基于UDP的工业以太网
目前,至少有基金会现场总线的HSE、Ethernet/IP、iDA以及ADS-net在传输层协议中或部分或全部的采用了UDP。由于篇幅有限,以下仅就HSE和Ethernet/IP在传输机制和通信模式作简单比较。
HSE通信模型
ETHERNET/IP
在EtherNet/IP中，对于对实时性要求较高的实时I/O数据,采用UDP/IP协议来传送,而对实时性要求不太高的显式信息(如组态、参数设置和诊断等)则采用TCP/IP来传送。EtherNet/IP 有两种形式的报文连接：
■ 显示报文连接：是一种点对点的关系，用于促进两个节点之间的请求应答连接。这种连接是最通用的并且能无所不及。
■ 隐式报文：主要用于以常规的时间间隔传送特定应用的I/O数据。这种连接自然是多播方式，即建立一对多的关系用以发挥生产消费模式的优点。
在网络层和传输层EtherNet/IP 采用的是INTERNET标准的TCP/IP协议族在单个或多个设备之间传送信息，同样，在这些层标准的CIP信息被打包成TCP/IP包，TCP/IP包允许网上的
对于实时报文，EtherNet/IP 通过基于IP的UDP协议采用组播方式实现，组播针对一组地址的目标站。这就是CIP的隐式报文在EtherNet/IP 上的传送方式。隐式报文通常只有I/O数据，没有协议信息。这就意味着通讯一建立数据已被提前定义了，自然处理的时间就是最小的。UTP无须建立通道也不对通讯做保证，但尽管如此，UDP的隐式报文比显式报文更小更快捷。所以EtherNet/IP通过 UDP/IP传送I/O数据典型地包含了关键时间控制信息。CIP的连接机制包含了提供超时机制，即可以检测数据发送错误，这对于可靠的控制系统是很关键的。
EtherNet/IP 利用TCP/IP资源在以太网上传送报文，为了满足ＯＤＶＡ组织一致性要求宣言，EtherNet/IP 的产品都要求能完成ＵＣＭＭ接收其他设备的请求。比如像少有的显示报文传输或者实时的Ｉ／Ｏ数据传输。通过ＵＣＭＭ的通讯服务连接资源被保留。打开一个连接的过程被称为连接生成。而主动提出连接生成的节点就叫做连接生成器。相反，响应该节点的节点就叫做连接目标。
总结一下，也就是说，隐示报文是通过以太网实体采用UDP/IP资源以多播方式传送数据。
Ethernet/IP的HSE
基于UDP的工业以太网比较
下面将结合一个实例来说明通信模式对TCP/UDP协议选择问题的影响，研究目标是现场总线基金会旗下的工业以太网标准——HSE。
HSE协议中一个重要的组成部分是:现场设备访问代理(FDA)，FDA将整个HSE从概念上分为两个部分。FDA及其以下的部分，包括HSE管理代理(HMA)，它们一起提供HSE通信服务，构成了HSE通信栈。其功能主要相对于OSI七层参考模型一到四层间的部分;FDA以上的实体包括系统管理内核、虚拟现场设备，局域网冗余实体等，统一称为HSE应用进程，它们利用通信栈提供的服务，和对等实体通信。它们可以看做是通信栈的用户层。接下来将重点讨论FDA以下的部分涉及到的HSE的通信模型和通信方式等问题，而HSE的用户层等方面的其它内容将在下一章中讨论。HSE通信模型图示如图。
FDA代理在通信模型中主要提供下列服务:
■ 作FDA Session的代理;
■ FDA Session 和FMS VCR的接口;
■ TCP /UDP 和 FDA Session之间的接口;
■ 转发上面 4种 应用层的消息.
而FDA Session是一种应用关系，提供和FDA代理的通信，HSE VCR提供对HSE VFD的访问，用于传递FMS报文。有三种不同的FDA Session：
Client/Server(客户/服务器)
Sesions,Publisher/Subscriber(公布/订阅)
Sessions,Report Source/Sink(报告源/接收)Sessions.
HSE Session位于TCP/IP协议之上，利用以太网和TCP/IP协议传输HSE总线的服务报文，是FF HSE现场总线通信的核心模块。
Session与 它所支持的VCR端点具有相同的类型，HSE基于业界广泛使用TCP/IP协议簇一共提供了两种通信方式:：
■ 客户机/服务器(C/S)，采用单播通信模式;
■ 发布者/预定者(P/S)，报文源服文接收，采用多播通信模式;
其中单播方式提供确认性的FMS服务，而多播提供的FMS服务是无确认的。具体实现中，以套接字方式为基础。
对于 C/S服务类型的通信，底层采用基于流的套接字，提供有确认的通信服务，故传输层基于TCP协议构建。虽然C/S也可以基于数据报的套接字来实现，但一般不采用这种方式（DCOM是个例外）。
对于采用发布者/预定者、报文源/报文接收两种采用多播的通信模式，底层采用基于数据的套接字，提供无确认的通信服务，故传输层基于UDP协议构建。同时，在发送和接收两端，VCR和Session节点是预先组态好的。这样，多播方式的通信过程比客户机/服务器类型的方式要简单许多。这样使得在多数场合，HSE使用的是多播方式的通信模式更具优势。以至于在一些资料中，HSE和Ethernet/IP、IDA等一块被认为是基于UDP的工业以太网实施方案如图。
通过以上实例，我们可以总结如下：
■ 当通信模型采用C/S模式，或点对点模式时，采用面向连接的TCP协议较为合适。
关于几种工业以太网的互联
最后，我们简单讨论关于这几种主流工业以太网的互联。
正如上面所述，这同种主流的工业以太网协议相互是不兼容的。尽管广大工业自动化用户希望需要一种开放的通用的系统平台，但是自动化厂商们却因各自的利益导致这一理想平台将来很长时间也不会出笼。因此，就只能诞生一种新的中间件技术能解决这个问题——OPC DX（如表）。
大多数工业以太网协议选择了支持OPC DX
OPC基金会组织已经积极地推出了其数据交换（OPC Data Exchange）与以太网的标准,OPC DX很好地汲取了工业以太网应用层开放而且可以针对不同厂家的产品定义，其中间件任其能相互操作兼容的优点，相当于在几种工业以太网协议中创建了一个可以互操作的兼容层面。
OPC基金会组织已经积极地推出了其数据交换与以太网的标准
总而言之, 其实研发并推广一个开放的，通用的工业以太网协议，一直就是自动化用户的共同愿望。但现场总线标准的混乱现象被延续到了如今的工业以太网的应用上，这就自然产生了这几种主流工业以太网协议的差异。Profinet、Ethernet/IP、Modbus/TCP、HSE等是当今主流的几种的工业以太网协议，都声称兼容于或完全兼容于以太网协议，或“基于”以太网基础，或完全采用以太网标准，但是事实上这几种主流的工业以太网协议本身却不能相互联接。随着工业以太网的应用越来越成熟，一个开放的，通用的工业以太网协议标准的共同愿望会慢慢可期。
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