网络架构分析

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计算机网络架构解析

计算机网络架构解析

计算机网络架构解析计算机网络架构是指计算机网络中各个功能模块之间的组织和交互方式,它对于网络的性能、可靠性和安全性等方面具有重要影响。

本文将从网络体系结构的层次关系、网络协议以及常见的网络架构模式三个方面进行解析,帮助读者深入了解计算机网络架构的基本原理和实际应用。

一、网络体系结构与层次关系在计算机网络中,常用的网络体系结构有两种:OSI(开放系统互联)参考模型和TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)体系结构。

这两种体系结构都通过层次化的方式将网络通信划分为多个层次,每个层次负责特定的功能。

1. OSI参考模型OSI参考模型共划分为七个层次,从下至上依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

这种分层方式使得网络通信的每个步骤都处于特定层次的控制之下,层与层之间通过协议进行交互。

比如,物理层负责传输比特流,数据链路层负责将比特流划分为帧并传送,网络层负责进行寻址和路由等操作。

2. TCP/IP体系结构TCP/IP体系结构较为简化,总共分为四个层次:网络接口层、网络层、传输层和应用层。

其中,网络接口层负责处理底层的硬件接口,网络层负责IP寻址和路由,传输层负责提供可靠的端到端的数据传输服务,应用层负责支持各种具体的应用程序。

二、网络协议的作用网络架构中的协议扮演着连接不同层次的重要角色,确保信息在网络中的可靠传输和正常交互。

常见的网络协议包括TCP、IP、HTTP、FTP等。

1. TCP(传输控制协议)TCP协议处于传输层,它提供了可靠的、面向连接的数据传输服务。

通过TCP协议,数据可以被分割成小块(称为数据段)进行传输,并在接收端进行重新组装。

TCP协议还具备错误检测和重传机制,确保数据的准确传输。

2. IP(互联网协议)IP协议属于网络层,它负责为数据提供路由和寻址功能。

IP协议通过IP地址标识不同的主机和网络,实现数据在不同网络之间的传输。

3. HTTP(超文本传输协议)HTTP协议属于应用层,它是用于在Web浏览器和Web服务器之间传输超文本的协议。

计算机网络深入了解网络架构与安全

计算机网络深入了解网络架构与安全

计算机网络深入了解网络架构与安全在当今数字化时代,计算机网络成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分。

