ProfiNet以太网协议分析

网络协议分析——抓包分析

计算机网络技术及应用实验报告开课实验室：南徐学院网络实验室

第一部分是菜单和工具栏，Ethereal提供的所有功能都可以在这一部分中找到。第二部分是被捕获包的列表，其中包含被捕获包的一般信息，如被捕获的时间、源和目的IP地址、所属的协议类型，以及包的类型等信息。 第三部分显示第二部分已选中的包的每个域的具体信息，从以太网帧的首部到该包中负载内容，都显示得清清楚楚。 第四部分显示已选中包的16进制和ASCII表示，帮助用户了解一个包的本来样子。 3、具体分析各个数据包 TCP分析：

源端口 目的端口序号 确认号 首部长度窗口大小值

运输层: 源端口：占2个字节。00 50（0000 0000 1001 0000） 目的端口：占2个字节。C0 d6(1100 0000 1101) 序号：占四个字节。b0 fe 5f 31(1011 0000 0101 1110 0011 0001) 确认号：占四个字节。cd 3e 71 46(1100 1101 0011 1110 0110 0001 0100 0110) 首部长度：共20个字节：50（0101 0001） 窗口大小值：00 10（0000 0000 0001 00000） 网络层： 不同的服务字段：20 （0010 0000）

总的长度：00 28（0000 0000 0010 10000） 识别：81 28（1000 0001 0010 10000） 片段抵消：40 00（0100 0000 0000 0000） 生存时间：34 （0011 0100） 协议： 06(0000 0110)

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。

NMEA协议详解

NMEA协议详解 2017/9/11 NMEA协议是为了在不同的GPS（全球定位系统）导航设备中建立统一的BTCM（海事无线电技术 委员会）标准，由美国国家海洋电子协会（NMEA-The National Marine Electronics Associations）制定的一套通讯协议。GPS接收机根据NMEA-0183协议的标准规范，将位置、速度等信息通过串 口传送到PC机、PDA等设备。 NMEA-0183协议是GPS接收机应当遵守的标准协议，也是目前GPS接收机上使用最广泛的协议， 大多数常见的GPS接收机、GPS数据处理软件、导航软件都遵守或者至少兼容这个协议。 不过，也有少数厂商的设备使用自行约定的协议比如GARMIN的GPS设备（部分GARMIN设备也 可以输出兼容NMEA-0183协议的数据）。软件方面，我们熟知的Google Earth目前也不支持 NMEA-0183协议，但Google Earth已经声明会尽快实现对NMEA-0183协议的兼容。呵呵，除非 你确实强壮到可以和工业标准分庭抗礼，否则你就得服从工业标准。 NMEA-0183协议定义的语句非常多，但是常用的或者说兼容性最广的语句只有$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL等。下面给出这些常用NMEA-0183语句 的字段定义解释。 $GPGGA 例：$GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,,,,0000*1F 字段0：$GPGGA，语句ID，表明该语句为Global Positioning System Fix Data（GGA）GPS 定位信息 字段1：UTC 时间，hhmmss.sss，时分秒格式 字段2：纬度ddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补0） 字段3：纬度N（北纬）或S（南纬） 字段4：经度dddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补0） 字段5：经度E（东经）或W（西经） 字段6：GPS状态，0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，3=无效PPS，6=正在估算 字段7：正在使用的卫星数量（00 - 12）（前导位数不足则补0） 字段8：HDOP水平精度因子（0.5 - 99.9） 字段9：海拔高度（-9999.9 - 99999.9） 字段10：地球椭球面相对大地水准面的高度 字段11：差分时间（从最近一次接收到差分信号开始的秒数，如果不是差分定位将为空）

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.docsj.com/doc/db165543.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.docsj.com/doc/db165543.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.docsj.com/doc/db165543.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

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

网络协议分析习题解答参考思路

《网络协议分析与实现》习题解答参考思路 第1章习题解答参考思路 习题1： 该题考查对异构网络互联概念、异构网络涉及的问题以及解决方法的理解程度。其中涉及的问题包括地址问题、包格式转换问题、路由问题等，其中1.1.3节还列举了很多其他的问题。 习题2： 该题可参考教材中所讲述的用户A和用户B的数据转换和传输过程进行解答。 习题3： 该题主要考查网上查找资料的能力。在https://www.docsj.com/doc/db165543.html,/上可以查到所有的RFC信息。 习题4： TCP/IP模型和OSI参考模型之间的层次对应关系及各层协议参见教材中的图1-5。 习题5： 该题主要考查动手能力，可以使用Wireshark（曾称为Ethereal）、Sniffer Portable 等软件进行抓包，然后针对一些具体报文进行分析。注意分析通信中的多路复用和多路分解过程，说出通信双方的物理地址、IP地址和端口地址。 习题6： 该题主要考查阅读代码的能力，这部分代码是对数据结构课程中队列操作的一个实现。该队列是一个基于优先级排序的队列，主要的数据结构是qinfo： struct qinfo { Bool q_valid; int q_type; /* mutex type */ int q_max; int q_count; int q_seen; int q_mutex; int *q_key;

