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MODBUS TCP ip协议【网络架构】以太网帧格式历史上以太网帧格式有五种: 1.Ethernet V1：这是最原始的一种格式，是由Xerox PARC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Ethernet V1标准. 2.Ethernet V2(ARPA)：由DEC，Intel和Xerox在1982年公布其标准，主要更改了Ethernet V1的电气特性和物理接口，在帧格式上并无变化；Ethernet V2出现后迅速取代Ethernet V1成为以太网事实标准；Ethernet 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。 3.RAW 802.3：这是1983年Novell发布其划时代的Netware/86网络套件时采用的私有以太网帧格式，该格式以当时尚未正式发布的802.3标准为基础；但是当两年以后IEEE正式发布802.3标准时情况发生了变化IEEE在802.3帧头中又加入了802.2 LLC(Logical Link Control)头，这使得Novell的RAW 802.3格式跟正式的IEEE 802.3标准互不兼容. 4.802.3/802.2 LLC：这是IEEE 正式的802.3标准，它由Ethernet V2发展而来。它将Ethernet V2帧头的协议类型字段替换为帧长度字段(取值为0000-05dc;十进制的1500)；并加入802.2 LLC头用以标志上层协议，LLC头中包含DSAP，SSAP以及Crontrol字段. 5.802.3/802.2 SNAP：这是IEEE为保证在802.2 LLC上支持更多的上层协议同时更好的支持IP协议而发布的标准，与802.3/802.2 LLC一样802.3/802.2 SNAP也带有LLC头，但是扩展了LLC属性，新添加了一个2Bytes的协议类型域（同时将SAP的值置为AA），从而使其可以标识更多的上层协议类型；另外添加了一个3Bytes的OUI字段用于代表不同的组织，RFC 1042定义了IP报文在802.2网络中的封装方法和ARP协议在802.2 SANP中的实现.802.3以太网帧格式备注：前导码（7字节）、帧起始定界符（1字节）、目的MAC地址（6字节）、源MAC地址（6字节）、类型/长度（2字节）、数据（461500字节）、帧校验序列（4字节）MAC地址可以用26字节来表示，原则上是这样，实际都是6字节以太网帧格式总结MAC地址厂商的查询的网址：全部厂商列表：url/regauth/oui/oui.txt/url 网页查询地址：url/regauth/oui/index.shtml/url 在Search the public OUI listing . . .输入网卡MAC地址前三位即可，如00-0D-65=Start:目前，有四种不同格式的以太网帧在使用，它们分别是： Ethernet 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：ARPA。 Ethernet 802.3 raw：Novell在1983年公布的专用以太网标准帧格式。Cisco名称为：Novell-Ether。 Ethernet 802.3 SAP：IEEE在1985年公布的Ethernet 802.3的SAP版本以太网帧格式。Cisco名称为：SAP。 Ethernet 802.3 SNAP：IEEE在1985年公布的Ethernet 802.3的SNAP版本以太网帧格式。Cisco名称为：SNAP。 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3所示。其中，前7个字节称为前同步码（Preamble），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。图一：说明：所有范例中Send & Receive的数据都是通过ModbusTCP.exe软件发送与接收。功能码 01功能码01用于读取线圈的状态。例：Modbus TCP通讯模式下，读取站号为2的从站Y0Y5的状态。MasterSlave的数据0000 0000 0006 02 01 0500 0006数据说明00 18 23 1000 05目标MAC地址，网卡的硬件地址。00:18:23表示台达6字节Ethernet II00 1A A0 397E 4E源MAC地址，网卡的硬件地址。00:1A:A0表示DELL6字节08 00协议类型：IP协议2字节45Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0Internet Protocol（IP）4位首部长度，普通IP数据包字段的值是54位版本00服务类型（TOS）00 34Totol Length（IP数据包的长度）07 C6Identification40 00Fragment offset80Time to Live(一个封包在网络上可以存活的时间)06协议类型：TCP6E E0CRC校验码C0192Source ID：05Transmission Control Protocol （TCP）A816801169105C0192Destination ID：00A81680116410004 4DSource port：pt2-discover（1101）01 F6Destination port：asa-ppl-proto（502）37 05 D6 C000 53F3 CB5018FD D6window sizeAA CF校验码71CC00 00Transaction Idenfifier。2字节Modbus/TCP协议00 00Protocol Idenfifier。用来确定应用层协议是否为Modbus协议2字节00 06数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。2字节02Unit Idenfifier ，Slave的通讯地址。1字节01功能码。1字节Modbus协议05 00欲读取的位装置起始地址。最大字节数为14800 06欲读取的位装置的个数（bits）。SlaveMaster的数据0000 0000 0004 06 01 01 35数据说明0000Transaction Idenfifier。0000Protocol Idenfifier。0004数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。02Slave的通讯地址。01功能码。01欲读取的位装置的数目（bytes），8bits为1byte。当读取位装置的数目不足1byte时，以1byte计算。35数据内容（Y5Y0的状态）。功能码 02功能码02用于读取输入装置的状态。例：Modbus TCP通讯模式下，读取站号为2的从站X2X34的状态。