计算机网络的架构和安全性对于网络的稳定运行和信息的安全传输起着重要作用。

本文将深入探讨计算机网络的架构及其相关问题,并重点关注网络安全的挑战和解决方案。

一、网络架构网络架构是指网络中各个组成部分之间的连接和关系。

常见的网络架构有两种:客户-服务器架构和对等网络架构。

1. 客户-服务器架构客户-服务器架构是一种经典的网络架构,其中有一个或多个客户端连接到一个或多个服务器。

客户端发送请求,服务器端响应请求并提供所需的服务。

这种架构适用于需要集中管理和控制的应用程序,例如网站、电子邮件和数据库。

2. 对等网络架构对等网络架构则与客户-服务器架构相反,所有参与者都是对等的。

每个节点在网络中扮演着同样的角色,可以提供服务或者接收服务。

对等网络架构常用于对等文件共享、点对点通信等场景。

二、网络安全挑战随着计算机网络的广泛应用,网络安全问题变得越来越重要。

下面介绍一些常见的网络安全挑战:1. 数据泄露数据泄露是指未经授权的个人或组织获取敏感信息的行为。

黑客可以通过网络攻击、恶意软件等手段窃取用户的个人信息、银行账户等敏感数据,对用户的隐私和财产造成威胁。

2. 病毒与恶意软件病毒与恶意软件是指那些会破坏计算机系统和数据的程序。

这些恶意软件可以通过电子邮件附件、不安全的网站或者潜入系统的USB设备传播。

一旦感染,恶意软件可以窃取用户信息,破坏数据,甚至使整个系统瘫痪。

3. DDoS攻击分布式拒绝服务(DDoS)攻击是指黑客通过控制多个主机发起大量请求,使目标服务器无法正常响应合法用户的请求。

DDoS攻击可以导致网络瘫痪,造成服务不可用和经济损失。

三、网络安全解决方案为了保护网络架构的完整性和用户信息的安全性,需要采取一系列网络安全措施。

以下是一些常见的网络安全解决方案:1. 防火墙防火墙是一种网络安全设备,主要用于监控和控制网络流量。

网络架构分析个人总结

网络架构分析个人总结

网络架构分析个人总结引言网络架构是指构建网络系统时所采用的结构与组织形式。

在当今数字化时代,网络架构对于构建高效、可靠、安全的网络环境至关重要。

在本文中,我将对网络架构的概念进行分析,并总结一些个人的经验与观点。

网络架构的定义网络架构是指在网络系统设计中所使用的技术、协议和模式,包括网络拓扑、网络设备、数据中心和云计算等方面的组织和设计。

网络架构决定了网络系统的性能、可靠性和安全性。

网络架构的重要性网络架构在构建网络系统时起到了重要的作用。

一个合理的网络架构能够有效地提高网络系统的性能与可靠性,减少系统故障和安全风险。

它还能够提高网络资源的利用率,降低企业的运营成本。

网络架构的关键要素在网络架构的设计中,有一些关键要素需要考虑:1. 可伸缩性网络架构应具有良好的可扩展性和可伸缩性,能够应对系统的动态变化和增长。

通过合理设计网络拓扑结构和设备配置,以及采用分布式系统和云计算等技术,可以实现网络的可伸缩性。

2. 可靠性网络架构应具备高可靠性,能够保证数据传输的稳定性和连续性。

采用冗余设计、备份机制和容错技术,可以提高网络系统的可靠性。

此外,合理的网络管理和监控措施也能够减少系统故障和提高恢复能力。

3. 安全性网络架构应具备强大的安全性,能够保护用户的隐私和数据安全。

通过使用防火墙、入侵检测系统和授权机制等安全技术,可以有效地防止网络攻击和数据泄露。

此外,及时更新和维护安全设备和软件也是确保网络安全的重要步骤。

4. 性能优化网络架构应注重性能优化,提高系统的吞吐量和响应速度。

通过合理设计网络拓扑、调整设备配置和优化数据传输路径,可以减少网络延迟和提高系统的性能。

此外,采用负载均衡和缓存技术也能够提高系统的性能。

5. 灵活性网络架构应具备一定的灵活性,能够适应不同的需求和变化。

通过采用模块化设计和可配置的组件,可以实现系统的灵活性。

此外,采用虚拟化技术和容器化技术也能够提高系统的灵活性。

网络架构的发展趋势网络架构的发展一直在不断推进,未来网络架构将朝着以下几个方向发展:1. 软件定义网络(Software-Defined Networking, SDN)SDN将网络的控制平面与数据平面进行了解耦,能够统一管理和配置网络设备。