char **q_elt; }; 具体操作如下： int enq(int q, void *elt, int key)； /*入队列操作，根据key的大小插到队列中的合适位置*/ void * deq(int q)；/*出队列操作*/ void * headq(int q)；/*获取队列头部元素*/ void * seeq(int q)；/*按顺序取队列元素*/ int newq(unsigned size, unsigned mtype)； /*分配一个新的队列，并返回队列的索引位置*/ int freeq(int q)；/*释放队列*/ int lenq(int q)；/*获取队列长度*/ static int initq()；/*初始化队列*/

以太网协议分析实验总结

竭诚为您提供优质文档/双击可除以太网协议分析实验总结 篇一：网络协议分析实验一 学院学生姓名 计算机学院 专业学号 网络工程 指导教师实验日期 黄杰11.6 一、以太帧格式的分析1.抓取方法描述 先在命令窗口下输入ipconfig查看本地的ip地址，得到的结果如下 ： 可以得到本地的ip地址为10.66.126.254，默认网关为10.66.64.1，物理地址为3c-77-e6-6e-92-85，然后打开wireshark软件开始抓包，找到可以建立连接的ip地址来进行ping。这里选择的目的ip地址为119.90.37.235，将wireshark之前抓取的包清空重新打开进行抓取。 在命令窗口下输入ping

119.90.37.235. 2.记录抓取的过程 关闭wireshark，在过滤器中输入icmp,可以找到发送并接受的8个icmp协议下的数据 包。 选择其中一个数据包对以太帧格式进行分析。3.抓取数据的内容 抓取数据内容如下： 这里面包括了发送数据包的源mac地址和接受数据包的目的mac地址，以太帧类型以及数据内容等等。 4.抓取数据的格式解释（可直接在抓取数据的内容旁边标注） 源mac地址： 3c-77-e6-6e-92-85 目的mac地址： 00-00-54-00-01-02 类型：协议类型为icmp类型 长度:ip包总长度为 60 校验和 以太帧类型： 0x0800

帧内封装的上层协议类型为ip,十六进制码为0800 5.补充说明（如果有需要补充的内容写在这） icmp的以太帧中数据内容为32字节，这里可以看到里 面的内容是：abcdefghijklmnopqrstuvwabcdefghi。 二、aRp协议的分析1.抓取方法描述 首先查看本地的ip地址： 这里是192.168.1.7，目的主机是室友的电脑，ip地址为192.168.1.4。首先清除arp缓存 2.记录抓取的过程 在wireshark中选择arp过滤，在过滤规则中设置 host192.168.1.4，然后点击开始抓包。接下来在命令窗口 中输入ping192.168.1.4。 成功ping通后在wireshark中找到arp请求数据包和arp响应数据包。 3.抓取数据的内容 保存为抓包文件并导出为文本文件,文本文件内容如下：no.timesourcedestinationprotocollengthinfo 311.896476000honhaipr_6e:92:85broadcastaRp42whohas1 92.168.1.4tell192.168.1.7 Frame3:42bytesonwire(336bits),42bytescaptured(336bi

GPS数据协议NMEA0183

GPS 数据协议 NMEA-0183
NMEA 0183 是美国国家海洋电子协会（National Marine Electronics Association ）为海用电子设备制定的标准格式。目前业已成了 GPS 导航设备统一的 RTCM（Radio Technical Commission for Maritime services）标准协议。
序号 1 2 3 4 5 6 7
命令 $GPGGA $GPGSA $GPGSV $GPRMC $GPVTG $GPGLL $GPZDA
说明 全球定位数据 卫星 PRN 数据 卫星状态信息 运输定位数据 地面速度信息 大地坐标信息 UTC 时间和日期
最大帧长 72 65 210 70 34
注：发送次序$PZDA、$GPGGA、$GPGLL、$GPVTG、$GPGSA、$GPGSV*3、 $GPRMC 协议帧总说明： 该协议采用 ASCII 码， 其串行通信默认参数为： 波特率=4800bps， 数据位=8bit， 开始位=1bit，停止位=1bit，无奇偶校验。 帧格式形如：$aaccc,ddd,ddd,…,ddd*hh 1、“$”——帧命令起始位 2、aaccc——地址域，前两位为识别符，后三位为语句名 3、ddd…ddd——数据 4、“*”——校验和前缀 5、hh——校验和（check sum），$与*之间所有字符 ASCII 码的校验和（各字 节做异或运算，得到校验和后，再转换 16 进制格式的 ASCII 字符。） 6、——CR（Carriage Return） + LF（Line Feed）帧结束，回车和 换行 GPGGA GPS 固定数据输出语句， 这是一帧 GPS 定位的主要数据， 也是使用最广的数据。
$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>*<1 5> <1> UTC 时间，格式为 hhmmss.sss。 <2> 纬度，格式为 ddmm.mmmm（前导位数不足则补 0）。 <3> 纬度半球，N 或 S（北纬或南纬）。 <4> 经度，格式为 dddmm.mmmm（前导位数不足则补 0）。

