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如何在工業(yè)以太網(wǎng)CP/CM中給UDP連接使用和組態(tài)IP組播？

如何在工業(yè)以太網(wǎng)CP/CM中給UDP連接使用和組態(tài)IP組播？

IP組播是一種特殊的通信方式，只能通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)CP/CM組態(tài)UDP連接(UDP用戶(hù)數(shù)據(jù)包協(xié)議)的方式進(jìn)行組態(tài)。IP組播用于將消息從一個(gè)站發(fā)送到多個(gè)伙伴站。

組播消息由一個(gè)特殊的組播地址發(fā)送的。IP地址范圍從224.0.1.0到239.255.255.255專(zhuān)門(mén)用于IP組播。

廣播消息會(huì)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中所有的設(shè)備。例如，在搜索IP地址的MAC地址（ARP請(qǐng)求）時(shí)，使用的就是廣播消息。這就是為什么通信模塊必須處理和評(píng)估廣播信息的原因。如果網(wǎng)絡(luò)中存在太多的廣播信息，網(wǎng)絡(luò)的性能會(huì)下降。因?yàn)槊總€(gè)模塊要處理完所有的廣播消息后才能確定哪些信息是給自己的。

如果使用S7-300/S7-400工業(yè)以太網(wǎng)CP卡，關(guān)于廣播消息需注意以下兩點(diǎn)：

• S7-300/S7-400的工業(yè)以太網(wǎng)CP在收到信息之后，廣播消息會(huì)先被篩選出來(lái)，并立即丟掉所有無(wú)用的消息（例如，ARP請(qǐng)求），以防止廣播消息對(duì)其他鏈路產(chǎn)生負(fù)面的影響。

• S7-300/S7-400工業(yè)以太網(wǎng)CP通過(guò)UDP鏈接可以發(fā)送數(shù)據(jù)，但是不能接受數(shù)據(jù)。

自STEP 7/ NCM V5.1 + SP2及以后版本 S7-300/S7-400工業(yè)以太網(wǎng)CP的UDP組播可以給一個(gè)特定組的通訊伙伴發(fā)送信息。

通訊處理器特性：

通常通訊處理器不接受除時(shí)間外的其他組播消息。如果在組態(tài)中激活一個(gè)組播組，那么在控制器中也需要激活此組播。這樣只激活了一個(gè)特定組，通訊處理器仍然繼續(xù)過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)中其它廣播消息。每個(gè)已組態(tài)的組播都必須在控制器中標(biāo)記。                      

這就是為什么在信息要發(fā)送到一組伙伴站時(shí)選擇組播。

• 在條目ID 16767769 中，可以找到關(guān)于S7-300工業(yè)以太網(wǎng)CP中支持的最大組播組數(shù)的信息。

• 在條目ID 15368142 中，可以找到關(guān)于S7-400工業(yè)以太網(wǎng)CP中支持的最大組播組數(shù)的信息。

• 在S7-1200 / S7-1500 CP / CM的手冊(cè)中，可以找到支持的最大組播組數(shù)的信息。

• 與UDP一樣，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的限制是2048字節(jié)。

• 通訊處理器仍然不受廣播負(fù)載影響。

• 所有的伙伴站也都必須支持組播。

• 發(fā)送的信息沒(méi)有任何安全機(jī)制（應(yīng)答）。

• IP組播信息可以通過(guò)路由器發(fā)送到外部不同網(wǎng)段IP。

由于UDP協(xié)議不提供應(yīng)答機(jī)制，所以發(fā)送的消息沒(méi)有應(yīng)答。例如如果將一個(gè)消息發(fā)送給100個(gè)伙伴，然后同時(shí)到達(dá)100個(gè)確認(rèn)(一個(gè)伙伴一個(gè)確認(rèn))，發(fā)送方模塊無(wú)法評(píng)估如此泛洪的數(shù)據(jù)。