网络架构优化分析

网络架构优化分析

网络架构优化分析1. 引言随着企业业务的不断发展和扩张,网络架构的优化变得越来越重要。

一个高效、稳定的网络架构能够确保业务流程的顺畅,降低运营成本,提高企业的竞争力。

本文档将为您详细介绍网络架构优化分析的方法和步骤。

2. 网络架构现状分析在优化网络架构之前,首先需要了解当前网络的现状。

包括网络的拓扑结构、设备配置、带宽利用率、性能指标等方面。

可以通过网络监测工具和设备日志来收集这些信息。

3. 网络性能评估根据收集到的网络现状信息,进行网络性能评估。

评估内容包括:- 带宽利用率:分析网络带宽的使用情况,找出瓶颈所在。

- 延迟和抖动:评估数据传输的实时性和稳定性。

- 数据丢失率:分析网络数据传输的可靠性。

- 设备负载:了解网络设备的运行状态,评估其性能瓶颈。

4. 网络架构优化方案根据网络性能评估结果,提出网络架构优化方案。

优化方案可以包括以下几个方面:- 优化网络拓扑:调整网络拓扑结构,提高网络的可扩展性和可靠性。

- 设备升级:替换性能较低的网络设备,提高网络整体性能。

- 带宽优化:调整带宽分配策略,提高带宽利用率。

- 网络协议优化:优化网络协议设置,提高数据传输效率。

- 网络安全优化:加强网络安全措施,防止网络攻击和数据泄露。

5. 实施方案及时间表为了确保网络架构优化方案的顺利实施,需要制定详细的实施方案和时间表。

实施方案应包括以下内容:- 项目名称:明确项目目标。

- 实施步骤:详细描述每个实施步骤,包括工作内容、责任人和预期成果。

- 时间表:制定项目实施的时间节点和进度要求。

6. 风险评估与应对措施在网络架构优化过程中,可能会遇到一些风险和挑战。

应对措施包括:- 技术风险:评估技术实施过程中可能出现的问题,提前准备解决方案。

- 业务影响:评估优化过程中对业务运营的影响,制定业务continuity计划。

- 人员培训:加强人员培训,提高团队的技术水平和实施能力。

7. 项目监控与评估在网络架构优化项目实施过程中,需要进行持续的监控和评估。

3G移动通信网络结构分析

3G移动通信网络结构分析

3G移动通信网络结构分析1. 引言随着移动通信技术的快速发展,3G移动通信网络成为了当前最主要的移动通信网络之一。

本文将对3G移动通信网络的结构进行详细分析,包括网络架构、基站组成、核心网等方面。

2. 3G移动通信网络架构3G移动通信网络由若干个基站、核心网以及用户终端组成。

其整体架构分为无线接入网络和核心网络两部分。

2.1 无线接入网络无线接入网络由基站和无线传输系统组成。

基站起到无线信号的接收和发送功能,负责与用户终端进行通信。

无线传输系统负责将基站与核心网连接起来,实现数据的传输。

2.2 核心网络核心网络是3G移动通信网络的核心部分,负责处理和转发用户的通信请求。

它包括多个功能模块,如移动交换中心、服务节点、接入网关等。

核心网络具有高可靠性和高吞吐量的特点,能够支持大规模用户的通信需求。

3. 3G基站组成3G基站是3G移动通信网络中的重要组成部分,主要由基站设备和天线组成。

3.1 基站设备基站设备包括无线发射接收设备、信道处理设备等。

无线发射接收设备负责将无线信号发送给用户终端,接收用户终端的信号。

信道处理设备负责对无线信号进行处理和调度,以实现多用户之间的分时复用。

3.2 天线基站的天线起到收发信号的作用,它通过无线传输系统与用户终端进行通信。

天线的设计和布局对网络的覆盖范围和通信质量有重要影响,需要根据实际情况进行合理的布置。

4. 3G移动通信网络核心网核心网是3G移动通信网络的核心部分,负责处理用户的通信请求和数据传输。

4.1 移动交换中心移动交换中心是核心网中最重要的功能模块之一,负责用户的注册、鉴权和寻呼等功能。

它能够实现用户之间的通信转接、呼叫管理和信令交换等功能,是实现移动通信的重要环节。

4.2 服务节点服务节点是核心网中的另一个重要功能模块,它负责处理用户的数据传输。

服务节点能够实现用户数据的路由、转发和处理,提供各种增值业务,如短信、彩铃等。

4.3 接入网关接入网关是用户终端连接到核心网的重要节点,负责用户数据的接收和转发。

网络架构经验总结范文

网络架构经验总结范文

随着互联网技术的飞速发展,网络架构在各个领域都扮演着至关重要的角色。

作为一名网络工程师,我在多年的工作中积累了丰富的网络架构经验,以下是我对网络架构的一些总结。

一、网络架构设计原则1. 可靠性:网络架构应具备高可靠性,确保网络稳定运行,降低故障率。

在设计时,应充分考虑冗余设计,如备份链路、冗余设备等。

2. 可扩展性:网络架构应具备良好的可扩展性,以适应业务发展的需求。

在设计时,应预留足够的带宽和端口,便于后续扩容。