实验二使用Wireshark分析以太网帧与ARP协议

实验二使用Wireshark分析以太网帧与ARP协议 一、实验目的 分析以太网帧，MAC地址和ARP协议 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；使用Wireshark、IE等软件。 三、实验步骤： IP地址用于标识因特网上每台主机，而端口号则用于区别在同一台主机上运行的不同网络应用程序。在链路层，有介质访问控制（Media Access Control,MAC）地址。在局域网中，每个网络设备必须有唯一的MAC地址。设备监听共享通信介质以获取目标MAC地址与自己相匹配的分组。 Wireshark 能把MAC地址的组织标识转化为代表生产商的字符串，例如，00:06:5b:e3:4d:1a也能以Dell:e3:4d:1a显示，因为组织唯一标识符00:06:5b属于Dell。地址ff:ff:ff:ff:ff:ff是一个特殊的MAC地址，意味着数据应该广播到局域网的所有设备。 在因特网上，IP地址用于主机间通信，无论它们是否属于同一局域网。同一局域网间主机间数据传输前，发送方首先要把目的IP地址转换成对应的MAC 地址。这通过地址解析协议ARP实现。每台主机以ARP高速缓存形式维护一张已知IP分组就放在链路层帧的数据部分，而帧的目的地址将被设置为ARP高速缓存中找到的MAC地址。如果没有发现IP地址的转换项，那么本机将广播一个报文，要求具有此IP地址的主机用它的MAC地址作出响应。具有该IP地址的主机直接应答请求方，并且把新的映射项填入ARP高速缓存。 发送分组到本地网外的主机，需要跨越一组独立的本地网，这些本地网通过称为网关或路由器的中间机器连接。网关有多个网络接口卡，用它们同时连接多个本地网。最初的发送者或源主机直接通过本地网发送数据到本地网关，网关转发数据报到其它网关，直到最后到达目的主机所在的本地网的网关。 1、俘获和分析以太网帧 （1）选择工具->Internet 选项->删除文件

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

GNSS输出NEMA协议解析

GNSS 导航芯片输出 NEMA 协议解析 1． NEMA 协议的由来 NMEA 协议是为了在不同的 GPS （全球定位系统）导航设备中建立统一的 BTCM （海事无线电技术委员会）标准，由美国国家海洋电子协会（ NMEA-The National Marine Electronics Associa-tion ）制定的一套通讯协议。GPS接收机根据NMEA-0183 协议的标准规范，将位置、速度等信息通过串口传送到 PC 机、PDA 等设备。 NMEA-0183 协议是 GPS 接收机应当遵守的标准协议，也是目前 GPS 接收机上使用最广泛的协议，大多数常见的GPS接收机、GPS数据处理软件、导航软件都遵守或者至少兼容这个协议。 NMEA-0183 协议定义的语句非常多，但是常用的或者说兼容性最广的语句只有$GPGGA $GPGSA 、 $GPGSV 、 $GPRMC 、 $GPVTG 、 $GPGLL 等。下面给出这些常用 NMEA-0183 语句的字段定义解释。$GPGGA 例： $GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,,,,0000*1F 字段 0： $GPGGA ，语句 ID，表明该语句为 Global Positioning System Fix Data （GGA ）GPS 定位信息 字段 1 ： UTC 时间， hhmmss.sss ，时分秒格式 字段 2：纬度 ddmm.mmmm ，度分格式（前导位数不足则补 0） 字段3:纬度N （北纬）或S （南纬） 字段 4 ：经度 dddmm.mmmm ，度分格式（前导位数不足则补 0 ） 字段 5: 经度 E（东经）或 W（西经） 字段 6: GPS 状态， 0=未定位， 1=非差分定位， 2=差分定位， 3=无效 PPS ， 6=正在估算 字段 7: 正在使用的卫星数量（ 00 - 12 ）（前导位数不足则补 0） 字段 8 : HDOP 水平精度因子（ 0.5 - 99.9 ） 字段 9: 海拔高度（ -9999.9 - 99999.9 ） 字段 10: 地球椭球面相对大地水准面的高度 字段 11 : 差分时间（从最近一次接收到差分信号开始的秒数，如果不是差分定位将为空） 字段 12: 差分站 ID 号 0000 - 1023 （前导位数不足则补 0，如果不是差分定位将为空） 字段 13: 校验值

