2.2.3 Encapsulation封装协议
2.2.3.1 主要功能
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
图:EtherNet/IP以太网包结构图: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
表:部分命令类型2.2.3.4 命令特定数据域(CPF)结构
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
2.2.4.1 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;
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;
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
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;
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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