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以太网用什么协议?

篇一：以太网协议报文格式

tcp/ip协议族

ip/tcp

telnet和Rlogin、Ftp以及smtpip/udp

dns、tFtp、bootp、snmp

icmp是ip协议的附属协议、igmp是internet组管理协议

aRp（地址解析协议）和RaRp（逆地址解析协议）是某些网络接口（如以太网和令牌环网）使用的特殊协议，用来转换ip层和网络接口层使用的地址。

1、

以太帧类型

以太帧有很多种类型。不同类型的帧具有不同的格式和mtu值。但在同种物理媒体上都可同时存在。

标签协议识别符(tagprotocalidentifier,tpid):一组16位元的域其数值被设定在0x8100以用来辨别某个

ieee802.1q的帧为已被标签的，而这个域所被标定位置与乙

太形式/

长度在未标签帧的域相同，这是为了用来区别未标签的帧。优先权代码点(prioritycodepoint,pcp):以一组3位元的域当作优先权的参考，从0(最低)到7(最高)，用来对资料流(音讯、影像、档案等等)作传输的优先级。

标准格式指示(canonicalFormatindicator,cFi):1位

元的域。若是这个域的值

为1，则mac地指则为非标准格式；若为0，则为标准格式；在乙太交换器中他通常默认为0。在乙太和令牌环中，cFi用来做为两者的相容。若帧在乙太端中接收资料则cFi 的值须设为1，且这个端口不能与未标签的其他端口桥接。虚拟局域网识别符(Vlanidentifier,Vid):12位元的域，用来具体指出帧是属于

哪个特定Vlan。值为0时，表示帧不属于任何一个Vlan；此时，802.1q标签代表优先权。16位元的值0x000和0xFFF 为保留值，其他的值都可用来做为共4094个Vlan的识别符。在桥接器上，Vlan1在管理上做为保留值。这个12位元的域可分为两个6位元的域以延伸目的(destination)与源(source)之48位元地址，18位元的(triple-tagging)可和原本的48位元相加成为66位元的地址。

0、以太网的封装格式（RFc894）

ieee802.2/802.3（RFc1042）

一个0x0800的以太类型说明这个帧包含的是ipv4数据报。同样的，一个0x0806的以太类型说明这个帧是一个aRp 帧，0x8100说明这是一个ieee802.1q帧，而0x86dd说明这是一个ipv6帧，而0x8864有pppoe封装（其他以太网类型见附2）

1、以太网pause帧

ieee802.3x是全双工以太网数据链路层的流控方法。当客户终端向服务器发出请求后,自身系统或网络产生拥塞时,它会向服务器发出pause帧,以延缓服务器向客户终端的数据传输。

有关交换机的流量控制机制：定义：流量控制用于防止在端口阻塞的情况下丢帧，这种方法是当发送或接收缓冲区开始溢出时通过将阻塞信号发送回源地址实现的。流量控制可以有效的防止由于网络中瞬间的大量数据对网络带来的

冲击，保证用户网络高效而稳定的运行。两种控制流量的方式：

1，在半双工方式下，即半双工背压控制，是通过反向压力（backpressure）即我们通常说的背压计数实现的，这种计数是通过向发送源发送jamming信号使得信息源降低发送速度。

2，在全双工方式下，流量控制一般遵循ieee802.3x标

准，是由交换机向信息源发送“pause”帧令其暂停发送。

采用流量控制，使传送和接受节点间数据流量得到控制，可以防止数据包丢失。

pause帧格式：

mac控制帧通过其唯一的类型域标识符（0x8808）识别。pause格式：

目的地址：组播地址（01-80-c2-00-00-01）源地址：

类型：8808

mac控制操作码:2个字节0x0001（pause帧仅是mac控制帧的一种，对于pause帧，其在mac控制帧中的操作码为00-01;）

mac控制操作参数域：2个字节代表要求对方停止的时间。（mac控制参数域，包含用于mac控制相关的参数。保留域。

对于pause帧，此处应填入要求对端设备暂停发送的时间长度，由两个字节(16位)来表示该长度，每单位长度为物理层芯片发送512

位数据的时间。

所以发送一次pause帧，要求对端设备暂停发送的时间长度为：0-65535×

(512/以太网传输速率)。）

2、以太网Vlan帧格式

一、ieee802.1q标签帧格式

6b6b

42-1496b

Vlantag

：4字节，包含2个字节的标签协议标识(tpid)和2个字节的标签控制信息(tci)，tci字段具体又分为：priorty、cFi、Vlanid，具体格式如下所示：

12b

tpid（标签协议标识）：2字节，用于标识帧的类型，其值为0x8100时表示802.1q/802.1p

的帧。设备可以根据这个字段判断对它接收与否。

tci（标签控制信息字段）：2字节，包括用户优先级（userpriority）、规范格式指示器

（canonicalFormatindicator）和Vlanid。

userpriority：3个bti，表示帧的优先级，取值范围0~7，值越大优先级越高，用

于802.1p。

cFi，1bit，值为0代表mac地址是以太帧的mac，值为1代表mac地址是Fddi、

令牌环网的帧。

Vid（Vlanid）：12bit，表示Vlan的值。12bit共可以表示4096个Vlan，实际上，

由于Vid0和4095被802.1q协议保留，所以Vlan的最大个数是4094(1-4094)个（据说Vid＝0用于识别帧优先级。4095（FFF）作为预留值）

篇二：以太网协议

新人进阶之以太网协议

相信很多新人在学习协议的时候会遇到很多问题，有些地方可能会总是想不明白（因为我自己也是新人^_^），所以，跟据我自己学习的经历和我在学习中所遇到的问题，我总结了一下列出来。如果能对大家有所帮助，将是我莫大的荣耀！

关于局域网的起源和发展，这里就不多说，因为很多书上和网上都有详细的说明，我们将直接进入对局域网协议的学习中。

局域网的几种协议，主要包括以太网第二版、ieee802系列、令牌环网和snap等（之所以加个“等”字，是因为

我只知道这几种，如果还有其他的，欢迎朋友们给我补充）。而最为常见的，也就是以太网第二版和ieee802系列，我们也主要去了解这两种（ieee802包括好多种，我们也不一一介绍，只对其中常见做研究）。

