工業(yè)網(wǎng)絡賽項參考資料

1、工業(yè)網(wǎng)絡賽項(試)教師培訓全國大學生西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽張玉良2016.5.13 5.15 培訓安排培訓安排 Day 1:Day 1:上午：培訓上午：培訓設備介紹設備介紹其中西門子交換機SCALANCE XM408-8C與西門子無線模塊SCALANCE W761、SCALANCE W721是本次工業(yè)網(wǎng)絡賽項使用的交換機。 Day 1:Day 1:上午：工業(yè)以太網(wǎng)線制作及測試上午：工業(yè)以太網(wǎng)線制作及測試接頭、網(wǎng)線及工具l 工業(yè)以太網(wǎng)接頭l 工業(yè)以太網(wǎng)線纜（4芯）l 做線工具l 鉗子l 細螺絲刀l 網(wǎng)線測試器 Day 1:Day 1:上午：工業(yè)以太網(wǎng)線制作及測試上午：工業(yè)以太網(wǎng)線制作及測試 4

2、芯屏蔽以太網(wǎng)線纜制作步驟（1）截取一根500mm長的工業(yè)以太網(wǎng)線（2）線的兩端剝?nèi)ゼs30mm長外皮，金屬屏蔽網(wǎng)保留約5mm長。 Day 1:Day 1:上午：工業(yè)以太網(wǎng)線制作及測試上午：工業(yè)以太網(wǎng)線制作及測試（3）打開金屬接頭，按照頭內(nèi)線顏色標識把對應線插入到底。（4）合攏金屬接頭，用螺絲刀插入金屬圓環(huán)的孔內(nèi)，順時針時針旋轉90度完成固定。4芯屏蔽以太網(wǎng)線纜制作步驟 Day 1:Day 1:上午：西門子上午：西門子網(wǎng)絡模塊配置方法網(wǎng)絡模塊配置方法使用 PST（Primary Setup Tool）工具邏輯拓撲結構圖 Day 1:Day 1:上午：西門子上午：西門子網(wǎng)絡模塊配置方法網(wǎng)絡模塊配置方

3、法使用 PST（Primary Setup Tool）工具以管理員身份啟動Primary Setup Tool軟件（以下簡稱PST軟件） PST軟件主界面首先配置上位機的IP地址為00 Day 1:Day 1:上午：西門子上午：西門子網(wǎng)絡模塊配置方法網(wǎng)絡模塊配置方法使用 PST（Primary Setup Tool）工具點擊NetworkBrowse菜單，PST軟件開始搜索設備PST軟件搜索到設備后的界面 Day 1:Day 1:上午：西門子上午：西門子網(wǎng)絡模塊配置方法網(wǎng)絡模塊配置方法使用 PST（Primary Setup Tool）工具選中Ind. Ethernet

4、interface，在右側界面中設置交換機IP地址為1，子網(wǎng)掩碼設置為 Day 1:Day 1:上午：西門子上午：西門子網(wǎng)絡模塊配置方法網(wǎng)絡模塊配置方法使用 PST（Primary Setup Tool）工具選中SCALANCE XM408條目，點擊工具欄下載按鈕 ，將配置下載到SCALANCE XM408中。 Day 1Day 1: :上上午午：西門子：西門子網(wǎng)絡模塊配置方法網(wǎng)絡模塊配置方法 通過瀏覽器配置交換機打開瀏覽器，在地址欄中輸入1，進入SCALANCE XM408的網(wǎng)絡配置登錄界面。輸入用戶名admin和密碼（默

5、認都為admin）SCALANCE XM408網(wǎng)絡配置主界面 Day 1Day 1: :上午上午：西門子：西門子網(wǎng)絡模塊配置方法網(wǎng)絡模塊配置方法 通過瀏覽器配置交換機進入任一配置界面，點擊右上方問號，將彈出對該配置進行說明的幫助界面。XM408幫助界面 Day 1Day 1: :上午上午：西門子：西門子網(wǎng)絡模塊配置方法網(wǎng)絡模塊配置方法 通過瀏覽器配置交換機任何時候，點擊XM408右上角的 ，將彈出XM408模塊指示燈監(jiān)視界面。 XM408模塊指示燈監(jiān)視界面 Day Day 1:1:上上午午：單環(huán)冗余：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡網(wǎng)絡基礎知識網(wǎng)絡結構網(wǎng)絡的拓撲結構是指網(wǎng)絡中通信線路和站點（計算機或設備）的幾

6、何排列形式。星型網(wǎng)絡星型網(wǎng)絡：各站點通過點到點的鏈路與中心站相連。特點是很容易在網(wǎng)絡中增加新的站點，但中心節(jié)點的故障會引起整個網(wǎng)絡癱瘓。 Day Day 1:1:上上午午：單環(huán)冗余：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡網(wǎng)絡基礎知識網(wǎng)絡結構環(huán)形網(wǎng)絡環(huán)形網(wǎng)絡：各站點通過通信介質連成一個封閉的環(huán)形。注意：以太網(wǎng)只有經(jīng)過特殊措施（MRP、STP、RSTP 等），才能使用環(huán)形拓撲結構。 Day Day 1:1:上上午午：單環(huán)冗余：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡網(wǎng)絡基礎知識網(wǎng)絡結構總總線型網(wǎng)絡線型網(wǎng)絡：網(wǎng)絡中所有的站點共享一條數(shù)據(jù)通道?？偩€型網(wǎng)絡安裝簡單方便，需要鋪設的電纜最短，成本低，某個站點的故障一般不會影響整個網(wǎng)絡。但介質的故障會導