3. 可管理性:网络架构应便于管理,降低运维成本。

在设计时,应考虑设备的统一管理、监控和告警等功能。

4. 安全性:网络架构应具备较强的安全性,防止非法访问和数据泄露。

在设计时,应采取防火墙、入侵检测、数据加密等措施。

5. 经济性:在满足上述要求的前提下,尽量降低网络架构的建设成本。

二、网络架构设计步骤1. 需求分析:根据业务需求,确定网络架构的规模、性能、安全等指标。

2. 网络拓扑设计:根据需求分析结果,选择合适的网络拓扑结构,如星型、环型、总线型等。

3. 设备选型:根据网络拓扑结构和性能要求,选择合适的网络设备,如交换机、路由器、防火墙等。

4. 网络配置:根据设备性能和业务需求,配置网络设备参数,如IP地址、子网掩码、路由协议等。

5. 安全策略配置:根据安全需求,配置防火墙、入侵检测等安全设备,确保网络安全。

6. 监控与告警:部署网络监控系统,实时监控网络运行状态,及时发现并处理故障。

7. 测试与优化:对网络架构进行测试,评估性能、安全等指标,根据测试结果进行优化。

三、网络架构经验分享1. 深入了解业务需求:在设计网络架构时,要充分了解业务需求,确保网络架构满足业务发展需求。

2. 重视设备选型:网络设备是网络架构的核心,要选择性能稳定、兼容性好的设备。

3. 注重安全性:在网络架构设计中,要充分考虑安全性,防止非法访问和数据泄露。

4. 加强运维管理:网络架构建成后,要加强运维管理,定期进行巡检、优化和升级。

5G通信技术的网络架构和性能分析

5G通信技术的网络架构和性能分析随着信息技术的快速发展和人们对高速、可靠通信需求的不断增长,第五代移动通信技术(5G)已经成为人们关注的焦点。

5G通信技术具有更高的数据传输速率、更低的延迟和更多连接数量的能力,为未来智能社会的发展提供了强大的支持。

本文将重点探讨5G通信技术的网络架构和性能分析。

5G通信技术的网络架构是一个复杂的系统,由多个关键组件和网络层次构成。

基本的网络架构由核心网络和边缘网络两部分组成。

核心网络主要负责连接移动用户设备和外部网络,提供高速数据传输和智能化服务。

边缘网络则位于核心网络边缘,通过近端计算和存储机制,释放核心网络的压力并提供低延迟、高可靠性的服务。

在5G通信技术的网络架构中,关键组件包括基站,传输网络和核心网。

基站是连接用户设备和核心网络的关键节点,负责接收和发送无线信号。

传输网络是连接各个基站和核心网之间的网络,主要负责数据传输和路由。

核心网络是整个系统的核心,负责控制和管理所有网络功能,包括移动用户身份认证、安全加密、数据传输和服务提供等。

5G通信技术的网络架构采用了新的关键技术,以满足对高速、高容量和低延迟的需求。

其中之一是毫米波技术,它利用高频段的无线信号传输数据,实现了更高的数据传输速率。

此外,大规模天线阵列技术也是5G网络的重要组成部分,它通过使用大量的小型天线来提高信号质量和网络覆盖范围。

另外,网络切片技术可以将整个5G网络划分为多个独立的虚拟网络,每个虚拟网络都可以根据不同的需求提供定制化的服务。

在性能分析方面,5G通信技术的网络架构具有以下优势。

首先,5G网络的数据传输速率大大超过了目前的4G网络,可以支持更快速的下载和上传速度。

其次,5G网络的延迟更低,可以支持实时的互动应用和远程控制。

第三,5G网络具有更高的连接密度,可以同时连接更多的设备,适用于物联网和智能城市等场景。

此外,5G网络还具有更好的能效,通过智能化的功率管理和网络优化措施,实现了更低的功耗和更长的续航时间。

5G网络架构与技术原理解析

5G网络架构与技术原理解析随着时代的进步,人们对网络的需求越来越高,互联网进入5G时代后,网络通信技术和网络速度得到了质的提高。

5G网络是一种新一代的无线通信技术,被认为是人类社会移动与通信的未来。

5G网络架构与技术原理是如何实现的呢?本文将对5G网络的架构和技术原理进行分析解析。

一、5G网络架构5G网络架构可以分为三个层次:核心网、传输网和无线接入网。

1.核心网核心网是5G网络的中枢,它的主要作用是实现对数据流量的控制和管理。

核心网通过网络控制平面和用户数据平面,分别处理控制信令和用户数据。

网络控制平面主要负责5G网络的控制和管理。

它包含网络切片管理、认证和安全、移动性和会话管理、策略和流量控制等功能。

用户数据平面则负责承载和传输用户的数据。

通过网络切片,它可以为不同的应用提供不同的质量保障。

2.传输网传输网是5G网络的关键组成部分,它负责承载核心网和无线接入网之间的数据。

5G传输网将采用软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)等技术,实现灵活的网络资源调度和快速的服务部署。