一，以太网（V2）

以太网第二版是早期的版本，是由dec、intel和xerox 联合首创，简称dix。帧格式如下图：

(20.8kb)

20xx-6-911:04

前导信息：采用1和0的交替模式，在每个数据包起始处提供5mhz的时钟信号，以充许接收设备锁定进入的位流。

目标地址：数据传输的目标mac地址。

源地址：数据传输的源mac地址。

以太网类型：标识了帧中所含信息的上层协议。

数据加填充位：这一帧所带有的数据信息。（以太网帧的大小是可变的。每个帧包括一个14字节的报头和一个4

字节的帧校验序列域。这两个域增加了18字节的帧长度。帧的数据部分可以包括从46字节到1500字节长的信息（如果传输小于46字节的数据，则网络将对数据部分填充填充位直到长度为46字节）。因此，以太网帧的最小长度为18+46，或64个字节，最大长度为18+1500，或1518个字节。）Fcs：帧校验序列（Fcs，Framechecksequence）域确保

接收到的数据与发送时的数据一样。当源节点发送数据时，它执行一种称为循环冗余校验（cRc，cyclicalRedundancycheck）的算法。cRc利用帧中前面所有域的值生成一个惟一的4字节长的数，即Fcs。当目标节点

接收数据帧时，它通过cRc破解Fcs并确定帧的域与它们原有的形式一致。如果这种比较失败，则接收节点认为帧已经在发送过程中被破坏并要求源节点重发该数据。

二，ieee802系列。

ieee802系列包含比较多的内容，但比较常见的是802.2和802.3。下面我们就比这两种帧。

1，ieee802.3

为什么我要先把802.3列出来？因为我个人觉得802.3

应该是在802。2之前出来，只它存在问题，所以才出现了802。2以解决它的问题，大家是不是觉得有点糊，没关系，请继续看下去。下面是这个帧的帧格式：

(19.21kb)

20xx-6-911:04

大家有没有发现在这个帧格式跟以太网第二版本的格

式非常像？没错，它们这间改动的比较少，因为802。3是

在以太网V2的基础上开发的，为了适应100m的网络，所以才把8位的前导步信息分成了7字节，并加入了一个sFd的域（为什么说这样分开一下可以支持100m？我目前还没搞懂。

以太网采用的通信协议

竭诚为您提供优质文档/双击可除以太网采用的通信协议篇一：以太网基础协议802.3介绍 802.3 802.3通常指以太网。一种网络协议。描述物理层和数据链路层的mac子层的实现方法，在多种物理媒体上以多种速率采用csma/cd访问方式，对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。 dixethernetV2标准与ieee的802.3标准只有很小的差别，因此可以将802.3局域网简称为“以太网”。严格说来，“以太网”应当是指符合dixethernetV2标准的局域网。早期的ieee802.3描述的物理媒体类型包括：10base2、10base5、10baseF、10baset和10broad36等；快速以太网的物理媒体类型包括：100baset、100baset4和100basex等。为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层：逻辑链路控制llc(logicallinkcontrol)子层媒体接入控制mac(mediumaccesscontrol)子层。

与接入到传输媒体有关的内容都放在mac子层，而llc 子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对llc 子层来说都是透明的。由于tcp/ip体系经常使用的局域网是dixethernetV2而不是802.3标准中的几种局域网，因此现在802委员会制定的逻辑链路控制子层llc（即802.2标准）的作用已经不大了。很多厂商生产的网卡上就仅装有mac协议而没有llc协议。 mac子层的数据封装所包括的主要内容有：数据封装分为发送数据封装和接收数据封装两部分，包括成帧、编制和差错检测等功能。数据封装的过程：当llc子层请求发送数据帧时，发送数据封装部分开始按mac子层的帧格式组帧：（1）将一个前导码p和一个帧起始定界符sFd附加到帧头部分；（2）填上目的地址、源地址、计算出llc数据帧的字节数并填入长度字段len；（3）必要时将填充字符pad附加到llc数据帧后；（4）求出cRc校验码附加到帧校验码序列Fcs中；（5）将完成封装后的mac帧递交miac子层的发送介质访问管理部分以供发送；接收数据解封部分主要用于校验帧