7、致網(wǎng)絡癱瘓。 Day Day 1:1:上上午午：單環(huán)冗余：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡網(wǎng)絡基礎知識網(wǎng)絡冗余第2層冗余功能通過添加設備和電纜來實現(xiàn)備用網(wǎng)絡路徑，從而提升網(wǎng)絡可用性，即使一條路徑失效，也不會影響網(wǎng)絡上設備的連通性。ABC Day Day 1:1:上上午午：單環(huán)冗余：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡網(wǎng)絡基礎知識網(wǎng)絡冗余隱患：多條冗余路徑形成環(huán)路，如果不通過生成樹協(xié)議（STP）、高速冗余環(huán)協(xié)議(HRP)等協(xié)議，當卷入第2層環(huán)路的廣播幀過多，導致所有可用帶寬都被耗盡時，便形成了廣播風暴。ABC Day Day 1:1:上上午午：單環(huán)冗余：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡 網(wǎng)絡結構拓撲AB Day Day 1:1:上午：單環(huán)冗余上午

8、：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡 實驗步驟（1）將上位機的有線網(wǎng)卡的IP地址設置為00，子網(wǎng)掩碼為（2）設置交換機SCALANCE XM408-8C 的IP地址為1，子網(wǎng)掩碼設置為（3） SCALANCE XM408-8C 的冗余界面配置 Day Day 1:1:上午：單環(huán)冗余上午：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡 實驗步驟第一次對交換機SCALANCE XM408-8C進行配置時，在勾選“Ring Redundancy”前的復選按鈕時，會彈出紅色提示。這是因為交換機在出廠時默認將Spanning Tree選中。此時，需要進入L

9、ayer2下的Spanning Tree界面。在此界面將“Spanning Tree”前的復選框中的“”勾掉 Day Day 1:1:上午：單環(huán)冗余上午：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡 實驗步驟（4）使用PST軟件，配置SCALANCE X208（A）的IP地址為2，子網(wǎng)掩碼設置為配置配置SCALANCE X208（A）（5）SCALANCE X208交換機環(huán)形冗余配置： Day Day 1 :1 :上午：單環(huán)冗余上午：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡 實驗步驟（4）使用PST軟件，配置SCALANCE X208（B）的IP地址為3，子網(wǎng)掩碼設置為255

10、.255.255.0配置配置SCALANCE X208（ B）（5）SCALANCE X208交換機環(huán)形冗余配置： Day Day 1 :1 :上午：單環(huán)冗余上午：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡 實驗步驟網(wǎng)絡實施網(wǎng)絡實施1、按照每個交換機環(huán)形冗余配置界面中配置的“Ring Port”號，將三個交換機連成環(huán)網(wǎng)2、用工業(yè)以太網(wǎng)線將上位機與XM408連接；將S7 1200與X208（A）連接AB Day Day 1 :1 :上午：單環(huán)冗余上午：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡 實驗步驟正常通信狀態(tài)正常通信狀態(tài)（1）三個交換機中，只有SCALANCE XM408-8C的RM指示燈常亮，其他兩個交換機RM指示燈均不亮，因為只有SCA

11、LANCE XM408-8C為HRP Manager；（2）SCALANCE XM408-8C的兩個Ring Port 4和5對應的指示燈一個快閃（如P5），一個慢閃（如P4），慢閃端口對應的通信線路處于“熱備”狀態(tài)。AB Day Day 1 :1 :上午：單環(huán)冗余上午：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡 實驗步驟故障故障測試測試故障設置故障設置：將工業(yè)以太網(wǎng)線插頭從XM408交換機的P5端口拔出，模擬XM408交換機與X208（A）交換機之間線纜故障通信測試通信測試：可以看到XM408交換機P4端口對應指示燈很快切換到快閃狀態(tài)。此時在上位機中使用ping命令ping S7 1200的IP地址，能夠ping通。

12、說明通信路線由原來的S7 1200X208（A）XM408上位機，改變?yōu)镾7 1200X208（A）X208（B）XM408上位機AB Day Day 1 :1 :上午：單環(huán)冗余上午：單環(huán)冗余網(wǎng)絡網(wǎng)絡 實驗步驟故障恢復測試故障恢復測試故障恢復設置故障恢復設置：將工業(yè)以太網(wǎng)線插頭重新插入XM408交換機的P5端口，模擬XM408交換機與X208（A）交換機之間線纜故障恢復通信測試通信測試：可以看到XM408交換機P4端口對應指示燈恢復回慢閃狀態(tài)，而P5端口指示燈恢復為快閃狀態(tài)。此時在上位機中使用ping命令ping S7 1200的IP地址，能夠ping通。說明通信路線恢復為S7 1200X20

13、8（A）XM408上位機AB Day 1Day 1: :下午下午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識通信人人 人人設備設備 設備設備規(guī)則規(guī)則/協(xié)議協(xié)議場合、語氣、傾聽、理解、場合、語氣、傾聽、理解、回答回答正確的目的地、合理的路正確的目的地、合理的路徑、完整的傳輸與接收徑、完整的傳輸與接收 網(wǎng)絡基礎知識通信傳輸介質銅線（雙絞線）： 通常用作局域網(wǎng)介質光纖： 用于局域網(wǎng)中的長距離傳輸或中繼無線：利用電磁波傳輸數(shù)據(jù) Day 1Day 1: :下午下午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識開放系統(tǒng)互連參考參考模型 (Open System Interconnect 簡稱OS