3.无线接入网无线接入网是5G网络的最后一级,它主要负责将用户请求传输到核心网中,同时将从核心网返回的数据传输给用户。

5G无线接入网主要包括以下技术:基站技术:5G基站具有更高的数据传输速度和更低的延迟,同时还可以支持更多的连接设备。

小区划分技术:通过将基站分成多个小区,可以实现更细粒度的信号覆盖和更高的网络容量。

多址技术:5G网络将采用OFDMA技术来支持多个用户同时传输数据,从而提高网络的带宽和效率。

二、5G网络技术原理1.大规模MIMO技术大规模MIMO技术是5G网络中的重要技术之一。

它利用大量的天线和信号处理算法,可以显著提高信号质量和网络容量。

2.毫米波技术5G网络将开放更高的频率段,包括毫米波频段。

毫米波频段具有更高的数据传输速度和更低的延迟,但其传输距离相对较短,需要更多的基站来保证信号覆盖。

3.网络切片技术网络切片技术可以为不同的业务提供不同的资源配置和服务质量保障。

数据中心网络架构三层分析

数据中心网络架构三层分析数据中心是现代企业的核心,承载着海量数据的存储、处理和传输。

一个高效稳定的数据中心网络架构是确保数据中心正常运行的关键。

本文将从三个层面,即核心层、汇聚层和接入层,对数据中心网络架构进行深入分析。

一、核心层核心层是数据中心网络架构的基石,主要负责高速数据传输和路由功能。

其主要特点如下:1. 高带宽:核心层需要提供高带宽的传输能力,以满足数据中心内部各个子网的互联需求。

常用的技术包括光纤通信和高速以太网。

2. 无阻塞交换:为了避免数据中心网络中的瓶颈,核心层需要使用无阻塞交换技术,保证数据传输的快速、流畅。

3. 多路径冗余:为了提高数据传输的可靠性和可用性,核心层需要建立多条冗余路径,当一条路径发生故障时,能够自动切换到其他可用路径。

二、汇聚层汇聚层是连接核心层和接入层的重要枢纽,实现数据交流和路由转发。

其主要特点如下:1. 聚集和分发:汇聚层需要将来自不同接入层的数据进行聚集和分发,确保数据能够准确快速地到达目的地。

2. 策略路由:汇聚层需要根据不同的业务需求和网络流量情况,制定合理的策略路由,并进行实时动态调整,以实现优质的数据传输服务。

3. 安全防护:汇聚层需要对数据进行安全防护,包括入侵检测、防火墙等措施,以保护数据中心的安全性和机密性。

三、接入层接入层是数据中心网络架构的最后一层,直接与终端用户相连,提供数据传输和访问服务。

其主要特点如下:1. 灵活扩展:接入层需要具备良好的扩展性,能够根据用户需求快速扩展,支持大规模同时在线用户。

2. 高可用性:接入层必须保证高可用性,即使某个接入点故障,仍能保证数据中心的正常运行。

3. 终端接入:接入层需要支持多种终端设备的接入,包括PC、手机等,提供多样化的接入方式和良好的用户体验。

结语通过对数据中心网络架构三层的分析,我们可以看出核心层、汇聚层和接入层在数据中心的运行中起到了至关重要的作用。

它们相互配合,构建了一个高效、稳定、安全的数据中心网络环境。

互联网的网络架构和系统框架