工业以太网通信协议研究及应用

工业以太网通信协议研究及应用发表时间：2018-04-24T14:54:01.377Z 来源：《防护工程》2017年第36期作者：林立胜 [导读] Modbus/TCP是用于控制和管理自动化设备的Modbus系列通讯协议的派生产品。南京富岛软件公司 210032 摘要：在绝大多数工业控制通信方面都是采用现场总线技术方式来实现的。但长期以来现场总线种类繁多、同时又没有统一标准而导致互不兼容，使得系统集成和信息集成面临着巨大挑战，所以引入了应用广泛、高速率、低成本的以太网技术。但以太网的可靠性和实时性比较差，难以适应工业控制的要求，故相关组织对以太网进行了一些扩展，称为工业以太网。随着工业4.0的发展，相信工业以太网技术将越来越重要。本文就常见工业以太网通信协议简介及应用作出阐述。关键词：现场总线技术、工业以太网、EtherCat、Ethernet/IP、ProfiNet、Modbus/TCP、Ethernet/PowerLink、MechatroLink 1常见工业以太网通信协议 1.1、Modbus/TCP Modbus/TCP是用于控制和管理自动化设备的Modbus系列通讯协议的派生产品。由此可见，它覆盖了使用TCP/IP协议的Intranet企业内部网和Internet互联网环境中Modbus报文的用途。该协议的最常见用途是为例如I/O、PLC模块以及连接其它简单域总线或I/O模块的网关服务的。 Modbus/TCP协议是作为一种实际的自动化标准发行的。既然Modbus已经广为人知，该规范只将别处没有收录的少量信息列入其中。然而该规范力图阐明Modbus中哪种功能对于普通自动化设备的互用性有价值，哪些部分是Modbus作为可编程的协议交替用于PLC的多余部分。 Modbus/TCP 在美国比较流行，它由两部分组成，即IDA分散式控制系统的结构与Modbus/TCP 的信息结构的结合。Modbus/TCP定义了一个简单的开放式又广泛应用的传输协议网络用于主从通讯方式。 1.2.、Ethernet/IP Ethernet/IP是一个面向工业自动化应用的工业应用层协议，这里的IP表示Industrial-Protocal。它建立在标准UDP/IP与TCP/IP协议之上，利用固定的以太网硬件和软件，为配置、访问和控制工业自动化设备定义了一个应用层协议。Ethernet/IP是在应用层提高了以太网的实时性。 1.3、EnterCat EtherCat以太网控制自动化技术是一个以Ethernet以太网为基础的开放架构的现场总线系统。 EtherCat名称中的Cat为Control Automation Technology控制自动化技术首字母的缩写，最初由德国倍福自动化有限公司BeckhoffAutomationGmbH研发。 EtherCat为拓扑的灵活性和系统的实时性能树立了新的标准，同时它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。EtherCAT的特点还包括可选线缆冗余、功能性安全协议(SIL3)和高精度设备同步。 EtherCat通过协议内部的优先权机制可区别传输数据的优先权(Process Data)，组态数据或参数的传输是在一个确定的时间段中通过一个专用的服务通道进行(Acyclic Data)，EtherCat操作系统的以太网功能与传输的IP协议兼容。 EtherCat设备分从站和主站，从站一般是伺服驱动器、IO模块、板卡、网关等等，主站通常是运动控制器等。 1.4、Ethernet/PowerLink 鉴于以太网的蓬勃发展和CanOpen在自动化领域的广阔应用基础，Ethernet/PowerLink融合了这两项技术的优缺点，既拥有Ethernet 的开放性、高速接口，又参考了CanOpen在工业领域良好的PDO和SDO数据定义；在某种意义上说Ethernet/PowerLink就是Ethernet上的CanOpen，在物理层、数据链路层使用了Ethernet介质，而应用层则保留了原有的PDO和SDO对象字典的结构。 Ethernet/PowerLink主攻方面是同步驱动和特殊设备的驱动要求。 1.5、MechatroLink MechatroLink是一个用在工业自动化的开放式通讯协定，最早由安川电机开发，现在则由MechatroLink协会Mechatrolink Members Association维护。 MechatroLink协议分为两种： MechatroLink-III，定义传送接口为以太网的通讯协定架构，速度最快为100Mbit/s，允许最多62个从站。 MechatroLink-II，定义传送接口为RS-485的通讯协定架构，速度最快为10Mbit/s，允许最多30个从站； MechatroLink的目标领域主要是以运动控制为中心的现场网络，可连接的设备包括CNC、PLC、PC卡、运动控制器、变频器、外围图像处理设备、伺服驱动器、外围IO设备等。 MechatroLink协会的主要成员基本上都是日本的自动控制厂商，包括欧姆龙、横河电机、安川电机等。 1.6、ProfiNet ProfiNet由西门子主导的Profibus国际组织ProfiBus International-PI推出，是基于工业以太网技术的自动化总线标准。作为一项战略性的技术创新，ProfiNet为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，涵括了例如运动控制、实时以太网、网络安全、分布式自动化以及故障安全等当前自动化领域的热点话题；作为跨供应商的技术，ProfiNet可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线如ProfiBus技术，保护现有投资。 ProfiNet是适用于不同需求的完整解决方案，其功能包括8个主要的模块，依次为运动控制、分布式自动化、网络安装、实时通信、IT 标准和信息安全、故障安全、过程自动化和分布式现场设备。

实验五 IEEE 802.3协议分析和以太网

郑州轻工业学院本科实验报告题目：IEEE 802.3协议分析和以太网学生姓名：王冲系别：计算机与通信工程学院专业：网络运维班级：网络运维11-01 学号：541107110123 指导教师：熊坤 2014 年10 月28 日

实验五IEEE 802.3协议分析和以太网一、实验目的 1、分析802.3协议 2、熟悉以太网帧的格式二、实验环境与因特网连接的计算机网络系统；主机操作系统为windows；Ethereal、IE等软件。三、实验步骤 1.俘获并分析以太网帧 (1)清空浏览器缓存（在IE窗口中，选择“工具/Internet选项/删除文件”命令）。

(2)启动Ethereal，开始分组俘获。 (3)在浏览器的地址栏中输入： https://www.wendangku.net/doc/5118001351.html,/ethereal-labs/HTTP-ethereal-lab-file3.html，浏览器将显示冗长的美国权力法案。

(4)停止分组俘获。首先，找到你的主机向服务器https://www.wendangku.net/doc/5118001351.html,发送的HTTP GET报文的分组序号，以及服务器发送到你主机上的HTTP 响应报文的序号。其中，窗口大体如下。选择“Analyze->Enabled Protocols”，取消对IP复选框的选择，单击OK。窗口如下

(5)选择包含HTTP GET 报文的以太网帧，在分组详细信息窗口中，展开EthernetII 信息部分。根据操作，回答1-5 题 (6)选择包含HTTP 响应报文第一个字节的以太网帧，根据操作，回答6-10 题2.ARP （1）利用MS-DOS命令：arp 或c:\windows\system32\arp查看主机上ARP缓存的内容。根据操作，回答11题。（2）利用MS-DOS命令：arp -d * 清除主机上ARP缓存的内容。（3）清除浏览器缓存。（4）启动Ethereal，开始分组俘获。（5）在浏览器的地址栏中输入： https://www.wendangku.net/doc/5118001351.html,/ethereal-labs/HTTP-ethereal-lab-file3.html，浏览器将显示冗长的美国权力法案。（6）停止分组俘获。选择“Analyze->Enabled Protocols”，取消对IP复选框的选择，单击OK。窗口如下。根据操作，回答12-15题。四、实验报告内容