14、I） Day 1Day 1: :下午下午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識開放系統(tǒng)互連參考參考模型 (Open System Interconnect 簡稱OSI）通信子網(wǎng) Day 1:Day 1:上午上午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN Day 1:Day 1:上午上午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識TCP/IP模型TCP/IP 模型定義了協(xié)議完成的4個通信功能。層層用途用途應用層為用戶表示應用數(shù)據(jù)，如HTTP在Web瀏覽器應用程序中為用戶表示數(shù)據(jù)傳輸層支持設備間的通信和執(zhí)行錯誤糾正網(wǎng)絡層確定通過網(wǎng)絡的最佳路徑網(wǎng)絡接口層控制網(wǎng)絡的硬件設備和介質 Day

15、1:Day 1:上午上午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識協(xié)議數(shù)據(jù)單元和封裝為了使應用數(shù)據(jù)能夠正確地從一臺主機傳送到另一臺主機，報頭（或控制數(shù)據(jù)）里面包含控制或地址信息，它傳送到下層時被加入到數(shù)據(jù)中。當它經(jīng)過分層的模型時加入控制通信的過程稱為封裝封裝。解封裝解封裝的過程是去掉多余的信息并且只將原始的數(shù)據(jù)發(fā)送給目標應用程序。在每一步每一層都增加控制通信。在每一層的數(shù)據(jù)都有一個通用的術語協(xié)議協(xié)議數(shù)據(jù)單元（數(shù)據(jù)單元（PDU），每一層的PDU是不同的。封裝 Day 1:Day 1:上午上午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識發(fā)送和接收過程通信過程步驟電子郵件應用程序生成數(shù)

16、據(jù)。數(shù)據(jù)分段（編號），添加控制信息（端口號）添加IP地址信息，可以被路由建立一個在頭部擁有局域網(wǎng)物理地址信息的幀，然后被編碼成能夠在介質上傳送到目的地的比特流。 Day 1:Day 1:上午上午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 端口號（尋址）網(wǎng)絡接口層網(wǎng)絡層UDPHTTP78 79 80 81.TCP至計算機 B，TCP 端口 80計算機 A端口端口端口應用程序應用程序應用程序應用程序端口TCP 或 UDP遠程端口號用于將數(shù)據(jù)傳送到一個特定應用程序。因此，使用不同的端口號，可以同時將數(shù)據(jù)傳送到一臺計算機上的多個應用程序。 Day 1:Day 1:上上午午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN

17、 網(wǎng)絡基礎知識TCP和UDPTCP/IP協(xié)議族中最常用的兩種傳輸協(xié)議是傳輸控制協(xié)議（TCP）和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）。這兩種協(xié)議都用于管理多個應用程序的通信，其不同點在于每個協(xié)議執(zhí)行各自特定的功能。UDP是一種簡單的無連接協(xié)議。該協(xié)議的優(yōu)點在于提供低開銷數(shù)據(jù)傳輸。UDP中的通信數(shù)據(jù)段稱為數(shù)據(jù)報。UDP采用“盡力”方式傳送數(shù)據(jù)報。優(yōu)點：速度快。使用 UDP協(xié)議的應用包括：l 域名系統(tǒng)（DNS）；l 視頻流l IP語音（VoIP） Day 1:Day 1:上午上午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN TCP/IP幀版本號IHLTOS總長度標識標志段偏移量生存時間協(xié)議頭部校驗和源 IP 地址目的

18、IP 地址IP 選項（可選）填充數(shù)據(jù)源端口目的端口序列號DO預留窗口校驗和緊急指針選項填充數(shù)據(jù)（長度可變）URGACKPSHSYN3456 位8SFD48 位48 位16 位46 -1500 字節(jié)32 位48162431數(shù)據(jù)鏈路物理層網(wǎng)絡層IP傳輸層TCP位編號 00326496128160160 +n*3203264前導碼目的地址源地址長度或類型數(shù)據(jù)幀校驗 序列RSTFIN Day 1:Day 1:上午上午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識TCP和UDPTCP是一種面向連接的協(xié)議。為實現(xiàn)額外的功能，TCP協(xié)議會產(chǎn)生額外的開銷。TCP協(xié)議描述的其他功能包括可靠傳輸及流量控制。使

19、用TCP協(xié)議的應用程序包括：l Web瀏覽器；l 電子郵件；l 文件傳輸程序。 Day 1:Day 1:上上午午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識局域網(wǎng) LAN局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）是在一個局部的地理范圍內(nèi)（如一個學校或工廠內(nèi)），一般是方圓幾千米內(nèi)，將各種網(wǎng)絡設備互相連接起來組成的通信網(wǎng)絡。 Day 1:Day 1:上上午午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機工作于OSI網(wǎng)絡參考模型的第二層（即數(shù)據(jù)鏈路層），是一種基于MAC（Media Access Control，介質訪問控制）地址識別、完成以