組態(tài)多點(diǎn)傳輸連接：

1. 在NetPro里面插入新的“UDP連接"型鏈接。作為連接伙伴，選擇“All multicast stations"。
   

   
   圖. 1

2. 在UDP鏈接的屬性對(duì)話(huà)框中，打開(kāi)“Address"標(biāo)簽。在這里可以定義組播組。224.0.1.0到239.255.255.255的IP地址是專(zhuān)門(mén)作為組播地址的。從這個(gè)IP地址范圍發(fā)送的消息會(huì)作為組播消息被每個(gè)模塊識(shí)別。IP地址范圍是專(zhuān)門(mén)通過(guò)UDP連接用于IP組播的。  
   本地和遠(yuǎn)程端口可以使能1到65535。在創(chuàng)建*個(gè)組播環(huán)路時(shí)，將在默認(rèn)情況下將224.0.1.0分配給它。用戶(hù)可以改變組播環(huán)路的IP地址?？捎玫腎P地址范圍是224.0.1.0到239.255.255.255。

圖. 2

3. 在NetPro中，UDP鏈接在配置鏈接中顯示。在Partner欄中顯示條目“All multicast nodes"。
 

圖. 3

組態(tài)建議：

建議在組態(tài)組播連接的時(shí)候按照以下規(guī)則操作：

1.本地和遠(yuǎn)程的組播連接的端口要相同。

2.考慮LAN上的組播地址。

為組播連接的本地和遠(yuǎn)程端口選擇相同的端口號(hào)
如果組播信息到達(dá)了控制器，只有端口號(hào)碼是相關(guān)的。

只有一個(gè)組播鏈接能在兩個(gè)站之間組態(tài)。在站1和站2中，需要給組播的本地和遠(yuǎn)程端口組態(tài)相同的端口號(hào)。因此，站1可以接收 站2 發(fā)送到組播組的數(shù)據(jù)，并且站2可以接收站1發(fā)送到組播組的數(shù)據(jù)。

表1

考慮在LAN上組播地址的選擇
通過(guò)組播，3個(gè)低字節(jié)的IP地址被復(fù)制到MAC地址01.00.5E.00.00.00最后的字節(jié)中。 這之后MAC地址輸入到控制器中的單獨(dú)組播組中。這保證了信息能通過(guò)各自的控制器。此外，*個(gè)被復(fù)制的地址的字節(jié)的最高位會(huì)被忽略而且總是為0。在LAN上的信息中。

被創(chuàng)建的MAC地址也會(huì)較為可見(jiàn)的目標(biāo)MAC地址。

從 站1 發(fā)送到 站2 的組播信息。

表 2

當(dāng)站1和站2在同一個(gè)組播組，并且所有端口號(hào)都相同，無(wú)限制的雙向數(shù)據(jù)交換就可以在站1和站2之間進(jìn)行了。         但是，由站1和站2發(fā)送的組播信息也會(huì)被站3接收。這是因?yàn)榻M播組224.0.1.0 and 225.0.1.0有相同的MAC地址
01:00:5E:00:01:00。

注意

• 不同的組播組IP地址實(shí)際上是代表了相同的組播組。因此，在分配組播組時(shí)應(yīng)當(dāng)注意避免未分配地址的站接收不需要的信息。這是基于RFC 1112的規(guī)則 (互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn))。

• 工業(yè)以太網(wǎng)CP/CM支持IGMP協(xié)議（Internet組管理協(xié)議）。在外部IP子網(wǎng)的站可以訪(fǎng)問(wèn)，這是由于IGMP協(xié)議在互聯(lián)網(wǎng)上提供IP組播。IP組播會(huì)同時(shí)分布信息給在同一IP地址下的多個(gè)站。組播組的管理發(fā)生在路由器中，會(huì)直接與組播組的接收器連接。IGMP協(xié)議提供下面這個(gè)功能：工業(yè)以太網(wǎng)CP/CM能建議路由器的特殊組播組的組播信息的需求。組播路由器協(xié)議在路由器之間采取協(xié)調(diào)。

支持組播連接的模塊
表3列出了支持組播和廣播連接的S7-1200/S7-1500模塊。

表 3

1) 不支持通過(guò)UDP連接發(fā)送。

表4列出了支持組播和廣播連接的S7-300 / S7-400模塊。