以太网协议,802

竭诚为您提供优质文档/双击可除以太网协议,802 篇一：以太网基础协议802.3介绍 802.3 802.3通常指以太网。一种网络协议。描述物理层和数据链路层的mac子层的实现方法，在多种物理媒体上以多种速率采用csma/cd访问方式，对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。 dixethernetV2标准与ieee的802.3标准只有很小的差别，因此可以将802.3局域网简称为“以太网”。严格说来，“以太网”应当是指符合dixethernetV2标准的局域网。早期的ieee802.3描述的物理媒体类型包括：10base2、10base5、10baseF、10baset和10broad36等；快速以太网的物理媒体类型包括：100baset、100baset4和100basex等。为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层：逻辑链路控制llc(logicallinkcontrol)子层媒体接入控制mac(mediumaccesscontrol)子层。

Ethernet／IP协议简介(doc 16页)完美版

目录 1．现场总线控制技术与工业以太网2.工业以太网实时性问题 3．Ethernet／IP协议简介4．Ethernet／I P通信适配器硬件设计与实现 5．EtherNet/IP 工业以太网优缺点及发展前景 Ethernet／IP协议简介 1 现场总线控制技术与工业以太网 20世纪90年代以后随着现场总线控制技术的逐渐成熟，智能化与功能自治性的现场设备的广泛应用，嵌入式控制器、智能现场测控仪表和传感器等方便地接入了现场总线。现场总线控制系统(FCS)是顺应智能现场仪表而发展起来的。它的初衷是用数字通讯代替4--20mA模拟传输技术，但随着现场总线技术与智能仪表管控一体化(仪表调校、控制组态、诊断、报警、记录)的发展，在控制领域内引起了一场前所未有的革命。控制专家们纷纷预言：FCS将成为21世纪控制系统的主流。然而在控制界对FCS进行概念炒作的时候，却注意到它的发展在某些方面的不协调，其主要表现在迄今为止现场总线的通讯标准尚未统一：8种现场总线经过14年的纷争，最后IEC的现场总线标准化组织经投票，通过以下这8种现场总线成为IEC61158现场总线标准，即：FF H1，Control Net，ProfiBus，InterBus，P．Net，World FIP，Swift Net，FF之高速EtherNet即HSE。这8种现场总线互不兼容，这也使得各厂商的仪表设备难以在不同的FCS中兼容。此外，FCS的传输速率也不尽人意，

以基金会现场总线(FF)正在制定的国际标准为例，它采用了ISO的参考模型中的3层(物理层、数据链路层和应用层)和极具特色的用户层，其低速总线H1的传输速度为31．25kbps，高速总线H2的传输速度为1 Mbps或2．5Mbps，这在有些场合下仍无法满足实时控制的要求。又如广泛用于汽车行业的Can总线系统，其最高的传输速率为1 Mbps／40米；这些现场总线受通讯距离制约较大。由于上述原因，使FCS在工业控制中的推广应用受到了一定的限制。以太网具有传输速度高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势，由于它支持几乎所有流行的网络协议，所以在商业系统中被广泛采用。但是传统以太网采用总线式拓朴结构和多路存取载波侦听碰撞检测(CSMA／CD)通讯方式，在实时性要求较高的场合下，重要数据的传输过程会产生传输延滞，这被称为以太网的“不确定性”。研究表明：商业以太网在工业应用中的传输延滞在2～30ms之间，这是影响以太网长期无法进入过程控制领域的重要原因之一。因此对以太网的研究具有工程实用价值，从而产生了一种新型的针对工业控制领域的以太网一工业以太网。由于以太网具有应用广泛、价格低廉、通信速率高、软硬件产品丰富、应用支持技术成熟等优点，目前它已经在工业企业综合自动化系统中的信息层与控制层得到了广泛应用，并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势。从目前国际、国内工业以太网技术的发展来看，目前工业以太网在控制层已得到广泛应用，并成为事实上的标准。未来工业以太网将在工业企业综合自动化系统中的现场设备之间的互连和信息集成中发挥越来越重要的作用。工业以太网技术作为后起之秀，迅速抢占着其它总线形式的市场，推动其发展的两大动力是：光纤环网的应用、分布智能装置仪表。光纤环网解决了两大问题：第一，轻松解决了在化工、矿业等极端条件的本质防爆问题，这一下子将以太交换设备向前推动了一个层次，使以太网可以到达工业现场层，第一次成为真正的FieldBus；第二，通过环网的冗余提高以太交换的可靠性，从而使工业以太网第一次可以应用对可靠性要求较高的应用环境中。而分布智能的装置仪表，解决了所谓以太传输时滞不确定性的诟病。首先，光纤环网的千兆交换速度，已经使绝大部分工业控制数据在可接受的时间内交换，对于大部分的工业生产信息，在100ms的时滞都是可以接受的。而如果所

以太网基础协议802.3介绍

802.3 802.3 通常指以太网。一种网络协议。描述物理层和数据链路层的MAC子层的实现方法，在多种物理媒体上以多种速率采用CSMA/CD访问方式，对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。 DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准只有很小的差别，因此可以将 802.3局域网简称为“以太网”。严格说来，“以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网。早期的IEEE 802.3描述的物理媒体类型包括：10Base2、10Base5、10BaseF、10BaseT和10Broad36等；快速以太网的物理媒体类型包括：100 BaseT、100Base T4和100BaseX等。为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802 委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层：逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层。与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层，而 LLC 子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对 LLC 子层来说都是透明的。由于TCP/IP 体系经常使用的局域网是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 标准中的几种局域网，因此现在 802 委员会制定的逻辑链路控制子层 LLC（即 802.2 标准）的作用已经不大了。很多厂商生产的网卡上就仅装有 MAC 协议而没有 LLC 协议。 MAC子层的数据封装所包括的主要内容有：数据封装分为发送数据封装和接收数据封装两部分，包括成帧、编制和差错检测等功能。数据封装的过程：当LLC子层请求发送数据帧时，发送数据封装部分开始按MAC 子层的帧格式组帧：（1）将一个前导码P和一个帧起始定界符SFD附加到帧头部分；（2）填上目的地址、源地址、计算出LLC数据帧的字节数并填入长度字段LE N；（3）必要时将填充字符PAD附加到LLC数据帧后；（4）求出CRC校验码附加到帧校验码序列FCS中；（5）将完成封装后的MAC帧递交MIAC子层的发送介质访问管理部分以供发送；接收数据解封部分主要用于校验帧的目的地址字段，以确定本站是否应该接受该帧，如地址符合，则将其送到LLC子层，并进行差错校验。 IEEE802.3