20、太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀轉發(fā)的網(wǎng)絡設備。以太網(wǎng)交換機的結構是每個端口都直接與主機相連，并且一般都工作在全雙工方式。交換機能同時連通許多對端口，使每一對相互通信的主機都能進行無沖突地傳輸數(shù)據(jù)。沖突域 Day 1:Day 1:上上午午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識單播、多播（組播）、廣播 Day 1:Day 1:上上午午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識單播、多播（組播）、廣播單播（單播（Unicast）：在單播通信中，幀從一臺主機發(fā)出，發(fā)往一個特定的目的地。在單播傳輸中，只有一個發(fā)送方和一個接收方。（HTTP和Telnet）多多播（組播）播（組播）：在組播通信中，幀發(fā)送到一

21、組特定的設備或客戶端。（網(wǎng)絡會議的視頻和語音傳輸。）廣播廣播：主機之間“一對所有”的通訊模式，網(wǎng)絡對其中每一臺主機發(fā)出的信號都進行無條件復制并轉發(fā)，所有主機都可以接收到所有信息（不管是否需要）。（地址解析協(xié)議（ARP）發(fā)送到LAN上所有計算機的地址解析查詢。根據(jù)目標主機的IP地址，廣播，得到目標主機的MAC地址） Day 1:Day 1:上上午午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識廣播域與VLAN廣播域（broadcast domain）是一個邏輯上的計算機組，該組內(nèi)的所有計算機都會收到同樣的廣播信息。廣播域是基于第二層（鏈路層）。如果廣播域太大了，用戶的帶寬就小了，并且需要處理

22、更多的廣播，網(wǎng)絡響應時間將會長到讓人無法容忍的地步。通過交換機實現(xiàn)LAN互聯(lián)雖然可以解決沖突（Collision）嚴重的問題，但仍然不能隔離廣播報文。在這種情況下出現(xiàn)了虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)VLAN（Virtual Local Area Network）技術。 Day 1:Day 1:上上午午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識廣播域與VLANVLAN是把一個物理網(wǎng)絡劃分成為多個邏輯工作組的邏輯網(wǎng)段。這種技術可以把一個LAN劃分成多個邏輯的LANVLAN，每個VLAN是一個廣播域，VLAN內(nèi)的設備間通信就和在一個LAN內(nèi)一樣，廣播報文被限制在一個VLAN內(nèi)。而屬于不同VLAN的設備

23、之間不能直接相互訪問，它們間的通信依賴于路由。VLAN的特殊優(yōu)點就是為節(jié)點和其他VLAN網(wǎng)段降低網(wǎng)絡負荷。 Day 1:Day 1:上上午午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識靜態(tài)靜態(tài) VLAN: 工業(yè)工業(yè)最常用的方法。在基于端口的VLAN中，端口到VLAN的映射是手工一一配置的，指定了哪些端口與特定的VLAN相關聯(lián)。這就直接在每個交換機上實現(xiàn)了端口和VLAN的映射。 Day 1:Day 1:上午上午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 網(wǎng)絡基礎知識VLAN一個規(guī)模較大的工業(yè)企業(yè)控制系統(tǒng)，包括管理層、控制層和設備層，為保證對不同系統(tǒng)管理與控制的方便性和安全性以及整體網(wǎng)絡運行的穩(wěn)定

24、性，通常采用VLAN技術進行虛擬網(wǎng)絡劃分，如在工業(yè)控制系統(tǒng)內(nèi)部將各個生產(chǎn)車間和指揮調度中心劃分VLAN，通過配置路由，可以使各個生產(chǎn)車間和指揮調度中心之間互聯(lián)互通。 Day 1:Day 1:上午上午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 虛擬網(wǎng)絡VLAN練習使用單個XM408交換機VLAN 10網(wǎng)絡拓撲結構圖00123 Day 1:Day 1:上午上午：虛擬網(wǎng)絡：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 虛擬網(wǎng)絡VLAN練習使用單個XM408交換機步驟步驟演示演示：1、設置上位機、設置上位機IP地址地址2、利用、利用PST工

25、具設置各個交換機工具設置各個交換機IP地址地址3、利用瀏覽器配置、利用瀏覽器配置XM408交換機交換機VLAN4、網(wǎng)線連接到正確的端口、網(wǎng)線連接到正確的端口5、通過上位機、通過上位機Ping命令測試命令測試 Day 1:Day 1:下午：虛擬網(wǎng)絡下午：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN 虛擬網(wǎng)絡VLAN練習使用兩個XM408交換機虛擬網(wǎng)絡VLAN實驗邏輯網(wǎng)絡結構圖AB本示例中將X208用作普通PC，用以響應來自上位機的ping命令。 Day 1:Day 1:下午：虛擬網(wǎng)絡下午：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN注釋：先將上位機與XM408（A）的P5端口連接，是因為后續(xù)配置把P6端口劃分為VLAN 10之后，就不

26、能再通過P6端口訪問XM408的WEB界面了要訪問其WEB界面需要通過屬于默認為VLAN 1的端口，本實驗中除了P4、P6和P8三個需要劃分VLAN的端口，其他端口都默認屬于VLAN 1。（1）配置）配置上位機、上位機、交換機的交換機的IP地址地址 虛擬網(wǎng)絡VLAN練習使用兩個XM408交換機 Day 1:Day 1:下午：虛擬網(wǎng)絡下午：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN（2）為為SCALANCE XM408（A）配置）配置VLAN在瀏覽器中輸入SCALANCE XM408的IP地址1。在打開的登錄界面輸入用戶名和密碼后，進入配置界面。在配置界面左側“Layer2”下選中“VLAN

