工业控制网络技术应用课件：解析TCPIP通讯模型

工业以太网的通讯奥秘任务：解析TCP/IP通讯模型TCP/IP四层模型01TCP/IP通讯原理02TCP/IP通讯过程03TCP/IP的特征04目录CONTENTS小结05应用层传输层数据段Segment网络层报文/数据包Packet网络接口层ISO/OSITCP/IP应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层链路层数据帧Frame物理层比特Bit01TCP/IP四层模型应用层HTTPS7FTPDNSSMTPPOP3TelnetSSHTFTPserver传输层TCPUDP

协议号617网络层

路由器

ICMPIPARPAKPUUCP数据链路层物理层集线器IEEE802.1AIEEE802.2到IEE802.11

交换机MAC子层协议FDDIEthernetArpanetPDNSLIPPPP

端口号8010220/21532511023226944501TCP/IP四层模型应用层传输层数据段Segment网络层报文/数据包Packet网络接口层TCP/IP链路层数据帧Frame物理层比特Bit02TCP/IP通讯原理应用层协议数据单元（PDU）程序协议数据段Segment端口号路由器报文/数据包Packet网络接口层TCP/IP交换机数据帧Frame集线器比特Bit从上往下逐层发送：每一层都把上层的协议包当成数据部分，加上自己的协议头部，组成自己的协议包封装发送数据传输层报头数据网络层报头数据数据链路层报头数据011001110101001101101110001110源端口、目的端口源IP、目的IP、协议号源MAC、目的MAC、帧类型程序协议02TCP/IP通讯原理应用层（S7、OUC、ModbusTCP）传输层（TCP、UDP）网络层（IP）网络接口层TCP/IP数据链路层（MAC）物理层（RJ45）封装发送从下往上逐层解封：封装的逆过程，数据从比特流还原为数据的过程动作解封接收数据传输层报头数据网络层报头数据数据链路层报头数据011001110101001101101110001110剥离数据链路层剥离网络层剥离传输层检测MAC检测IP识别端口解析协议03TCP/IP通讯过程PC触摸屏网线PLC交换机网线星型结构TCP/IP四层模型客户端服务端88628:63:36:E9:6D:2C00:1B:1B:21:B6:A094:C6:91:76:15:01PLC（服务端）触摸屏(客户端)S7通讯TCP/IP协议应用层（S7协议）传输层（TCP）网络层（IP）网络接口层（数据链路交换机+物理层RJ45）03TCP/IP通讯过程PLC（服务端）触摸屏(客户端)S7通讯TCP/IP协议应用层（S7协议）传输层（TCP）网络层（IP）网络接口层（数据链路交换机+物理层RJ45）将PUT指令转换为协议数据单元,将本地设备的功能需求转化对方能够读懂为01代码，包含功能、类型、寄存器区、起始结束地址等。应用层数据03TCP/IP通讯过程PLC（服务端）触摸屏(客户端)S7通讯TCP/IP协议应用层（S7协议）传输层（TCP）网络层（IP）网络接口层（数据链路交换机+物理层RJ45）根据应用层协议，将PUT指令转换为协议数据单元应用层数据应用层数据TCP包首部TCP包首部包含源端口号、目的端口号，数据段源端口触摸屏程序端口号为3000、目的端口博途程序端口号为102；西门子的PLC可以通过102/TCP端口来识别03TCP/IP通讯过程PLC（服务端）触摸屏(客户端)S7通讯TCP/IP协议应用层（S7协议）传输层（TCP）网络层（IP）网络接口层（数据链路交换机+物理层RJ45）根据应用层协议，将PUT指令转换为协议数据单元应用层数据应用层数据TCP包首部应用层数据TCP包首部IP包首部TCP包首部包含源端口号、目的端口号，数据段IP包首部包含源IP、目的IP地址、协议号,数据包本地触摸屏IP地址：8，远程PLC的IP地址：8，协议号603TCP/IP通讯过程PLC（服务端）触摸屏(客户端)S7通讯TCP/IP协议应用层（S7协议）传输层（TCP）网络层（IP）网络接口层（数据链路交换机+物理层RJ45）根据应用层协议，将PUT指令转换为协议数据单元应用层数据应用层数据TCP包首部应用层数据TCP包首部IP包首部TCP包首部包含源端口号、目的端口号，数据段IP包首部包含源IP、目的IP地址、协议号,数据包应用层数据TCP包首部IP包首部以太网包首部以太网首部包含源、目的MAC,数据帧源触摸屏的MAC：00:1B:1B:21:B6:A0目的PLC的MAC：28:63:36:E9:6D:2C03TCP/IP通讯过程PLC（服务端）触摸屏(客户端)S7通讯TCP/IP协议应用层（S7协议）传输层（TCP）网络层（IP）网络接口层（数据链路交换机+物理层RJ45）根据应用层协议，将PUT指令转换为协议数据单元应用层数据应用层数据TCP包首部应用层数据TCP包首部IP包首部TCP包首部包含源端口号、目的端口号，数据段IP包首部包含源IP、目的IP地址、协议号,数据包应用层数据TCP包首部IP包首部以太网包首部以太网首部包含源、目的MAC,数据帧01110101001101101数字信号转换为脉冲电信号，bit流03TCP/IP通讯过程PLC（服务端）触摸屏(客户端)S7通讯TCP/IP协议应用层（S7协议）传输层（TCP）网络层（IP）网络接口层（数据链路交换机+物理层RJ45）根据应用层协议，将PUT指令转换为协议数据单元应用层数据应用层数据TCP包首部应用层数据TCP包首部IP包首部TCP包首部包含源端口号、目的端口号，数据段IP包首部包含源IP、目的IP地址、协议号,数据包应用层数据TCP包首部IP包首部以太网包首部以太网首部包含源、目的MAC,数据帧01110101001101101以太网电缆传输数字信号转换为脉冲电信号，bit流0111010100110110103TCP/IP通讯过程应用层数据PLC（服务端）触摸屏(客户端)S7通讯TCP/IP协议应用层（S7协议）传输层（TCP）网络层（IP）网络接口层（数据链路交换机+物理层RJ45）根据应用层协议，将PUT指令转换为协议数据单元应用层数据应用层数据TCP包首部应用层数据TCP包首部IP包首部TCP包首部包含源端口号、目的端口号，数据段IP包首部包含源IP、目的IP地址、协议号,数据包应用层数据TCP包首部IP包首部以太网包首部以太网首部包含源、目的MAC,数据帧01110101001101101以太网电缆传输数字信号转换为脉冲电信号，bit流MAC地址识别，剥离以太网包首部TCP包首部IP包首部以太网包首部01110101001101101MAC地址判断是否为发送给自己的数据，若不是则丢弃；如果是发送给自己的，则从以太网包首部中的类型确定数据类型，传给相应的模块，如IP、ARP等。03TCP/IP通讯过程应用层数据PLC（服务端）触摸屏(客户端)S7通讯TCP/IP协议应用层（S7协议）传输层（TCP）网络层（IP）网络接口层（数据链路交换机+物理层RJ45）根据应用层协议，将PUT指令转换为协议数据单元应用层数据应用层数据TCP包首部应用层数据TCP包首部IP包首部TCP包首部包含源端口号、目的端口号，数据段IP包首部包含源IP、目的IP地址、协议号,数据包应用层数据TCP包首部IP包首部以太网包首部以太网首部包含源、目的MAC,数据帧01110101001101101以太网电缆传输数字信号转换为脉冲电信号，bit流MAC地址识别，剥离以太网包首部IP地址识别，剥离IP包首部IP包首部TCP包首部应用层数据TCP包首部IP包首部以太网包首部01110101001101101判断IP地址是否匹配，若匹配则根据首部的协议类型将数据发送TCP、UDP模块；对于有路由器的情况，需要借助路由控制表，在调查应该送往的主机或路由器之后再进行转发数据03TCP/IP通讯过程PLC（服务端）触摸屏(客户端)S7通讯TCP/IP协议应用层（S7协议）传输层（TCP）网络层（IP）网络接口层（数据链路交换机+物理层RJ45）根据应用层协议，将PUT指令转换为协议数据单元应用层数据应用层数据TCP包首部应用层数据TCP包首部IP包首部TCP包首部包含源端口号、目的端口号，数据段IP包首部包含源IP、目的IP地址、协议号,数据包应用层数据TCP包首部IP包首部以太网包首部以太网首部包含源、目的MAC,数据帧01110101001101101以太网电缆传输数字信号转换为脉冲电信号，bit流MAC地址识别，剥离以太网包首部IP地址识别，剥离IP包首部应用层数据TCP包首部应用层数据TCP包首部IP包首部应用层数据TCP包首部IP包首部以太网包首部01110101001101101计算校验和，判断数据是否被破坏，检查是否按照序号接收数据，检查端口号，确定具体的应用程序识别端口号，剥离TCP包首部03TCP/IP通讯过程PLC（服务端）触摸屏(客户端)S7通讯TCP/IP协议应用层（S7协议）传输层（TCP）网络层（IP）网络接口层（数据链路交换机+物理层RJ45）根据应用层协议，将PUT指令转换为协议数据单元应用层数据应用层数据TCP包首部应用层数据TCP包首部IP包首部TCP包首部包含源端口号、目的端口号，数据段IP包首部包含源IP、目的IP地址