以太網與現場總線技術
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以太網及TCP/IP通信技術在IT行業(yè)獲得了很大的成功, 成為IT行業(yè)應用中首選的網絡通信技術。近年來，由于國際現場總線技術標準化工作沒有達到人們理想中的結果，以太網及TCP/IP技術逐步在自動化行業(yè)中得到應用，并發(fā)展成為一種技術潮流。
以太網在自動化行業(yè)中的應用應該區(qū)分為兩個方面問題，或者說兩個層次的問題。一是工廠自動化技術與IT技術結合，與互連網Internet技術結合，成為未來可能的制造業(yè)電子商務技術、網絡制造技術雛形。大多數專家們對自動化技術這種發(fā)展趨勢給予肯定的評價。另一個方面，即以太網能否在工業(yè)過程控制底層，也就是設備層或稱為現場層廣泛應用？ 能否成為甚至取代現有的現場總線技術成為統(tǒng)一的工業(yè)網絡標準？這些問題實為目前自動化行業(yè)專家們爭論的熱點。本文將只就這一問題,從以太網與現場總線的技術比較出發(fā),談談個人看法。
1．以太網指的是什么
什么是“以太網”？以及相關的IEEE 802.3及TCP/IP技術? 這對計算機網絡工程師可能是基本常識，但我們自動化技術工程師未必清楚。在討論以太網與自動化技術及現場總線技術之前,有必要先澄清一下這幾個基本術語的含義。筆者查閱了有關資料，現將有關“以太網”、IEEE 802.3及TCP/IP相關的技術背景摘要如下:
(1) 以太網:
?1975年: 美國施樂(Xerox)公司的Palo Alto研究中心研制成功[METC76]，該網采用無源電纜作為總線來傳送數據幀，故以傳播電磁波的“以太(Ether)”命名。
?1981年：美國施樂(Xerox)公司+數字裝備公司(Digital)+英特爾(Intel)公司聯(lián)合推出以太網(EtherNet)規(guī)約[ETHE80]
?1982年：修改為第二版，DIX Ethernet V2
因此：“以太網”應該是特指“DIX Ethernet V2”所描述的技術?！ ?BR>
(2) IEEE802.3
?80年代初期: 美國電氣和電子工程師學會IEEE 802委員會制定出局域網體系結構, 即IEEE 802參考模型.IEEE 802參考模型相當于OSI模型的最低兩層:
?1983年：IEEE 802 委員會以美國施樂(Xerox)公司+數字裝備公司(Digital)+英特爾(Intel)公司提交的DIX Ethernet V2為基礎，推出了IEEE802.3
?IEEE802.3又叫做具有CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測)的網絡。CSMA/CD是IEEE802.3采用的媒體接入控制技術，或稱介質訪問控制技術。
因此: IEEE802.3 以“以太網”為技術原形，本質特點是采用CSMA/CD 的介質訪問控制技術?！耙蕴W”與IEEE802.3略有區(qū)別。但在忽略網絡協(xié)議細節(jié)時, 人們習慣將IEEE802.3稱為”以太網”。
與IEEE 802 有關的其它網絡協(xié)議： I
IEEE 802.1―概述、體系結構和網絡互連，以及網絡管理和性能測量。
IEEE 802.2―邏輯鏈路控制LLC。最高層協(xié)議與任何一種局域網MAC子層的接口。
IEEE 802.3―CSMA/CD網絡，定義CSMA/CD總線網的MAC子層和物理層的規(guī)范。
IEEE 802.4―令牌總線網。定義令牌傳遞總線網的MAC子層和物理層的規(guī)范。
IEEE 802.5―令牌環(huán)形網。定義令牌傳遞環(huán)形網的MAC子層和物理層的規(guī)范?！ ?BR>IEEE 802.6―城域網?！ ?BR>IEEE 802.7―寬帶技術?！ ?BR>IEEE 802.8―光纖技術?！ ?BR>IEEE 802.9―綜合話音數據局域網。
IEEE 802.10―可互操作的局域網的安全。
IEEE 802.11―無線局域網。
IEEE 802.12―優(yōu)先高速局域網(100Mb/s)。
IEEE 802.13―有線電視(Cable-TV)
(3) TCP/IP協(xié)議
?TCP/IP是多臺相同或不同類型計算機進行信息交換的一套通信協(xié)議。TCP/IP協(xié)議組的準確名稱應該是internet協(xié)議族，TCP和IP是其中兩個協(xié)議。而internet協(xié)議族TCP/IP還包含了與這兩個協(xié)議有關的其它協(xié)議及網絡應用，如用戶數據報協(xié)議（UDP）、地址轉化協(xié)議（ARP）和互連網控制報文協(xié)議（ICMP）。由于TCP/IP是internet采用的協(xié)議組，所以將TCP/IP體系結構稱作internet體系結構。
?以太網是TCP/IP使用最普遍的物理網絡，實際上TCP/IP技術支持各種局域網絡協(xié)議，包括：令牌總線、令牌環(huán)、FDDI（光纖分布式數據接口）、SLIP（串行線路IP）、PPP（點到點協(xié)議）、X2.5數據網等。見圖1：TCP/IP技術支持的各種局域網絡協(xié)議
由于TCP/IP是世界上最大的Internet采用的協(xié)議組，而TCP/IP底層物理網絡多數使用以太網協(xié)議，因此，以太網+TCP/IP成為IT行業(yè)中應用最普遍的技術。
本文主題中所提到的“以太網”，按習慣主要指IEEE 802.3協(xié)議，如果進一步采用TCP/IP協(xié)議族，則采用“以太網+TCP/IP”來表示。
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