以太网协议

以太网协议历史上以太网帧格式有五种: 1 E thernet V1：这是最原始的一种格式，是由Xerox P ARC提出的3Mbps CSMA/CD以太网标准的封装格式，后来在 1980年由DEC，Intel和Xerox标准化形成E thernet V1标准； 2 E thernet II即DIX 2.0：Xerox与DEC、Intel在1982年制定的以太网标准帧格式。Cisco名称为：ARP A。这是最常见的一种以太网帧格式，也是今天以太网的事实标准，由DE C，Intel和Xerox在1982年公布其标准，主要更改了E thernet V1的电气特性和物理接口，在帧格式上并无变化；E thernet V2出现后迅速取代E thernet V1成为以太网事实标准；E thernet V2帧头结构为6bytes的源地址+6bytes的目标地址+2Bytes的协议类型字段+数据。常见协议类型如下： 0800 IP 0806 ARP 0835 RARP 8137 Novell IPX 809b Apple Talk 如果协议类型字段取值为0000-05dc(十进制的0-1500)，则该帧就不是E thernet V2(ARP A)类型了，而是下面讲到的三种802.3帧类型之一；E thernet可以支持TCP/IP，Novell IP X/SP X，Apple Talk P hase I等协议；RFC 894定义了IP 报文在E thernet V2上的封装格式；在每种格式的以太网帧的开始处都有64比特（8字节）的前导字符，如图所示。其中，前7个字节称为前同步码（P reamble），内容是16进制数0xAA，最后1字节为帧起始标志符0xAB，它标识着以太网帧的开始。前导字符的作用是使接收节点进行同步并做好接收数据帧的准备。 ——P R：同步位，用于收发双方的时钟同步，同时也指明了传输的速率（10M和100M的时钟频率不一样，所以100M网卡可以兼容10M网卡），是56位的二进制数101010101010..... ——SD: 分隔位,表示下面跟着的是真正的数据,而不是同步时钟,为8位的10101011,跟同步位不同的是最后2位是11而不是10. ——DA:目的地址,以太网的地址为48位(6个字节)二进制地址,表明该帧传输给哪个网卡.如果为FFFFFFFFFFFF, 则是广播地址,广播地址的数据可以被任何网卡接收到. ——SA:源地址,48位,表明该帧的数据是哪个网卡发的,即发送端的网卡地址,同样是6个字节. ----TYP E：类型字段，表明该帧的数据是什么类型的数据，不同的协议的类型字段不同。如：0800H 表示数据为IP包，0806H 表示数据为ARP包，814CH是SNMP包,8137H为IP X/SP X包，（小于0600H的值是用于IEEE802 的，表示数据包的长度。） ----DATA：数据段，该段数据不能超过1500字节。因为以太网规定整个传输包的最大长度不能超过1514字节。（14字节为DA，SA，TYP E）

一种Modbus／TCP工业以太网协议的结构

一种Ｍｏｄｂｕｓ／ＴＣＰ工业以太网协议的结构摘要：本文主要介绍了一种Modbus/TCP工业以太网协议的规范和主要功能分类，在处理Modbus/TCP转换的时候可以参考。关键词：工业以太网；Modbus/TCP协议中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号： 1009-3044(2008)31-0855-02 The Achievement of the Modbus/TCP of Industrial Ethernet HUO Heng-yu （School of Computer Science & Technology,Soochow University,Suzhou215500, China） Abstract: This article introduced a Modbus/TCP industrial Ethernet protocol norms and the main function of the classification. Key words: industrial ethernet; modbus/TCP 1 引言自法国施耐德电气公司推出“透明工厂”战略以来，其已经成为在工业领域中应用以太网的坚决倡导者。Modbus/TCP是目前工业以太网事实上的标准之一，并促进以太网在传感器和设备级的应用。2003年IDA和Modbus

合并为Modbus-IDA，实时工业以太网部分称为 Modbus/TCP(RTSP)，成为IEC61784-2成员之一。 Modbus/TCP协议：用简单方式将Modbus帧嵌入TCP 帧，是一种面向连接的传送，它需要响应，请求/响应技术适用于Modbus的主站/从站特性。物理层和数据链路层是标准的以太网协议，网际层是标准的IP协议，运输层是标准的TCP协议，应用层嵌入Modbus协议。 2 Modbus/TCP协议规范 2.1 报文类型 Modbus报文传输服务提供设备之间的客户机/服务器通信，而这些设备联接在一个以太网上，信息传递分4类报文：Modbus请求、Modbus证实、Modbus指示和Modbus响应，如图1。 Modbus请求是客户机在网络上发送用来启动事务处理的报文；Modbus指示是服务器接收的请求报文；Modbus响应是服务器发送的响应报文；Modbus证实是客户机接收的响应报文。 2.2 通信结构 Modbus/TCP基本是用简单方式将Modbus帧嵌入TCP 帧，是一种面向连接的传送，它需要响应，请求/响应技术适用于Modbus的主站/从站特性，交换式以太网为用户提供了确定性特征。系统可以包括不同类型的设备：客户机、服务