27、”項，進入VLAN配置界面SCALANCE XM408 VLAN配置初始界面 虛擬網(wǎng)絡VLAN練習使用兩個XM408交換機 Day 1:Day 1:下午：虛擬網(wǎng)絡下午：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN（3）為為SCALANCE XM408（A）配置）配置VLAN在“VLAN ID”編輯框中輸入10，即創(chuàng)建VLAN 10，然后點擊“Create”按鈕，在表格中添加“VLAN ID”為10的行。在VLAN ID=10的行中，在“P1.6”標題欄下雙擊，在彈出的列表中選擇“u”。點擊“Set Values”按鈕。VLAN ID = 10的P1.6端口配置 虛擬網(wǎng)絡VLAN練習使用兩個XM408交換機 Day

28、 1:Day 1:下午：虛擬網(wǎng)絡下午：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN（4）為為SCALANCE XM408（A）配置）配置VLAN以同樣的方法，在“VLAN ID”編輯框中輸入11，即創(chuàng)建VLAN 11，然后點擊“Create”按鈕，在表格中添加“VLAN ID”為11的行。在VLAN ID=11的行中，在“P1.4”標題欄下雙擊，在彈出的列表中選擇“u”。點擊“Set Values”按鈕。VLAN ID = 11的P1.4端口配置 虛擬網(wǎng)絡VLAN練習使用兩個XM408交換機 Day 1:Day 1:下午：虛擬網(wǎng)絡下午：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN（5）為為SCALANCE XM408（A）配置）配置

29、VLAN然后在VLAN配置界面中，點擊上部“Port Based VLAN”頁簽，在頁面的表格中找到“P1.6”行，在該行的“Port VID”欄下，點擊“向下箭頭”，在彈出的列表中選擇VLAN 10，即將XM408的P1.6端口分配給VLAN 10。同理，將端口P1.4設置為屬于VLAN 11。最后點擊“Set Values”按鈕。為端口指定VLAN ID 虛擬網(wǎng)絡VLAN練習使用兩個XM408交換機 Day 1:Day 1:下午：虛擬網(wǎng)絡下午：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN（6）為為SCALANCE XM408（A）配置）配置VLAN設置設置Trunk點擊VLAN配置界面的“General”頁簽

30、，在VLAN ID=10的行中，在“P1.8”標題欄下雙擊，在彈出的列表中選擇“M”。同理，在VLAN ID=11的行中，在“P1.8”標題欄下雙擊，在彈出的列表中選擇“M”。最后點擊“Set Values”按鈕。 虛擬網(wǎng)絡VLAN練習使用兩個XM408交換機說明：交換機到交換機的VLAN連接（主干連接Trunk）必須含有VLAN Tag。為此需要將交換機的用于主干連接的端口針對該交換機所擁有的不同VLAN ID分別設置為M。 Day 1:Day 1:下午：虛擬網(wǎng)絡下午：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN（7）為為SCALANCE XM408（B）配置）配置VLAN配置方法與SCALANCE XM408

31、（A）類似 虛擬網(wǎng)絡VLAN練習使用兩個XM408交換機AB Day 1:Day 1:下午：虛擬網(wǎng)絡下午：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN（8）VLAN 10內(nèi)部內(nèi)部通信通信測試測試首先將上位機通過XM408的P6端口端口與XM408連接。在上位機的“命令提示符”環(huán)境中輸入指令“ping 2”，結果如圖所示。可以看出，由于上位機通過XM408（A）的P6端口與其連接，IP地址為2的X208通過XM408（B）的P2端口與其連接，因此上位機和該X208交換機都屬于VLAN 10，因此由上位機發(fā)出的報文能夠到達該交換機，并且上位機能夠收到該交換機回復的報文。 虛

32、擬網(wǎng)絡VLAN練習使用兩個XM408交換機 Day 1:Day 1:下午：虛擬網(wǎng)絡下午：虛擬網(wǎng)絡VLANVLAN（9）VLAN 10 與與VLAN 11之間之間通信通信測試測試在上位機的“命令提示符”環(huán)境中輸入指令“ping 1”，結果如圖所示?？梢钥闯?，由于上位機屬于VLAN 10，而IP地址為1的X208交換機屬于VLAN 11（因其與XM408（A）的P4端口連接），兩個設備屬于不同的廣播域（雖然上位機與該交換機都在物理上與XM408（A）連接），因此該交換機是無法收到來自上位機的報文的。 虛擬網(wǎng)絡VLAN練習使用兩個XM408交換機 Day

33、2:Day 2:上午：路由上午：路由網(wǎng)絡基礎知識網(wǎng)絡層的4個基本任務1、用、用IP地址編址地址編址2、封裝、封裝3、路由、路由4、解封裝、解封裝 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路由網(wǎng)絡基礎知識網(wǎng)絡層的4個基本任務用用IP地址為主機編址地址為主機編址IP協(xié)議要求每臺發(fā)送和接收設備要有唯一的IP地址。在IP網(wǎng)絡中，具有IP地址的設備稱為主機主機。發(fā)送主機的IP地址為源源IP地址地址，接收設備的IP地址為目的目的IP地址地址。封裝封裝網(wǎng)絡間發(fā)送的PDU都需要在IP頭中標識源和目的地的IP地址。添加信息的過程稱為封裝。（封裝傳輸層輸送的數(shù)據(jù)段，變?yōu)镮P數(shù)據(jù)包） Day 2:Day 2:上午：

