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1、,GE Fanuc Automation,GE Fanuc Automation,Ethernet Training Course 以太网培训手册 Presented by GE Fanuc Shanghai Office,Course Agenda 课程介绍,Introduction to networks 计算机网络基本概念 Introduction to Ethernet 以太网简介 Introduction to TCP/IP TCP/IP协议介绍 GE Fanuc Ethernet products 介绍GE Fanuc的以太网产品 SGM Production and Office
2、 network concept SGM的生产网络与办公网络,What is a network?什么是网络,A network is some form of media which connects devices together 网络是通过某种传输介质将若干台计算机设备连接起来的一种形式 A network may be referred to as a 计算机网络可以分成以下两种形式 LAN - Local Area Network 局域网 - 本地小区域内各台设备组成的网络 WAN - Wide Area Network 广域网 - 长距离(100公里以上)范围内的网络,为什么可编
3、程控制器用户要使用网络,连接物理上比较分散的设备 可编程控制器与输入输出模块 - 节省了大量电缆 允许可编程控制器共享信息 参与联锁控制, 汇报和处理信息, 参与故障诊断 便于高速地传送生产过程的数据信息到中央管理信息系统 生产运转周期, 生产数据, 报警信息 便于中央管理信息系统下发生产指令给各个生产设备 生产配方, 生产指令, 零部件计划 使得控制系统可构成主机热备份 可以实现远程编程,网络7层模型的定义,ISO(国际标准化组织)定义的OSI(开放系统互连)参考模型 包含如下七个层次：,主机 A,主机 B,表示层协议,网络层协议,数据链路层协议,物理层协议,应用层协议,运输层协议,会话层协
4、议,层次,7,6,5,4,3,2,1,物理层连接 (传输介质),7层模型的定义,1978年第一次提出该模型 每一层都定义了对它的上层所提供的一系列服务 每一层都请求和使用它的下层所提供的服务 每一层都不必了解下层的运行和工作细节 修改本层的功能并不影响其他层次 所有层次都应该提供点到点(主机与主机)之间的连接，以此 完成一次完整的数据传输 比如：打国际长途电话,Layer 1第一层：物理层,Physical Layer 物理层 Cable/media, connectors, topology, signal levels 定义了传输介质的种类、连接器、拓补结构、信号幅值 Responsibl
5、e for sending a bit of data from one device to another device 担负着将组成数据信息的位串从一个站发送至另一个站的任务 Includes the physical link (cable and connectors) and the electronics necessary to modulate the link 包含传输介质、连接器以及必要的信号调制电路,第二层：数据链路层,数据链路层 负责无差错地发送数据帧 解决该层产生的丢失帧、错误帧和重复帧等传输故障 该层实际上被分成两个子层 LLC子层 - 逻辑链路层 完成错误检验及差
6、错恢复 MAC子层 - 介质访问控制层 完成数据帧的寻址(利用MAC地址) 完成分组的传送 不同的网络有不同的MAC子层,第三层：网络层,网络层 决定了一个分组是按照怎样的路径从源设备发送到目的设备 对于一个简单型的网络，不存在路由选择问题 对于一个复杂型的网络，每个分组的路由选择都是动态决定的 统计传输的数据量，为了今后的收费 进行网络地址的转换，如果目的设备所在的网络与源设备所在网络是不同类型的网络,Layer 4第四层：运输层,Transport Layer 运输层 Provides end-to-end control of a communication session 提供每次通讯
7、点到点(主机到主机)之间的联接控制 May be responsible for multiplexing many data routes for improved speed in transmitting data 也负责高速发送数据时的多路数据传输 Takes care of multi-programmed (ie parallel tasking) communications sessions 负责处理多任务(并行任务)的通讯会话,第五层：会话层,会话层 在两台主机设备之间建立对话联接 比如：为了传输一个文件 管理对话过程 比如：单向或双向的数据流向，半双工时的操作管理 执行数据
8、权标的管理 比如：保证参与通讯的两台主机不会同时向对方发出请求命令 完成数据同步功能 比如：保证发生故障后，已经发送的数据不会重复再发送,Layer 6第六层：表示层,Presentation Layer 表示层 Performs functions concerning syntax and semantics of information 执行涉及到数据信息的语法和语义的功能 These are functions requested frequently enough to warrant a specific solution 这些是经常被请求调用的功能 Examples are th