以太网MAC协议

以太网MAC协议 1位/字节顺序的表示方法 1.1位序严格地讲，以太网对于字节中位的解释是完全不敏感的。也就是说，以太网并不需要将一个字节看成是一个具有8个比特的数字值。但是为了使位序更容易描述以及防止不兼容，以太网和多数数据通信系统一样，传输一个字节的顺序是从最低有效位（对应于20的数字位）到最高有效位（对应于27的数字位）。另外习惯上在书写二进制数字时，最低值位写在最左面，而最高值位写在最右面。这种写法被称为“小端”形式或正规形式。一个字节可以写成两个十六进制数字，第一个数字(最左边)是最高位数字，第二个(最右边)是最低位数字。 1.2字节顺序如果所有有定义的数据值都是1字节长，则在介绍完位序后就可以停止了。但是很不幸事实并非如此，所以我们必须面对长于单个字节的域，这些域是以从左到右排列的，以连接符“-”分隔的字节串表示。每个字节包含两个十六进制数字。多字节域的各个字节按第一个到最后一个（即从左到右）的顺序发送，而每个字节采用小端位序传送。例如，6字节域： 08-00-60-01-2C-4A 将按以下顺序（从左向右读）串行地发送： 0001 0000-0000 0000-0000 0110-1000 0000-0011 0100-0101 0010 2以太网地址地址是一个指明特定站或一组站的标识。以太网地址是6字节（48比特）长。图1说明了以太网地址格式。图1 以太网地址格式在目的地址中，地址的第1位表明该帧将要发送给单个站点还是一组站点。在源地址中，第1位必须为0。站地址要唯一确定是至关重要的，一个帧的目的地不能是模糊的。地址的唯

一性可以是： ●局限于本网络内。保证地址在某个特定LAN中是唯一的，但不能保证在相互连接的LAN中是唯一的。当使用局部唯一地址时，要求网络管理员对地址进行分配。 ●全局的。保证地址在所有的LAN中，在任何时间，以及对于所有的技术都是唯一的，这是一个强大的机制，因为：（1）使网络管理员不必为地址分配而烦恼；（2）使得站点可以在LAN之间移动，而不必重新分配地址；（3）可以实现数据链路网桥/交换机。全局唯一地址以块为单位进行分配，地址块由IEEE管理。一个组织从IEEE 获得唯一的地址块(称为OUI)，并可用该地址块创建224个设备。那么保证该地址块中地址(最后3个字节)的唯一性就是制造商的责任。地址中的第2位指示该地址是全局唯一还是局部唯一。除了个别情况，历史上以太网一直使用全局唯一地址。 3以太网数据帧格式图2 基本的以太网帧格式及传输次序图2显示了以太网MAC帧各个字段的大小和内容以及传输次序。该格式中每个字段的字节次序是先传输的字节在左，后传输的字节在右。在每个字节中的位次序正好相反，低位在左，高位在右。字节次序和位的次序通常用于FCS之外的所有字段。FCS将作为一个特殊的32位字段(最高位在左)，而不是4个单独的字节。 3.1前导码(Preamble)和帧起始定界符（SFD）前导码包含8个字节。前7个字节(56位)的职位0x55，而最后一个字节为帧起始定界符，其值为0xD5。结果前导码将成为一个由62个1和0间隔（10101010---）的串行比特流，最后2位是连续的1，表示数据链路层帧的开始。其作用就是提醒接收系统有帧的到来，以及使到来的帧与输入定时进行同步。在DIX以太网中，前导码被认为是物理层封装的一部分，而不是数据链路层的封装。 3.2地址字段每个MAC帧包含两个地址字段：目标地址(Destination Address)和源地址(Source Address)。目的地址标识了帧的目的地站点，源地址标识了发送帧的站。DA可以是单播地址（单个目的地）或组播地址（组目的地），SA通常是单播地

3-工业以太网协议--接口定义

工业以太网--接口定义 (方垒2005.1.4) 目的：为了节约时间，将工业以太网协议开发与应用开发并行进行，我们通过“接口定义讨论稿”――>“讨论”――>“接口定义”正式版的方式来预先定义“应用开发”使用“工业以太网协议”的方式。该接口定义直接关系到应用开发和协议开发双方后期工作是否能顺利进行，所以请相关人员务必重视，详细考虑以下接口，最终确定的接口应该是：即能够满足应用开发需求，对于协议开发方又是简洁可实现的。接口定义：支持基于报文的节点间任意点对点通讯以及广播通讯方式，每个数据包必须在以太网物理帧的限定之内，即1500字节：物理帧：6 ＋ 6 ＋2 ＋[46－1500] ＋4CRC 字节对应：目的地址＋源地址＋类型＋数据区＋32bit校验和提供C语言编写的接收、发送API接口，该接口是： ◆非面向连接的 ◆非阻塞的 ◆支持类似UDP的“端口”的概念。且多个进程可同时操作工业以太网接口。接口原形如下： #ifndef IEAPI_H #define IEAPI_H /*应用层使用的消息包头，与HS2000CAS、MACSx消息结构兼容，例如：10号站的B机端口20要从系统网发送1000字节长的消息给1号站A、B两机端口21，则消息格式如下： int Length ＝1000。 BYTE Type ＝4; BYTE Protocol ＝xx; BYTE SID ＝10; BYTE SIDEXT ＝00000010B; BYTE DID ＝1;