34、路由上午：路由網(wǎng)絡基礎知識網(wǎng)絡層的4個基本任務路由路由路由器是用于連接網(wǎng)絡的設備，它們可以理解OSI第3層數(shù)據(jù)包和協(xié)議，并可以計算最佳路徑。路由是指路由器接收數(shù)據(jù)包、分析目的地址信息、選擇數(shù)據(jù)包路徑然后將數(shù)據(jù)包轉發(fā)到所選網(wǎng)絡的下一臺路由器。數(shù)據(jù)包到達下一臺設備稱為跳。 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路由網(wǎng)絡基礎知識網(wǎng)絡層的4個基本任務路由路由在網(wǎng)絡層，路由器打開數(shù)據(jù)包并查看數(shù)據(jù)包頭中的IP地址信息，依賴于其配置及目的網(wǎng)絡，選擇傳輸數(shù)據(jù)包的最佳網(wǎng)絡。然后將數(shù)據(jù)包轉發(fā)到所選的網(wǎng)絡的網(wǎng)關。路徑上最后一臺路由器將數(shù)據(jù)包轉發(fā)到對應目的網(wǎng)絡的網(wǎng)關，進而發(fā)送到目的網(wǎng)絡的目的主機。解封裝解封裝路由器

35、接收數(shù)據(jù)包，去掉第2層封裝的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)包向上發(fā)送到網(wǎng)絡層。在不同層次移去封裝數(shù)據(jù)的過程稱為解封裝。 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路由網(wǎng)絡基礎知識IPV4地址IPV4地址分為兩個部分：網(wǎng)絡部分和主機部分。用32個比特位定義IPV4的主機地址。為便于記憶、書寫與表達，使用十進制進行表達。主機部分使用的位數(shù)決定了網(wǎng)絡中可以容納的主機數(shù)量。示例：示例：0 2網(wǎng)絡部分網(wǎng)絡部分主機部分主機部分最后一個8位是主機部分；前面三個8位代表網(wǎng)絡部分。10101100.00010000.00000100.00010100 Day 2:Day 2:上午：路由上午：

36、路由網(wǎng)絡基礎知識IPV4地址每個IPV4網(wǎng)絡的地址范圍內(nèi)有三種類型的地址：n 網(wǎng)絡地址指代網(wǎng)絡的地址n 廣播地址用于向網(wǎng)絡中的所有主機發(fā)送數(shù)據(jù)的特殊地址n 主機地址分配給網(wǎng)絡中終端設備的地址 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路由網(wǎng)絡基礎知識IPV4地址NetworkHost10000000010100000000000000000000000001000255000010100000000000000000111111111000100001010000000000000000000000001網(wǎng)絡地址網(wǎng)絡地址廣播廣播地址地址主機主機地址地址 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路

37、由網(wǎng)絡基礎知識IPV4地址如何才能知道多少位代表網(wǎng)絡部分，多少位代表主機部分？方法方法1：網(wǎng)絡前綴：網(wǎng)絡前綴表示IPV4網(wǎng)絡地址時，我們在網(wǎng)絡地址后添加一個前綴長度，以便給出地址中網(wǎng)絡部分的比特位數(shù)。例如：/24中，/24就是前綴長度，說明前24位為網(wǎng)絡地址，即最后8為代表主機部分。 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路由網(wǎng)絡基礎知識IPV4地址如何才能知道多少位代表網(wǎng)絡部分，多少位代表主機部分？方法方法2：子網(wǎng)掩碼：子網(wǎng)掩碼前綴和子網(wǎng)掩碼是同一件事情的不同表達方式。子網(wǎng)掩碼使用32位值定義定義網(wǎng)絡設備的IPV4地址的網(wǎng)絡部分網(wǎng)絡部分。子網(wǎng)掩碼同IPV4地址一樣用十進

38、制表示。在代表網(wǎng)絡部分的每個位的位置上設置二進制1，在代表主機部分的每個位的位置上置入二進制0即可創(chuàng)建子網(wǎng)掩碼。例如：前綴/24以子網(wǎng)掩碼表示即為 前綴/16以子網(wǎng)掩碼表示即為 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由網(wǎng)絡基礎知識網(wǎng)關：網(wǎng)絡的出口 向本地網(wǎng)絡外發(fā)送數(shù)據(jù)包需要使用網(wǎng)關，也稱為默認網(wǎng)關。如果數(shù)據(jù)包目的地址的網(wǎng)絡部分與發(fā)送主機的網(wǎng)絡不同，則必須將該數(shù)據(jù)包路由到發(fā)送網(wǎng)絡以外。為此，需要將該數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)關。此網(wǎng)關網(wǎng)關是連接到本地網(wǎng)絡的路由器接口本地網(wǎng)絡的路由器接口。網(wǎng)關接口具有與主機網(wǎng)絡地址匹配的網(wǎng)絡層地址。主機則將該地址配置

39、為網(wǎng)關。 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由網(wǎng)絡基礎知識靜態(tài)路由與動態(tài)路由靜態(tài)路由是在路由器中設置的固定的路由表。除非網(wǎng)絡管理員干預，否則靜態(tài)路由不會發(fā)生變化。由于靜態(tài)路由不能對網(wǎng)絡的改變作出反映，一般用于網(wǎng)絡規(guī)模不大、拓撲結構固定的網(wǎng)絡中。網(wǎng)絡管理員必需了解路由器的拓撲連接，通過手工方式指定路由路徑，而且在網(wǎng)絡拓撲發(fā)生變動時，也需要網(wǎng)管手工修改路由路徑。靜態(tài)路由的優(yōu)點是簡單、高效、可靠。靜態(tài)路由靜態(tài)路由在所有的路由中，靜態(tài)路由優(yōu)先級最高。當動態(tài)路由與靜態(tài)路由發(fā)生沖突時，以靜態(tài)路由為準。動態(tài)路由動態(tài)路由路由器可以從其他路由器中學習路由信息，稱為動態(tài)路由。動態(tài)路由從其他路由器更