9、e data format 例如数据格式 ie ASCII, floating point, integer 比如：ASCII码、浮点数、整型数 May also perform data encryption and compression 也完成数据的加密、压缩等功能,Layer 7第七层：应用层,Application Layer 应用层 Contains a variety of protocols to allow communication of data 包含了大量的应用协议，以保证各种各样的数据通讯 ie MMS, virtual terminal software, file
10、 transfer 比如：MMS协议、虚拟终端软件、文件传输协议,User Layer用户层,The User抯 Application! 用户的应用程序 This is the program that the user is concerned with 这一层是用户所关心和面对的应用程序 The application must communicate with another application on another machine, thus requiring the services of the relevant protocol in the application la
11、yer 这一层的应用程序必须与运行在另一台主机上的应用程序相互通讯，这就要求两台主机的应用层都有相应的应用层协议提供服务,分层的重要性,网络模型的分层使得网络的安装构成更易于理解 大多数网络的安装与构成使用了分层概念 替换或者更换某一层，不会影响其他层,网络硬件接口,网络传输的物理介质(电缆),网络硬件驱动程序,网络协议 (如 TCP/IP协议),用户的应用层协议 (如 文件传输协议),应用程序,个人电脑中的网络组成 部分的分层 示意图,Network Topologies网络的拓补结构,Star 星型,Ring 环型,Bus 总线型,Tree 树型,Point-to-point 点到点,客户
12、机/服务器结构,客户机与服务器是指该网络设备是请求获得信息还是向网上其他设备提供信息 客户机请求获得信息 服务器提供信息 网上设备既可以是客户机，也可以是服务器,时间,客户机,服务器,客户机请求获得信息,服务器提供信息,以太网与IEEE802.3的历史,以太网最初由DEC、Intel和Xerox三家公司在1980年共同开发研制出来 IEEE(国际电工电子委员会)于1982年在以太网的基础上制订了802.3标准 超过50%的已安装的网络属于IEEE802.3标准的以太网 目前，IEEE802.3与以太网这两个名词可以相互替代使用,以太网/IEEE802.3的技术术语,Ethernet 以太网，是
13、通过电缆将节点连接起来 Transceiver 收发器，将网站连接到以太网电缆上的设备 Drop cable 连接电缆，连接收发器与节点的电缆 Heartbeat 用来确认网站的冲突检测功能工作 正常,IEEE802.3 是定义以太网的标准 MAU 介质连接单元 AUI 连接单元接口 - 连接电缆的15针D型 接口 AUI cable 连接电缆 SQE 信号质量错误，由收发器回送给网 站的信号，指示冲突电路是否操作,其他技术术语,段 由一段电缆所构成的网络的一部分 分组 一个包含数据和报文控制信息的以太网逻辑信息组 帧 在网上实际发送的逻辑信息组 网关 用来连接不同系统(子网)的网间连接器 路
14、由器 网关的另一个名称，通常路由器依靠网络层信息，把分组从一个网络向前送到另一个网络,什么是以太网？,以太网是OSI七层模型中的低层部分 以太网的第一层(物理层)在IEEE 802.3中被定义 以太网的第二层(数据链路层)中的介质访问控制层(MAC)也 在IEEE 802.3中定义 以太网的第二层中的逻辑链路层(LLC)在IEEE 802.2中定义 以太网的第三至七层属软件协议，超出了以太网的定义范围,物理连接,MAC,LLC,IEEE 802.3 - 以太网,IEEE 802.2,以太网的特性,高速 最初的10 Mbits/S波特率 现在已有100 Mbits/S的波特率 载波监听多路访问/
15、冲突检测技术 载波监听多路访问、冲突检测 网站设备监听一下传输介质，如果介质忙，则退出发送 网上多台设备都有共享传输介质的同等权利 如果网上两台设备同时向网上发送数据，冲突就发生了，这将被网站检 测到，同时网站也退出发送 各种各样的电缆类型 非常易于各种电缆组合使用,冲突域,一个冲突域是载波监听/冲突检测技术工作的网络范围 冲突意味着实际的数据率低于网络的波特率 对于10 Mbits/S波特率的以太网，最大的数据率大约是3 Mbits/S 超过 30% 网络负担, 冲突将会显著增加，网络的性能也会呈指数曲 线下降,以太网的电缆类型,主要的类型有 10base5 - 粗同轴电缆 10base2
16、- 细同轴电缆 10baseT - 无屏蔽双绞线 FOIRL/10baseFL - 光导纤维电缆 FDDI - 光纤分布数据接口(100M光纤) 100baseT - 100M双绞线,10base5 - 粗同轴电缆,10base5 - 粗缆 10 Mbits/S, 基带 位传输错误率 10e-8 每个网段可有100个节点, 500米长 使用波阻抗为50欧姆的同轴电缆, 10 mm 外径 N系列的连接器、或者附着型连接器 节点之间必须间隔 2.5 米 或者是 2.5 米的倍数 在总线两端必须用50欧姆电阻终结电缆 每个网段的电缆必须单点接地(连在局域网的网络设备机柜),使用粗缆,总线型拓补结构 局域网的基本