BYTE DIDEXT ＝00000011B(即3); BYTE Reserved[4] ＝{0,0,0,0}; BYTE srcPort = 20; BYTE dstPort =21; */ #define TYPE_CMD 0/*工业以太网协议控制通道*/ #define TYPE_RNET 3/*备份网*/ #define TYPE_SNET 4/*系统网*/ #define INDEX_SNETA 0/*系统网A*/ #define INDEX_SNETB 1/*系统网B*/ #define INDEX_RNET 2/*备份网*/ typedef struct s_MsgHead{ unsigned long Length; /*纯数据的长度，注意，不包括该头的长度16字节，只是后面数据部分的长度。*/ unsigned char Type; /*消息类型，3：备份网，4：系统网*/ unsigned char Protocol;/*协议号*/ unsigned char SID;/*源节站号，*/ unsigned char SIDEXT;/*源节子站号，*/ unsigned char DID;/*目的站号，比如：10号站A或B机，都填10，注意：DID = 0表示广播，网上所有节点都接收该报文*/ unsigned char DIDEXT;/*目的子站号，比如：10号站A机，则填00000001B，B机则填00000010B，AB机则填00000011B*/ unsigned char Reserved[4];/*保留*/ unsigned char srcPort;//源端口 unsigned char dstPort;//目的端口 }MsgHead; /*应用层消息结构*/ typedef struct s_Msg{ MsgHead Head;/*应用层使用的消息包头，与HS2000CAS、MACSx消息结构兼容*/ unsigned char Data[1514-14-8-sizeof(MsgHead)=1476];/*应用层使用的消息数据区*/ }Msg; /* 功能描述：初始化工业以太网协议，并设置本机节点号，输入说明：nodeID定义，共8bit，最高bit：0表示A机、1表示B机，低位的6bits：站号，例如： 10号站A机，则：nodeID＝00001010B ＝0 ＋10 ＝10 10号站B机，则：nodeID＝10001010B ＝128 ＋10 ＝138 输出说明：返回true：设置成功，false：设置失败 */

各种工业以太网的区别其实就是协议的区别,其中最主要的还是应用层协议的区别。

各种工业以太网的区别其实就是协议的区别，其中最主要的还是应用层协议的区别。都是以太网通讯，只是每个公司的叫法不一样，西门子用PROFINET、AB用Ethernet IP、施耐德的MODBUS TCP/IP。取个例子，以太网就像高速公路，Ethernet/IP、Profinet、Modbus TCP/IP分别像高速公路上的宝马、奔驰、奥迪车，都可以从一个城市把物品运送到另一城市。但是每个车上安装的零件无法和另一车上的零件进行更换。EtherCAT（以太网控制自动化技术）是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，EterCAT名称中的CAT 为ControlAutomation Technology（控制自动化技术）首字母的缩写。最初由德国倍福自动化有限公司(Beckhoff AutomationGmbH)研发。EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，同时，它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。EtherCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议(SIL3)。Ethernet/IP是一个面向工业自动化应用的工业应用层协议。它建立在标准UDP/IP与TCP/IP协议之上，利用固定的以太网硬件和软件，为配置、访问和控制工业自动化设备定义了一个应用层协议西蒙公司开发 Ethernt/IP属于ODVA组织，Rockwell只是其中一个推广力度比较大的公司而已。施耐德也是ODVA组织的成员，施耐德所有PLC都可以支持Ethernt/IP协议。Ethernt/IP协议是十大总线之一，和Controlnet、Devicenet一起称为CIP总线。可以实现协议间路由，但是需要Rslinx软件进行配置。通讯时需要设置RPI参数，没有任何客户端的反馈信息，因此不管现场客户端是否收到数据，数据一致由服务器不断的发，缺少相应的检测。PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。作为一项战略性的技术创新，PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案，其功能包括8个主要的模块，依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化。 MODBUS/TCP是简单的、中立厂商的用于管理和控制自动化设备的MODBUS系列通讯协议的派生产品。显而易见，它覆盖了使用TCP/IP协议的“Intranet”和“Internet”环境中MODBUS 报文的用途。协议的最通用用途是为诸如PLC’s，I/O模块，以及连接其它简单域总线或I/O模块的网关服务的。 MODBUS/TCP协议是作为一种（实际的）自动化标准发行的。既然MODBUS已经广为人知，该规范只将别处没有收录的少量信息列入其中。然而，本规范力图阐明MODBUS中哪种功能对于普通自动化设备的互用性有价值，哪些部分是MODBUS作为可编程的协议交替用于PLC’s的“多余部分”。它通过将配套报文类型“一致性等级”，区别那些普遍适用的和可选的，特别是那些适用于特殊设备如PLC’s 的报文。 Modbus TCP/IP由Modbus IDA组织提出，有施耐德旗下的Modicon公司主推，在目前施耐德所有PLC产品中都支持，同时也支持Ethernet/IP协议，Modbus TCP/IP是免费的、全开放协议，可以用VB等高级编程语言调用winsock控件即可实现与PLC的数据通讯，因此，很多产品都支持该协议。同时利用该协议进行通讯时，可以得到客户端的数据校验返回，因此可靠性和安全性较高，当然牺牲了数据量。 POWERLINK=CANopen+Ethernet 鉴于以太网的蓬勃发展和CANopen在自动化领域里的广阔应用基础，EthernetPOWERLINK 融合了这两项技术的优点和缺点，即拥有了Ethernet的高速、开放性接口，以及CANopen在工业领域良好的SDO 和PDO 数据定义，在某种意义上说POWERLINK就是Ethernet 上的CANopen，物理层、数据链路层使用了Ethernet介质，而应用层则保留了原有的SDO和PDO对象字典的结构虽然这些工业以太网都是国际标准，但是指的是IEC 61784里的标准，但是这些工业以太网不都是标准的以太网。即这些工业以太网并不都是符合IEEE802.3U的标准，这当中只有Modbus-TCP和EtherNet/IP是符合IEEE802.3U 的，只有符合IEEE802.3U标准的，才能与IT和以太网将来的发展相兼容。而不符合IEEE802.3U标准的，基本上可以讲不是以太网，它们都对以太网进行了修改，或者是硬件或者是软件，已经不是以太网了。 a. Modbus TCP和EtherNet/IP的区别主要是应用层不相同，ModbusTCP的应用层采用Modbus协议，而EtherNet/IP采用CIP协议，这两种工业以太网的数据链路层采用的是CSMA/CD，因此是标准的以太网，另外，这两种工业以太网的网络层和传输层采用TCP/IP协议族。还有一个区别是，Modbus协议中迄今没有协议来完成功能安全、高精度同步和运功控制等，而EtherNet/IP有CIPSafety、CIP Sync和CIP Motion来完成上述功能， ------来源网络，仅供参考

