路由与PROFINETIO实时通信培训

2017中国智能制造挑战赛路由与PROFINETIO实时通信培训路由相关网络基础知识介绍14本地路由与静态路由的配置3目录PROFINETIO实时通信2博图V14软件安装路由相关网络基础知识介绍网络基础知识——网络层的4个基本任务封装路由解封装用IP地址编址IP协议要求每台发送和接收设备要有唯一的IP地址。在IP网络中，具有IP地址的设备称为主机。发送主机的IP地址为源IP地址，接收设备的IP地址为目的IP地址。网络间发送的PDU都需要在IP头中标识源和目的地的IP地址。添加信息的过程称为封装。（封装传输层输送的数据段，变为IP数据包）。在网络层，路由器打开数据包并查看数据包头中的IP地址信息，依赖于其配置及目的网络，选择传输数据包的最佳网络。将数据包转发到所选的网络的网关。路径上最后一台路由器将数据包转发到对应目的网络的网关，进而发送到目的网络的目的主机。路由器接收数据包，去掉第2层封装的数据，将数据包向上发送到网络层。在不同层次移去封装数据的过程称为解封装。路由相关网络基础知识介绍网络基础知识——IPV4地址IPV4地址分为两个部分：网络部分和主机部分。用32个比特位定义IPV4的主机地址。为便于记忆、书写与表达，使用十进制进行表达。主机部分使用的位数决定了网络中可以容纳的主机数量。172.16.4.20172.16.4.32网络部分网络部分主机部分主机部分最后一个8位是主机部分；前面三个8位代表网络部分。10101100.00010000.00000100.00010100示例：路由相关网络基础知识介绍网络基础知识——IPV4地址的三种地址类型路由相关网络基础知识介绍网络基础知识——IPV4地址如何才能知道多少位代表网络部分，多少位代表主机部分？方法1：网络前缀表示IPV4网络地址时，我们在网络地址后添加一个前缀长度，以便给出地址中网络部分的比特位数。例如：172.16.4.0/24中，/24就是前缀长度，说明前24位为网络地址，即最后8为代表主机部分。路由相关网络基础知识介绍网络基础知识——IPV4地址如何才能知道多少位代表网络部分，多少位代表主机部分？方法2：子网掩码前缀和子网掩码是同一件事情的不同表达方式。子网掩码使用32位值定义定义网络设备的IPV4地址的网络部分。子网掩码同IPV4地址一样用十进制表示。在代表网络部分的每个位的位置上设置二进制1，在代表主机部分的每个位的位置上置入二进制0即可创建子网掩码。例如：前缀/24以子网掩码表示即为255.255.255.0前缀/16以子网掩码表示即为255.255.0.0路由相关网络基础知识介绍网关路由器是用于连接网络的设备，它们可以理解OSI第3层数据包和协议，并可以计算最佳路径。路由是指路由器接收数据包、分析目的地址信息、选择数据包路径然后将数据包转发到所选网络的下一台路由器。数据包到达下一台设备称为跳。路由向本地网络外发送数据包需要使用网关，也称为默认网关。如果数据包目的地址的网络部分与发送主机的网络不同，则必须将该数据包路由到发送网络以外。为此，需要将该数据包发送到网关。此网关是连接到本地网络的路由器接口。网关接口具有与主机网络地址匹配的网络层地址。主机则将该地址配置为网关。路由相关网络基础知识介绍动态路由静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预，否则静态路由不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变作出反映，一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。网络管理员必需了解路由器的拓扑连接，通过手工方式指定路由路径，而且在网络拓扑发生变动时，也需要网管手工修改路由路径。静态路由的优点是简单、高效、可靠。静态路由路由器可以从其他路由器中学习路由信息，称为动态路由。动态路由从其他路由器更新信息。动态路由需要路由器的处理开销，但在初始设置之后管理成本低。PS在所有的路由中，静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时，以静态路由为准。本地路由与静态路由的配置本地路由练习本地路由练习逻辑网络结构图通过路由解决VLAN间通信问题本地路由与静态路由的配置本地路由练习网络规划SCALANCEXM408的IP地址为192.168.0.11/24，通过PST工具设置；Network1的IP网段为100.1.0.0/16，网关IP地址为100.1.1.1/16，属于VLAN100；Network2的IP网段为150.1.0.0/16，连接SCALANCEXM408的网关IP地址为150.1.1.1/16，属于VLAN150。本地路由与静态路由的配置本地路由练习1、配置上位机、XM408交换机与X208交换机IP地址和网关将上位机的IP地址配置为150.1.0.2，网关设置为150.1.1.1（必须设置网关）；利用PST工具，将SCALANCEXM408的IP地址配置为192.168.0.11，将X208的IP地址配置为100.1.0.2，网关设置为100.1.1.1（必须设置网关）。2、VLAN划分本地路由与静态路由的配置本地路由练习3、启动路由在目录树“Layer3”→“Configuration”中，勾选“Routing”项前的复选框，并点击“SetValues”按钮本地路由与静态路由的配置本地路由练习4、分配网关IP给两个VLAN示例：分配网关IP给VLAN100本地路由与静态路由的配置静态路由练习静态路由练习逻辑网络结构图说明：示例中X208交换机作为普通PC用，用以对来自上位机的ping命令做出回应；将此X208替换为S71200PLC或普通电脑，实验效果一样。