40、新信息。動態(tài)路由需要路由器的處理開銷，但在初始設置之后管理成本低。 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 本地路由練習本地路由練習邏輯網(wǎng)絡結構圖通過路由解決VLAN間通信問題/16/16 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 本地路由練習網(wǎng)絡規(guī)劃網(wǎng)絡規(guī)劃l SCALANCE XM408的IP地址為1/24，通過PST工具設置；l Network 1的IP網(wǎng)段為/16，網(wǎng)關IP地址為/16，屬于VLAN100；l Network 2的IP網(wǎng)段為/16，連

41、接SCALANCE XM408的網(wǎng)關IP地址為/16，屬于VLAN150。 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 本地路由練習2、VLAN劃分劃分將上位機的IP地址配置為，網(wǎng)關設置為（必須設置網(wǎng)關）（必須設置網(wǎng)關）；利用PST工具，將SCALANCE XM408的IP地址配置為1，將X208的IP地址配置為，網(wǎng)關設置為（必須設置（必須設置網(wǎng)關）網(wǎng)關）。1、配置上位機、配置上位機、XM408交換機與交換機與X208交換機交換機IP地址和網(wǎng)關地址和網(wǎng)關 Day 2:Day

42、 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 本地路由練習3、啟動路由、啟動路由在目錄樹“Layer 3”“Configuration”中，勾選“Routing”項前的復選框，并點擊“Set Values”按鈕 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 本地路由練習4、分配網(wǎng)關、分配網(wǎng)關IP給兩個給兩個VLAN示例：分配網(wǎng)關IP給VLAN 100 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 靜態(tài)路由練習靜態(tài)路由練習邏輯網(wǎng)絡結構圖BA說明：示例中X208交換機作為普通PC用，用以對來自上位機的ping命令做出回應；將此X208替換為S7 1200 PLC或普通電腦，實驗效果一樣。 D

43、ay 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 靜態(tài)路由練習（1）網(wǎng)絡規(guī)劃）網(wǎng)絡規(guī)劃l 第1個SCALANCE XM408（A）的IP地址為1/24，通過PST工具設置；l 第2個SCALANCE XM408（B）的IP地址為2/24，通過PST工具設置；l Network 1的IP網(wǎng)段為/16，網(wǎng)關IP地址為/16，屬于VLAN100；l Network 2的IP網(wǎng)段為/16，對應第一個SCALANCE XM408（A）的網(wǎng)關IP地址為/16，對應第2個SCALANCE X

44、M408（B）的網(wǎng)關IP地址為/16，屬于VLAN150。l Network 3的IP網(wǎng)段為/24，網(wǎng)關IP地址為/24，屬于VLAN200。 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 靜態(tài)路由練習（2） 配置上位機、配置上位機、交換機的交換機的IP地址和網(wǎng)關地址和網(wǎng)關將上位機的IP地址配置為，網(wǎng)關設置為（必須設置網(wǎng)關）（必須設置網(wǎng)關）；利用PST工具，將第1個SCALANCE XM408（A）的IP地址配置為1，將第2個SCALANCE XM408（B）的IP地址配置為

45、2，將X208的IP地址配置為1，網(wǎng)關設置為（必須設置（必須設置網(wǎng)關）網(wǎng)關）。 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 靜態(tài)路由練習（3）第第1個個SCALANCE XM408（A）配置）配置1）給對應的端口添加VLAN ID注意：與其他三層交換機（或路由器）連接的端口不能設置為M Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 靜態(tài)路由練習（3）第第1個個SCALANCE XM408（A）配置）配置2）啟用路由功能在目錄樹“Layer 3”“Configuration”中，勾選“Routing”項前的復選框，并點擊

46、“Set Values”按鈕 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 靜態(tài)路由練習（3）第第1個個SCALANCE XM408（A）配置）配置3）分配網(wǎng)關IP給VLAN 100和VLAN 150在目錄樹“Layer 3”“Subnets”中，選擇“Overview”頁簽。在該界面中，在“Interface”下拉列表中選擇LAN100，然后點擊“Create”按鈕，將添加“vlan100條目”。選中表格中“interface”下的“vlan100”，進入“Configuration”頁簽頁面，在此頁面下輸入IP Address為，輸入Subnet Mask為255

47、.255.0.0，最后點擊“Set Values”按鈕。以VLAN 100為例 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 靜態(tài)路由練習（3）第第1個個SCALANCE XM408（A）配置）配置同理為VLAN150分配網(wǎng)關IP。為VLAN100和VLAN150分配網(wǎng)關后的結果 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 靜態(tài)路由練習（3）第第1個個SCALANCE XM408（A）配置）配置4）添加靜態(tài)路由表在目錄樹“Layer 3”“Routes”中，填寫Destination Network為，Subnet Mask為，Ga