以太网用什么协议-

竭诚为您提供优质文档/双击可除以太网用什么协议? 篇一：以太网协议报文格式 tcp/ip协议族 ip/tcp telnet和Rlogin、Ftp以及smtpip/udp dns、tFtp、bootp、snmp icmp是ip协议的附属协议、igmp是internet组管理协议 aRp（地址解析协议）和RaRp（逆地址解析协议）是某些网络接口（如以太网和令牌环网）使用的特殊协议，用来转换ip层和网络接口层使用的地址。 1、以太帧类型以太帧有很多种类型。不同类型的帧具有不同的格式和mtu值。但在同种物理媒体上都可同时存在。标签协议识别符(tagprotocalidentifier,tpid):一组16位元的域其数值被设定在0x8100以用来辨别某个 ieee802.1q的帧为已被标签的，而这个域所被标定位置与乙

太形式/ 长度在未标签帧的域相同，这是为了用来区别未标签的帧。优先权代码点(prioritycodepoint,pcp):以一组3位元的域当作优先权的参考，从0(最低)到7(最高)，用来对资料流(音讯、影像、档案等等)作传输的优先级。标准格式指示(canonicalFormatindicator,cFi):1位元的域。若是这个域的值为1，则mac地指则为非标准格式；若为0，则为标准格式；在乙太交换器中他通常默认为0。在乙太和令牌环中，cFi用来做为两者的相容。若帧在乙太端中接收资料则cFi 的值须设为1，且这个端口不能与未标签的其他端口桥接。虚拟局域网识别符(Vlanidentifier,Vid):12位元的域，用来具体指出帧是属于哪个特定Vlan。值为0时，表示帧不属于任何一个Vlan；此时，802.1q标签代表优先权。16位元的值0x000和0xFFF 为保留值，其他的值都可用来做为共4094个Vlan的识别符。在桥接器上，Vlan1在管理上做为保留值。这个12位元的域可分为两个6位元的域以延伸目的(destination)与源(source)之48位元地址，18位元的(triple-tagging)可和原本的48位元相加成为66位元的地址。 0、以太网的封装格式（RFc894）

工业以太网的常见协议

工业以太网的常见协议摘要: 1 Modbus TCP/IP 该协议由施耐德公司推出，以一种非常简单的方式将Modbus 帧嵌入到TCP 帧中，使Modbus 与以太网和TCP/IP 结合，成为Modbus TCP/IP。这是一种面向连接的方式，每一个呼叫都要求一个应答，这种呼叫/应答... 1 Modbus TCP/IP 该协议由施耐德公司推出，以一种非常简单的方式将Modbus 帧嵌入到TCP 帧中，使Modbus 与以太网和TCP/IP 结合，成为Modbus TCP/IP。这是一种面向连接的方式，每一个呼叫都要求一个应答，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大大提高了确定性，改善了一主多从轮询机制上的制约。 2 Profinet Profinet 由Siemens 开发并由Profibus International 支持，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。采用标准TCP/IP+ 以太网作为连接介质，采用标准TCP/IP 协议加上应用层的RPC/DCOM 来完成节点之间的通信和网络寻址。它可以同时挂接传统Profibus 系统和新型的智能现场设备。现有的Profibus 网段可以通过一个代理设备(proxy)连接到Profinet 网络当中，使整套Profibus 设备和协议能够原封不动地在Profinet 中使用。传统的Profibus 设备可通过代理与Profinet 上面的COM 对象进行通信，并通过OLE 自动化接口实现COM 对象之间的调用。它将以太网应用于非时间关键的通信，用于高层设备和Profibus-DP 现场设备技术之间，以便

实验二、以太网帧格式与ARP协议分析

实验二、以太网帧格式与ARP协议分析实验类型: 验证类实验实验课时: 2学时实验时间和地点: 4月25日星期三、第一大节（8:00-10:00)，计算机中心学号：200911715 姓名：张亚飞一、实验目的验证以太网帧格式，理解ARP协议的工作原理。二、实验准备提前下载EtherPeek（https://www.wendangku.net/doc/5118001351.html,/soft/17558.html），学习EtherPeek的使用，见《EtherPeek使用说明（部分）》；会用“ipconfig –all”查看本机IP地址。三、实验步骤假设邻座同学的主机为A，IP地址为w.x.y.z，在Windows下运行EtherPeek，新建一个Filter，只捕获本机与w.x.y.z之间的IP分组。 1．以太网帧格式分析开始捕获，然后在命令行执行ping w.x.y.z，再停止捕获；分析捕获的IP分组，记录以太网帧头各字段以及FCS字段的值和含义（如表1），并与802.3帧格式进行比较。 2．ARP协议分析（1）进入DOS仿真窗口，执行“arp – a”查看本机的ARP缓存内容，若有w.x.y.z的记录，执行“arp –d w.x.y.z”删除该记录。注：执行“arp -help”可知arp的各选项用法。（2）开始捕获，然后执行“ping w.x.y.z”，停止捕获，记录并分析ARP报文各字段的含义，如表2。表2 ARP报文格式表2 ARP报文格式

（3）执行“arp –d w.x.y.z”清除缓存的IP-MAC记录。本机和主机A停止任何数据通信，在主机A上访问本机外的任何主机，再执行“arp – a”查看本机ARP缓存，看是否新增了主机A的IP-MAC记录，解释一下。答：删除过之后，被删除的记录不存在缓存中了。当主机A访问本机的时候，本机的ARP 缓存中重新出现A的记录。出现这种现象的原因在于本机ARP缓存中对应该主机A的记录一开始不存在，对方发送ping并显示可以连通后，本机就可以通过ARP解析出对方的MAC 地址。四、实验体会以太网帧格式，理解ARP协议的工作原理。ARP -a：查看本机ARP缓存，ARP -d：清空本地ARP缓存五、思考问题什么时候本地arp缓存中会增加主机A的记录？一、本机用ping测试与主机A的网络是否连通并确认联通时，会增加主机A的记录；二、主机Ａ用ping测试与本机的网络是否连通并确认联通时，会增加主机A的记录。