本地路由与静态路由的配置静态路由练习（1）网络规划第1个SCALANCEXM408（A）的IP地址为192.168.0.11/24，通过PST工具设置；第2个SCALANCEXM408（B）的IP地址为192.168.0.12/24，通过PST工具设置；Network1的IP网段为100.1.0.0/16，网关IP地址为100.1.1.1/16，属于VLAN100；Network2的IP网段为150.1.0.0/16，对应第一个SCALANCEXM408（A）的网关IP地址为150.1.1.1/16，对应第2个SCALANCEXM408（B）的网关IP地址为150.1.1.2/16，属于VLAN150。Network3的IP网段为200.1.1.0/24，网关IP地址为200.1.1.1/24，属于VLAN200。本地路由与静态路由的配置静态路由练习（2）配置上位机、交换机的IP地址和网关将上位机的IP地址配置为200.1.1.3，网关设置为200.1.1.1（必须设置网关）；利用PST工具，将第1个SCALANCEXM408（A）的IP地址配置为192.168.0.11，将第2个SCALANCEXM408（B）的IP地址配置为192.168.0.12，将X208的IP地址配置为100.1.0.41，网关设置为100.1.1.1（必须设置网关）。本地路由与静态路由的配置静态路由练习（3）第1个SCALANCEXM408（A）配置1）给对应的端口添加VLANID注意：与其他三层交换机（或路由器）连接的端口不能设置为M本地路由与静态路由的配置静态路由练习（3）第1个SCALANCEXM408（A）配置2）启用路由功能在目录树“Layer3”→“Configuration”中，勾选“Routing”项前的复选框，并点击“SetValues”按钮本地路由与静态路由的配置静态路由练习（3）第1个SCALANCEXM408（A）配置3）分配网关IP给VLAN100和VLAN150在目录树“Layer3”→“Subnets”中，选择“Overview”页签。在该界面中，在“Interface”下拉列表中选择LAN100，然后点击“Create”按钮，将添加“vlan100条目”。选中表格中“interface”下的“vlan100”，进入“Configuration”页签页面，在此页面下输入IPAddress为100.1.1.1，输入SubnetMask为255.255.0.0，最后点击“SetValues”按钮。以VLAN100为例本地路由与静态路由的配置静态路由练习（3）第1个SCALANCEXM408（A）配置同理为VLAN150分配网关IP。为VLAN100和VLAN150分配网关后的结果本地路由与静态路由的配置静态路由练习（3）第1个SCALANCEXM408（A）配置4）添加静态路由表在目录树“Layer3”→“Routes”中，填写DestinationNetwork为200.1.1.0，SubnetMask为255.255.255.0，Gateway为150.1.1.2，然后点击“Create”按钮。如图所示。从100.1.0.0网段到达200.1.1.0网段要经过150.1.1.2网关。本地路由与静态路由的配置静态路由练习（4）第2个SCALANCEXM408（B）配置1）给对应的端口添加VLANID为对应的端口添加VLAN150和VLAN200本地路由与静态路由的配置静态路由练习（4）第2个SCALANCEXM408（B）配置2）启用路由功能3）分配网关IP给对应的VLAN为VLAN150和VLAN200分配网关后的结果本地路由与静态路由的配置静态路由练习（4）第2个SCALANCEXM408（B）配置4）添加静态路由表从200.1.1.0网段到达100.1.0.0网段要经过150.1.1.1网关。本地路由与静态路由的配置静态路由练习（5）通讯测试在上位机的“命令提示符”环境中输入命令“ping100.1.0.41”，结果如图所示。由处于VLAN200中的上位机发出的报文，能够通过路由转发到处于VLAN100中的X208中。本地路由与静态路由的配置静态路由练习（5）通讯测试为了进一步验证与查看设置的静态路由所起的作用，在“命令提示符”环境中输入路由命令“tracert100.1.0.41”，结果如图所示。可以看出，报文首先到达第二个路由器中的200.1.1.1网关，然后第二个路由器查看静态路由表，发现要访问的IP地址处于100.1.0.0网络，因此把报文转发到第一个路由器中的150.1.1.1网关。然后通过第一个SCALANCEXM408的内部路由把报文转发到100.1.1.1网关，进而到达VLAN100中目标主机，即IP地址为100.1.0.41的X208。本地路由与静态路由的配置博图V14软件安装PROFINETIO实时通信PROFINETIOPROFINETIO在IO控制器和IO设备之间进行过程数据数据交换。IO控制器：用于对连接的IO设备进行寻址的设备。通常是运行自动化程序的控制器。IO设备：分配给某个IO控制器的分布式现场设备，例如，分布式IO、阀终端、变频器。智能设备也可作为IO设备，如控制器。根据标准IEEE802.1Q，PROFINETIO消息帧优先于标准消息帧。PROFINETIO实时通信PROFINETIO练习PROFINETIO实验逻辑网络结构图PROFINETIO实时通信PROFINETIO练习（1）新建项目配置IO控制器（2）在项目中通过“添加新设备”添加S71200PLC，添加成功后，在设备视图中选中S71200，在属性→常规→项目信息页面中将名称修改为“IO-Controller”；PROFINETIO实时通信PROFINETIO练习（3）设置IO-Controller的子网、IP地址和子网掩码。在设备视图中选中S71200，在属性→常规→PROFINET接口→以太网地址中设置子网、IP地址和子网掩码，如图所示。PROFINETIO实时通信PROFINETIO练习（4）属性→常规→PROFINET接口→操作模式，使用默认配置，即将该PLC作为IO控制器。PROFINETIO实时通信PROFINETIO练习（5）为IO控制器添加数据类型为Byte的变量，