互联网的网络架构和系统框架互联网作为现代社会中最重要的信息传输和共享平台,其网络架构和系统框架的设计对于确保网络的可靠性、安全性和高效性至关重要。

本文将介绍互联网的网络架构和系统框架,并探讨其关键技术和发展趋势。

一、网络架构概述互联网的网络架构是指网络中各个节点之间的连接方式和组织结构。

目前,互联网采用的是分层架构,即将网络划分为多个层次,每个层次负责特定的功能。

常见的分层架构包括OSI七层模型和TCP/IP四层模型。

1. OSI七层模型OSI七层模型是国际标准化组织(ISO)制定的一种网络架构,包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

每一层都负责特定的功能,通过层与层之间的协议进行通信。

这种模型使得网络的设计、管理和维护更加简单和灵活。

2. TCP/IP四层模型TCP/IP四层模型是互联网中最常用的网络架构,包括网络接口层、网络层、传输层和应用层。

TCP/IP模型与OSI模型类似,但更加简洁,适用于实际的互联网应用。

其中,网络接口层负责数据的传输和接收,网络层负责数据的路由和转发,传输层负责数据的可靠传输,应用层负责应用程序的通信。

二、系统框架概述互联网的系统框架是指在网络架构基础上实现具体功能的系统结构。

常见的系统框架包括分布式系统和客户端/服务器系统。

1. 分布式系统分布式系统是指系统中的多个节点通过网络连接,共同完成任务的系统。

分布式系统具有高可靠性、高可扩展性和高性能的优点。

其中,节点之间通过消息传递、远程过程调用或分布式共享内存等方式通信,并且没有全局时钟进行同步。

分布式系统广泛应用于云计算、大数据处理和分布式存储等领域。

2. 客户端/服务器系统客户端/服务器系统是指系统中的客户端和服务器之间通过网络进行通信,客户端向服务器发送请求,服务器响应请求并提供服务。

客户端/服务器系统具有简单、易用和易于管理的特点。

常见的客户端/服务器模式包括Web服务器、邮件服务器和数据库服务器等。

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前言 (2)1 目的 (3)2 适用范围 (3)3 规范性引用文件 (3)4 术语和定义 (3)5 网络架构分析 (3)5.1 常见网络形式特点及应用 (3)5.2 网络架构搭建及网络拓扑形式 (5)6 文件更改状态 (11)一、弧焊电气科是本文件的归口管理部门,享有文件更改、修订、日常维护及最终解释权。

二、文件版本历史记录:无三、本文件与上一版文件相比的主要变化点:无。

四、本文件自实施之日起,代替或废止的文件:无。

1目的无。

2范围无。

3规范性引用文件无。

4术语和定义无。

5网络架构分析我们在项目中经常使用的网络形式有以太网、Profinet、Profibus三种,下面针对这三种网络形式分别展开分析。

5.1常见网络形式特点及应用工业控制网络按照“集中管理,分散控制”的原则,用于连接工业控制系统的工业计算机控制器、可编程逻辑控制器、传感器、变送器、执行器、人机接口、工业服务器等设备节点,传输工业控制系统的采集、命令、诊断和协调等信号。