48、teway為，然后點擊“Create”按鈕。如圖所示。從網(wǎng)段到達網(wǎng)段要經(jīng)過網(wǎng)關。 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 靜態(tài)路由練習（4）第第2個個SCALANCE XM408（B）配置）配置1）給對應的端口添加VLAN ID為對應的端口添加VLAN150和VLAN200 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 靜態(tài)路由練習（4）第第2個個SCALANCE XM408（B）配置）配置2）啟用路由功能3）分配網(wǎng)關IP給對應的VLAN為VLAN150和VLAN200分配網(wǎng)關后的結果 Day 2:D

49、ay 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 靜態(tài)路由練習（4）第第2個個SCALANCE XM408（B）配置）配置4）添加靜態(tài)路由表從網(wǎng)段到達網(wǎng)段要經(jīng)過網(wǎng)關。 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 靜態(tài)路由練習（5）通訊測試通訊測試在上位機的“命令提示符”環(huán)境中輸入命令“ping 1”，結果如圖所示。由處于VLAN200中的上位機發(fā)出的報文，能夠通過路由轉發(fā)到處于VLAN100中的X208中。 Day 2:Day 2:上午：靜態(tài)路由上午：靜態(tài)路由 靜態(tài)路由練習（5）通訊測試通訊測試為了進一步驗證與查看設置的靜

50、態(tài)路由所起的作用，在“命令提示符”環(huán)境中輸入路由命令“tracert 1”，結果如圖所示?？梢钥闯觯瑘笪氖紫鹊竭_第二個路由器中的網(wǎng)關，然后第二個路由器查看靜態(tài)路由表，發(fā)現(xiàn)要訪問的IP地址處于網(wǎng)絡，因此把報文轉發(fā)到第一個路由器中的網(wǎng)關。然后通過第一個SCALANCE XM408的內(nèi)部路由把報文轉發(fā)到網(wǎng)關，進而到達VLAN100中目標主機，即IP地址為1的X208。 Day 2:Day 2:下午下午：PortalPortal配置配置PLCPLC實驗實驗 添加S7 1200設備及AQ信號板 D

51、ay 2:Day 2:下下午：午：PortalPortal配置配置PLCPLC實驗實驗 配置PROFINET接口 Day 2:Day 2:下午：下午：PortalPortal配置配置PLCPLC實驗實驗 添加默認變量表 Day 2:Day 2:下下午：午：PortalPortal配置配置PLCPLC實驗實驗 添加監(jiān)控表 Day 2:Day 2:下午：下午：PortalPortal配置配置PLCPLC實驗實驗 編譯、下載、啟動CPU及轉到在線 Day 2:Day 2:下午：下午：PROFINET PROFINET IOIO實時通信實時通信網(wǎng)絡基礎知識PROFINET IOPROFINET IO在

52、IO控制器和IO設備之間進行過程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)交換。n IO控制器：用于對連接的IO設備進行尋址的設備。通常是運行自動化程序的控制器。n IO設備：分配給某個IO控制器的分布式現(xiàn)場設備，例如，分布式IO、閥終端、變頻器。智能設備也可作為IO設備，如控制器。根據(jù)標準IEEE802.1Q，PROFINET IO消息幀優(yōu)先于標準消息幀。 Day 2:Day 2:下午：下午：PROFINET PROFINET IOIO實時通信實時通信PROFINET IO練習網(wǎng)絡結構圖PROFINET IO實驗邏輯網(wǎng)絡結構圖 Day 2:Day 2:下午：下午：PROFINET PROFINET IOIO實時通信實時通信P

53、ROFINET IO練習步驟（1）新建項目配置配置IO控制器控制器（2）在項目中通過“添加新設備”添加S7 1200 PLC，添加成功后，在設備視圖中選中S7 1200，在屬性常規(guī)項目信息頁面中將名稱修改為“IO-Controller”； Day 2:Day 2:下午：下午：PROFINET PROFINET IOIO實時通信實時通信PROFINET IO練習步驟（3）設置IO-Controller的子網(wǎng)、IP地址和子網(wǎng)掩碼。在設備視圖中選中S7 1200，在屬性常規(guī)PROFINET接口以太網(wǎng)地址中設置子網(wǎng)、IP地址和子網(wǎng)掩碼，如圖所示。 Day 2:Day 2:下午：下午：PROFINET

54、PROFINET IOIO實時通信實時通信PROFINET IO練習步驟（4）屬性常規(guī)PROFINET接口操作模式，使用默認配置，即將該PLC作為IO控制器。 Day 2:Day 2:下午：下午：PROFINET PROFINET IOIO實時通信實時通信PROFINET IO練習步驟（5）為IO控制器添加數(shù)據(jù)類型為Byte的變量，變量名稱分別為Tag_1和Tag_2，地址分別為%QB2和%IB2。 Day 2:Day 2:下午：下午：PROFINET PROFINET IOIO實時通信實時通信PROFINET IO練習步驟（6）添加監(jiān)控表。項目樹IO-Controller監(jiān)控與強制表下雙擊“添加新監(jiān)控表”，在新建的“監(jiān)控表_1”中，在“名稱”列下分別選擇Tag_1和Tag_2變量，將顯示格式分別設置為二進制和字符。 Day 2:Day 2:下午：下午：PROFINET PROFINET IOIO實時通信實時通信PROFINET IO練習步驟配置配置IO設備設備（7）在項目中通過“添加新設備”添加S7 1200 PLC，添加成功后，在設備視圖中選中S7 1200，在屬性常規(guī)項目信息頁面中將名稱修改為“IO-Device”；