MasterSlave的数据0000 0000 0006 02 02 0400 001B数据说明0000Transaction Idenfifier。0000Protocol Idenfifier。0006数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。02Slave的通讯地址。02功能码。0400欲读取的位装置起始地址。001B欲读取的位装置的个数（bits）。SlaveMaster的数据0000 0000 0007 02 02 04 CD65 7D04数据说明0000Transaction Idenfifier。0000Protocol Idenfifier。0007数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。02Slave的通讯地址。02功能码。04欲读取的位装置的数目（bytes），8bits为1byte。当读取位装置的数目不足1byte时，以1byte计算。CD65 7D04数据内容（X34X2的状态）。 功能码 03功能码03用于读取保持寄存器（字装置）内容。PLC D0的MODBUS位址 H1000例：Modbus TCP通讯模式下，读取站号为2的从站地址H0000H0005的内容。MasterSlave的数据0000 0000 0006 02 03 0000 0006数据说明0000Transaction Idenfifier。0000Protocol Idenfifier。0006数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。02Slave的通讯地址。03功能码。0000欲读取的字装置起始地址。0006欲读取的字装置的个数（words）。SlaveMaster的数据0000 00 00 000F 02 03 0C 0031 0006 0808 0002 0300 0000数据说明0000Transaction Idenfifier。0000Protocol Idenfifier。000F数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。02Slave的通讯地址。03功能码。0C欲读取的字装置的数目（bytes），1word为2bytes。0031H0000的数据内容。0006H0001的数据内容。0808H0002的数据内容。0002H0003的数据内容。0300H0004的数据内容。0000H0005的数据内容。功能码 05功能码05用于对位装置进行写单笔操作。例1：Modbus TCP通讯模式下，设置站号为2的从站Y2=ON。MasterSlave的数据0000 0000 0006 02 05 0502 FF00数据说明0000Transaction Idenfifier。0000Protocol Idenfifier。0006数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。02Slave的通讯地址。05功能码。0502欲写入的地址。FF00写入的控制数据为HFF00。SlaveMaster的数据0000 0000 0006 02 05 0502 FF00数据说明0000Transaction Idenfifier。0000Protocol Idenfifier。0006数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。02Slave的通讯地址。05功能码。0502欲写入的地址。FF00写入的控制数据为HFF00。例2：Modbus TCP通讯模式下，设置站号为2的从站Y2=OFF。MasterSlave的数据0000 0000 0006 02 05 0502 0000数据说明0000Transaction Idenfifier。0000Protocol Idenfifier。00 06数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。02Slave的通讯地址。05功能码。05 02欲写入的地址。0000写入的控制数据为H0000。SlaveMaster的数据0000 0000 0006 02 05 0502 0000数据说明0000Transaction Idenfifier。0000Protocol Idenfifier。0006数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。02Slave的通讯地址。05功能码。0502欲写入的地址。0000写入的控制数据为HFF00。功能码 06功能码06用于对寄存器（字装置）进行写单笔操作。例1：Modbus TCP通讯模式下，设置站号为2的从站地址H1601的内容为K4。MasterSlave的数据0000 0000 0006 02 06 1601 0004数据说明0000Transaction Idenfifier。0000Protocol Idenfifier。0006数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。02Slave的通讯地址。06功能码。1601欲写入的地址。0004写入的控制数据为H0004。SlaveMaster的数据0000 0000 0006 02 06 1601 0004数据说明0000Transaction Idenfifier。0000Protocol Idenfifier。0006数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。02Slave的通讯地址。06功能码。1601欲写入的地址。0004写入的控制数据为H0004。功能码 15功能码15用于对位装置进行写多笔操作。例1：Modbus TCP通讯模式下，设置站号为2的从站Y0Y17的状态如下表所示。MasterSlave的数据0000 0000 0009 02 0F 000A 02 CD01数据说明0000Transaction Idenfifier。0000Protocol Idenfifier。0009数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。02Slave的通讯地址。0F功能码。0500欲写入的位装置的起始地址。000A欲写入的位装置个数（bits）。02欲写入位装置的数目（bytes），8bits为1byte。当写入位装置的数目不足1byte时，以1byte计算。CD01欲写入的数据内容（Y11Y0的状态）。SlaveMaster的数据0000 0000 0006 02 0F 0500 000A数据说明0000Transaction Idenfifier。0000Protocol Idenfifier。0006数据长度，从【Slave的通讯地址】开始计算。02Slave的通讯地址。0F功能码。