整个控制网络分为监控层、控制层、设备层三层网络。

网络拓扑结构及特点如下:●线型结构总线型是一根主干线连接多个节点而形成的网络结构,在总线型网络结构中,网络信息是通过主干线传输到各个节点的。

总线型结构的特点主要在于简单灵活、构建方便、性能优良。

总线型拓扑结构●星型结构星型结构主要是指一个中央节点周围连接着许多节点而组成的网络结构,其中,中央节点将所接收的信息进行处理加工从而传输给其他的节点。

星型网络拓扑结构的主要特点在于建网简单、结构简单、便于管理。

星型拓扑结构环型结构环形结构主要是各个节点之间进行首位连接,一个节点连接着一个节点而形成一个环路。

环形网络拓扑结构的主要特点在于它的建网简单,结构易购,冗余通讯,便于管理。

环型拓扑结构5.1.1以太网特点及应用工业以太网是建立在IEEE802.3系列标准和TCP/IP上的分布式实时控制通讯网络,工业以太网适用于数据量传输量大,传输速度要求较高的场合。

它采用CSMA/CD协议,同时兼容TCP/IP协议。

PLC与上位机之间的通讯,我们采用了以太网的形式。

5.1.2Profinet特点及应用Profinet采用以太网作为通信介质,实际上是在以太网上挂接传统的Profibus系统和新型的智能现场设备,因此基于以太网的任何开发都可以直接应用在Profinet网络中。

Profinet具有功能完善、传输速率高、抗干扰能力强、使用方便等优点。

Profinet包括Profinet I/O和Profinet CBA两个主要部分,其中Profinet I/O 用于连接分散的外围设备,采用循环数据和非循环数据两种通信方式。

PLC与现场设备间的通讯可以通过Profinet的形式来实现。

5.1.3Profibus特点及应用Profibus 是Process Fieldbus 的简称,其总线传输速率一般可在9.6Kbit/s-12Mbit/s 间选择。

Profibus 总线的传输距离长:可以采用双绞线或光缆作为传输介质,在对速率要求不高的情况下(9.6Kbit/s)传输距离可以达到1200m,即使是在12Mbit/s 最高的传输速率下,其传输距离也能达到200m,此外,我们也可以使用中继器等设备来延长其传输距离可达10km。

PROFIBUS由三个兼容部分组成:PROFIBUS一DP,PROFIBUS一FMS,PROFIBUS一PA三个兼容版本。

其中PROFIBUS一DP是一种经过优化的高速通信网络,专为自动控制系统和分散1/0设备之间通信设计,用于分布式控制系统的高速数据传输;PROFIBuS一FMS主要解决车间级通用性通信任务,完成中等速度的循环和非循环通信任务;PROFIBUS一PA专为过程自动化设计,提供标准的本质安全传输技术,用于对安全性要求较高的场合及有总线供电的站点。

我们一般使用PROFIBUS一DP协议。

5.2网络架构搭建及网络拓扑形式5.2.1以太网架构搭建及网络拓扑形式a)网络架构搭建(1)首先要按照控制分区确定PLC的具体数量和位置;(2)根据PLC的数量和位置,将PLC接于制造执行系统(MES)的交换机上;(3)将上位机接于MES交换机上,组建以太网网络结构。

b)搭建原则工业以太网交换机是一种可以提供环网耦合功能的有源网络组件,有高效冗余的特性,可以保证当现场总线出现故障的时候,上位机与PLC之间的正常数据交换。

在应用过程中每个交换机至少需预留1个备用口。

c)网络拓扑形式以太网通过采用星型网络拓扑结构保证PLC与上位机之间大量数据的实时传输。

5.2.2Profinet架构搭建及网络拓扑形式a)网络架构搭建(1)首先需要按照控制分区确定所需搭建网络结构线体的现场设备数量。

(2)根据现场设备的数量及位置,确定交换机通讯接口数量,在交换机的选择过程中线体形式的系统优先考虑16口交换机,工作站形式的系统优先考虑8口交换机。

(3)对于线体形式系统若交换机数量大于2台,则采用网管型交换机并将交换机组成环网型结构后与PLC连接,组建网络结构。

b)搭建原则(1)线体形式交换机与现场设备之间优先采用星型+总线型网络拓扑结构,如果选用总线型拓扑结构,原则上每路总线连接设备不能超过5个,每两个相邻设备间距离不能超过90米;(2)每个交换机应至少预留1个备用口;(3)线体间的信号交互通过PN/PN耦合器来实现。

