确性和可靠性要求较高的应用,如文件传输、电子邮件、网页浏览等。

六,Modbus TCP:

来源及应用领域:由施耐德公司推出,是一种基于 TCP/IP 协议的通信协议,主要用于在工业自动化控制系统中的设备通信和数据传输,如 PLC、HMI、传感器等设备之间的通信。

特点:它将 Modbus 帧嵌入到 TCP 帧中,使 Modbus 与以太网和 TCP/IP 结合,这种呼叫 / 应答的机制与 Modbus 的主 / 从机制一致,但通过工业以太网交换技术提高了确定性,改善了一主多从轮询机制上的制约。

七,Ethernet/IP:

推出组织:由 ODVA(Open DeviceNet Vendors Association)和 ControlNet International 两大工业组织推出。

特点及应用:是一种适合工业环境应用的协议体系,基于以太网的工业自动化网络协议,采用标准的 Ethernet 和 TCP/IP 技术传送 CIP(Control and Information Protocol)通信包,能够保证网络上隐式(控制)的实时 I/O 信息和显式信息(包括用于组态、参数设置、诊断等)的有效传输,广泛应用于工业自动化领域。

八,PROFINET:

开发者及支持方:由 Siemens 开发并由 Profibus International 支持。

特点及版本:是一种基于以太网的通信协议,用于自动化控制系统和工业生产领域中的数据传输和设备控制。目前它有 3 个版本,第一个版本定义了基于 TCP/UDP/IP 的自动化组件;第二个版本在以太网上开辟了标准的非实时通信通道和实时通道;第三版采用了硬件方案以缩短通信栈软件的处理时间。

九,EtherCAT:

开发者及支持方:由德国倍福 Beckhoff 公司开发,并由 EtherCAT 技术组(EtherCAT Technology Group,ETG)支持。

特点:是一种实时以太网通信协议,采用以太网帧,并以特定的环状拓扑发送数据。具有高速传输、低延迟和分布式控制的优势,网络上的每一个站均从以太网帧上取走与该站有关的数据,或插入该站本身特定的输入 / 输出数据。

十,POWERLINK:

开发者及支持方:由贝加莱 B&R 公司开发,并由 Ethernet POWERLINK 标准化组(Ethernet POWERLINK Standardisation Group,EPSG)支持。

特点:该协议对第三、四层的 TCP(UDP)/IP 栈进行了扩展,在共享式以太网网段上采用槽时间通信网络管理(Slot Communication Network Management,SCNM)中间件控制网络上的数据流量,采用主从调度方式,确保了通信的实时性。

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