图2-1 EtherNet/IP模型

EtherNet/IP网络的模型与标准以太网络相似，不同的是在会话层、表示层和应用层融为一体，满足工业控制系统中特有的通信需求，但符合通用的标准。EtherNet/IP模型如图2-1所示。

EtherNet/IP的协议有如下标准：

●IEEE802.3：标准以太网，精确时间协议（IEEE1588）。

●IETF：互联网工程任务权效，标准互联网协议（IP）。

●IEC：国际电工委员会。

●ODVA：通用工业协议（CIP）。

在以太网最基层，用电线或电缆连接计算机和外围模块，使它们能够保持通信，对于这些物理媒介质，所有的以太网络支持提供数据传输和网络管理能力的协议，称为网络协议，如CIP、TCP和UDP。

CIP应用位于以太网由TCP/UDP/IP封装信息的公共应用层，这个公共应用层是通用工业协议（CIP），提供工业自动化和以太网上控制模块的共用能力和交换能力，EtherNet/IP网络支持隐性信息（实时I/O数据）和显性信息。

TCP/IP是传输层协议（TCP）和网络层协议（IP），通常用于网络通信的商业环境和访问互联网，EtherNet/IP通信模块用TCP/IP传送显性信息，即时间不是苛求因素的信息，如上载和下载程序。

UDP是最简单的传输协议，非连接且在两个模块之间提供简单传送数据块，UDP被用于模块之间握手生效的应用，仅需要最小的传输服务，UCP比TCP更小、更简单、更快，并能够运行单播、多播和广播模式，EtherNet/IP通信模块用UDP/IP传送实时I/O的信息。

1.交换机

交换机是网络上的关键设备，它为控制应用提供抉择和吞吐量需求，建议在网络参考结构较高等级的网络，采用工业速度的交换机连接计算机和其他设备，以太交换机完成下列工作：

●在全双工模式下运行可消除冲突现象。

●包含管理的交换机具有高级网络功能的特性。

交换机根据应用功能可分为非管理型交换机和管理型交换机，显然在设备成本上也有着较大的差异，在规划网络系统时应根据需求作出决定。

非管理型交换机是相对低廉和设置简单的设备，它不提供任何管理能力、安全和诊断信息，而且维护困难。

使用非管理型交换机时，确定应用如下：

●不包含I/O传输。

●含有I/O控制，但属于下列情况：

—网络没有直接连接到IT网络。

—网络上所有的节点都是罗克韦尔自动化的设备。

—没有潜在的超载设备。

管理型交换机一般比非管理型交换机更贵，且需要一些支持初始化组态和替换的等级性能，当然，管理型交换机提供了许多高级特性，在控制系统中获得更好的网络工作性能。管理型交换机能够管理多播传输，提供诊断数据和安全选项，以及其他高级特性。

管理型交换机与非管理型交换机的对比如下：(www.daowen.com)

2.自适应

自适应是设备自动协商选择速度和双工模式，让设备在未组态时选择了最理想的方式去通信，当然，如果将手动组态设备连接到自适应设备，其结果可能产生数据传输高速错误的问题。

所有的100Mbit/s设备需要自适应支持，但更多早期出品的10Mbit/s设备却不能自适应。选择支持两种速度的交换机，可以连接某些仅支持较慢速率的设备。

3.双工模式

以太网基于运载传感多访问/冲突探测技术，这个技术将所有的节点放置在同一个环路，它们可以按需要交谈，节点必须处理冲突（多设备同时交谈）并监视自己的传输，以保证其他节点有传输时间。

数据传输的双工模式决定了设备怎样传送和接收数据。

全双工：

●一个工作站可以同时传送和接收。

●在传送对上传送，在接收对上接收。

●没有冲突探测、返回关闭或重试。

●无冲突。

半双工：

●一个工作站传送，其他工作站旁听。

●一个工作站在传送时，同时不能接收，也不能有另外一个在传送。

●如果一个工作站在传送，另外一个工作站也传送，冲突就会发生。

●当工作站的传输条件被考虑时，任何接收都会发生冲突。

全双工模式可消除冲突，如今可利用交换机速度的组合选项，消除交换机中有关冲突或传输的延时，为了更好地实现I/O控制，EtherNet/IP成为高度决定的网络：

●如果要自适应，要确定核实了连接。

●如果在任何链接上强制了速度和双工模式，要确定强制了链的两端。如果仅在链的一端强制，自适应方总是成为半双工。

设备的自适应过程如图2-2所示。

图2-2 设备的自适应过程

当EtherNet/IP网络用于系统中的实时控制时，应该充分了解交换机中可利用的几个特性，这就是下面要讨论的数据包的传输模式和传输协议、虚拟局域网和网段、服务质量（Quality ofService，QoS）、弹性协议、互联网组管理协议（IGMP）、端口安全和设备授权。