c)网络拓扑形式(1)线体网络结构形式图1 监控层与控制层网络拓扑结构示意图图1为“以太网+Profinet环网”的网络结构示意图。

在图中可以看到,整个网络包括监控层、控制层两个层次。

PLC与上位机之间通过以太网的形式进行数据的传输。

PLC与现场设备采用Profinet网络形式进行连接,网管型交换机组成环网之后与PLC相连。

耦合器主要应用于网际间的信号交互,用于连接的两个相互独立的Profinet网络进行数据交换。

图2 设备层网络拓扑结构示意图上图为设备层的网络结构拓扑示意图。

在图中可以看到,现场设备与交换机之间采用总线型+星型的混合拓扑结构,此时需要保证相邻设备间距离不能超过90米。

Profinet网线使用专用网线,接头使用专用快速连接的金属接头,以保证网络通讯稳定、可靠。

机器人及其周边设备通过非网管型交换机连接。

(2)工作站网络结构形式以太网+Profinet拓扑结构方案二是方案一的简化形式,当现场交换机小于3台时,交换机之间可不必组成环网,直接采用这种连接方式。

交换机采用非网管型,工作站之间或者工作站与其他控制系统的信号交互通过PN/PN耦合器实现。

5.2.3Profibus架构搭建及网络拓扑形式a)网络架构搭建(1)确定需要搭建网络结构的线体包含的现场设备数量。

(2)按照驱动性负载、通讯模块、机器人系统、安全设备、车型识别等对现场设备进行分类汇总。

(3)确定中继器的总类及数量:①根据网络设备的类型和位置,确定总共需要搭建几条总线;②通过判定需要诊断功能的总线数量来确定诊断中继器的个数;③根据网段中网络设备的距离判断所需中继器的数量;(4)根据确定的中继器数量,组建整个Profibus网络拓扑结构。

b)搭建原则(1)由于中继器具有信号放大和再生的功能,在一条Profibus总线上使用RS485时,最多可以安装9个。

(2)在Profibus网络结构中,当硬件设备超过32个,或者波特率对应的网络通讯距离已经超出经验值范围时(见下表),就应该使用Profibus中继器来扩展网络连接,从而达到扩展网络规模、保证良好通信质量的目的。

(3)例如一条Profibus总线上有80个站点,那么就需要2个中继器将网络分成3个段。

由于中继器本身也是一个特殊的DP从站设备,在网段中分别占用一个物理地址,因而实际上都只能再连接31个DP主站/从站设备。

(4)中继器扩展的距离,假设1.5M bps的波特率时,通讯距离为130米,则网段1从最远站到中继器网段1之间的距离为130米,而从中继器的网段2到最远站还可以再扩展130米,这样整个网络的距离为260米,以此类推。

(5)如果选用带诊断功能的中继器,每个中继器的DP2/DP3网段诊断的最远距离不能超过80米,且保证同一诊断回路不能有两个诊断设备。

(6)线体间的信号交互通过DP/DP耦合器来实现。

(7)在网络组建过程中,要严格保证每条总线具备可靠的终端电阻。

c)网络拓扑形式Profibus网络结构示意图上图是Profibus网络结构示意图。

在Profibus网络结构示意图中,采用总线型的网络拓扑结构。

中继器将Profibus-DP分为多条总线,将网络中的驱动性负载、通讯模块、机器人系统、车型识别、安全开关分总线布置。

耦合器主要应用于网际间的信号交互,用来连接两个相互独立的Profibus网络进行数据交换,其通信速率可以不同,可传送的输入和输出数据最大为244个字节。

它的每个Profibus接口做为一个独立的设备在网络中有独立的设备名,更新时间可以不同,但是通信数据区输入/输出方式必须是相互对应的。

6 文件更改状态文件更改状态记录编号:GW/Qe-4.2.3-01-01第11 页共11页每天进步一点点。

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