以太网协议分析实验总结

以太网协议分析实验总结 篇一：网络协议分析实验一 学院学生姓名 计算机学院 专业学号 网络工程 指导教师实验日期 黄杰 一、以太帧格式的分析 1. 抓取方法描述 先在命令窗口下输入ipconfig查看本地的ip地址，得到的结果如下 ： 可以得到本地的IP地址为，默认网关为，物理地址为3C-77-E6-6E-92-85，然后打开wireshark软件开始抓包，找到可以建立连接的IP地址来进行ping。这里选择的目的ip地址为，将wireshark之前抓取的包清空重新打开进行抓取。 在命令窗口下输入ping

2. 记录抓取的过程 关闭wireshark，在过滤器中输入icmp,可以找到发送并接受的8个icmp协议下的数据 包。 选择其中一个数据包对以太帧格式进行分析。 3. 抓取数据的内容 抓取数据内容如下： 这里面包括了发送数据包的源MAC地址和接受数据包的目的MAC地址，以太帧类型以及数据内容等等。 4. 抓取数据的格式解释（可直接在抓取数据的内容旁边标注） ? 源MAC地址： 3C-77-E6-6E-92-85 ? 目的MAC地址： 00-00-54-00-01-02 ? 类型：协议类型为ICMP类型 ? 长度:IP包总长度为 60

? 校验和 ? 以太帧类型： 0x0800 帧内封装的上层协议类型为IP,十六进制码为0800 5. 补充说明（如果有需要补充的内容写在这） ICMP的以太帧中数据内容为32字节，这里可以看到里面的内容是：abcdefghijklmn opqrstuvwabcdefg hi 。 二、ARP协议的分析 1. 抓取方法描述 首先查看本地的IP地址： 这里是，目的主机是室友的电脑，IP地址为。首先清除arp缓存 2. 记录抓取的过程 在wireshark中选择arp过滤，在过滤规则中设置host ，然后点击开始抓包。接下来在命令窗口中输入ping 。 成功ping通后在wireshark中找到arp请求数据包和arp响应数据包。 3. 抓取数据的内容 保存为抓包文件并导出为文本文件,文本文件内容如

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 */

Gps协议解析

GPS卫星定位接收器的NMEA协议解析 GPS接收机只要处于工作状态就会源源不断地把接收并计算出的GPS导航定位信息通过串口传送到计算机中。前面的代码只负责从串口接收数据并将其放置于缓存，在没有进一步处理之前缓存中是一长串字节流，这些信息在没有经过分类提取之前是无法加以利用的。因此，必须通过程序将各个字段的信息从缓存字节流中提取出来，将其转化成有实际意义的，可供高层决策使用的定位信息数据。同其他通讯协议类似，对GPS进行信息提取必须首先明确其帧结构，然后才能根据其结构完成对各定位信息的提取。对于本文所使用的GARMIN GPS 天线板，其发送到计算机的数据主要由帧头、帧尾和帧内数据组成，根据数据帧的不同，帧头也不相同，主要有"$GPGGA"、"$GPGSA"、"$ GPGSV"以及"$GPRMC"等。这些帧头标识了后续帧内数据的组成结构，各帧均以回车符和换行符作为帧尾标识一帧的结束。对于通常的情况，我们所关心的定位数据如经纬度、速度、时间等均可以从"$GPRMC"帧中获取得到，该帧的结构及各字段释义如下： $GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>*hh <1> 当前位置的格林尼治时间，格式为hhmmss <2> 状态, A 为有效位置, V为非有效接收警告，即当前天线视野上方的卫星个数少于3颗。 <3> 纬度, 格式为ddmm.mmmm <4> 标明南北半球, N 为北半球、S为南半球 <5> 径度，格式为dddmm.mmmm <6> 标明东西半球，E为东半球、W为西半球 <7> 地面上的速度，范围为0.0到999.9 <8> 方位角，范围为000.0到359.9 度 <9> 日期, 格式为ddmmyy <10> 地磁变化，从000.0到180.0 度 <11> 地磁变化方向，为E 或W 至于其他几种帧格式，除了特殊用途外，平时并不常用，虽然接收机也在源源不断地向主机发送各种数据帧，但在处理时一般先通过对帧头的判断而只对"$GPRMC"帧进行数据的提取处理。如果情况特殊，需要从其他帧获取数据，处理方法与之也是完全类似的。由于帧内各数据段由逗号分割，因此在处理缓存数据时一般是通过搜寻ASCII码"$"来判断是否是帧头，在对帧头的类别进行识别后再通过对所经历逗号个数的计数来判断出当前正在处理的是哪一种定位导航参数，并作出相应的处理。 附：NMEA0183常用协议格式 说明：NMEA0183格式以“$”开始，主要语句有GPGGA，GPVTG，GPRMC等

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）

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