Licence Professionnelle AII-SARI - IUT Nancy - Universit de Lorraine - Eddy BAJIC - Module Rseau de Communication Industrielle

Ethernet et les ProtocolesTCP - IPEthernet Industriel

Modbus-TCP

Licence Professionnelle AII-SARI

Pr. Eddy BAJIC, Nancy Universit

IUT Nancy Brabois

Automatique et Informatique Industrielle Spcialit Systmes Automatiss et rseaux Industriels

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Introduction

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RS 485

API E/SIHM

Impact de Ethernet -TCP/IP dans les rseaux Industriels

Architecture traditionnelle (ancienne ?)

Depuis un Un rseau d'Automatisme Isol

Lire / Ecrire des informations sur BITS, MOTS vers des cibles industrielles PROCHES

RESEAU LOCAL INDUSTRIEL , Cblage en guirlande

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Vers des Automatismes sur INTERNET

Rseau Local Ethernet

Disposer des quipements industriels (E/S, API, .) sur Ethernet dans l'entreprise / atelier

Rseau Local Ethernet

Accder aux quipements industriels distance par Internet

Rseau INTERNET

Contrle / Supervision Distance : REMOTE CONTROL

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Architecture Rseau Industriel Ethernet

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Client Sans Fil

Point d'AccsWiFi

Accs aurseau par

Liaison radio Wifi

Ligne RTC : Rseau Tlphonique Commut Convertisseur RAS : Remote Access Serveur

Point d'Accs WiFi: Borme Ethernet Sans Fil 802.11d/g

SwitchEthernet

HubEthernet

Fibre Optique

Modem

ConvertisseurRAS

Client DistantAccs aurseau par

RTC, GSM, GPRS, ADSL

Ligne RTC

STP / UTP

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Le RseauEthernet

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2

3 .. 7

Ethernet et le Modle OSI

Rseau LocalEthernet

Transmission lectrique Tension diffrentielle, paire torsade cuivre, Transmission Synchrone, Codage Manchester, Dbits : 10/100MBps, 1GBps

Mthode CSMA-CD, protection transmission par CRC32, Adressage physique @MAC sur 6 octets, Transmission Unicast, Multicast, Broadcast, MTU = 1500 octets

VIDE

Prambule 64 Bits @MAC Destination @MAC SourceType Protocole couche 3

Donnes Couche 31500 Octets Maxi CRC 32

6 octets 6 octets 2 octets 1500 octets 4 octets

Format Trame Ethernet

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Ethernet : Mthode CSMA/CD

Standard IEEE 802.3 : Carrier Sense and Multiple Access with Collision Detection

Avant d'mettre, toute station "coute" la voie pour savoir si elle est libre :1) Si LIBRE, elle met sa trame2) Si OCCUPE, elle attend un temps tir au hasard

Topologie apparente est un bus

Chaque station a les mmes droits,

Quand une station met elle vrifie si son message est "cras" par une autre station mettant en mme temps : COLLISION

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Dtail d une trame Ethernet

V. Protection contres les erreurs

CRC

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STOP

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Hub ou Concentrateur : Equipement d'interconnexion de stations, agit en diffusion de trames sur tous ses ports (rpteur non intelligent : inondation des ports)

Ethernet Partag en Bus

3

41

2

HUB(4 ports)

Hub Ethernet 8 voiesTopologie apparente : ETOILE

Topologie relle : BUS

@MAC : bb:bb:bb:bb:bb:bb@MAC : aa:aa:aa:aa:aa:aa

@MAC : cc:cc:cc:cc:cc:cc: @MAC : dd:dd:dd:dd:dd:dd

Collision

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Caractristiques :

! Segment 100 m maxi STP, 40 m UTP! Une seule Station par segment! Segments drivs depuis un Hub (4, 8, 16, 24 Voies)! Connexion par connecteurs RJ45 ! Cble UTP AWG 22, 24 ou 26

ETHERNET 10/100 Base T

Connecteur RJ 45

ETHERNET 10/100 Base T sur Paires Torsades

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Cblage ETHERNET 10/100 Base T

Cble Crois entre 2 stations

Cble droit entre Station et HUB (Half Duplex ou Full Duplex) 119

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http://www.youtube.com/watch?v=0S6cjJS5y1I

Comment Raliser un cble Ethernet

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Cblage ETHERNET Facile

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Switch ou Commutateur : Equipement d'interconnexion de stations, agit en routage de trames sur chaque port (quip d'un processeur RISC qui gre le routage des trames entre les ports)

Ethernet commut

SWITCH(4 Ports)

2 mthodes de gestion de flux de trames: Cut Through : flux tir par l'adresse dest de la trame entrante, pas de contrle d'erreur Store and Forward : trame bufferise, analyse puis route vers le port dest

Auto-Apprentissage des adresses MAC connectes aux diffrents ports

2

43

1

@MAC : bb:bb:bb:bb:bb:bb

@MAC : aa:aa:aa:aa:aa:aa

@MAC : cc:cc:cc:cc:cc:cc:

@MAC : dd:dd:dd:dd:dd:dd

@MAC Portaa:aa:aa:aa:aa:aa 1bb:bb:bb:bb:bb:bb 2cc:cc:cc:cc:cc:cc 3

dd:dd:dd:dd:dd:dd 4

Il ny a Plus de COLLISIONS

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Architecture Capillaire Ethernet

Switch de tte

Domaine de Collisions

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Switch Industrial Ethernet 100 Mbit/s

Caractristiques

Industrial Twisted Pair

OSM : Optical Switch Module 6 ports ITP/TP 2 ports FO

ESM : Electrical Switching Module 8 ports ITP/TP

Gestion de Redondance

Manageable SNMPSimple Network Management ProtocolePorts Ethernet Sub-D 9 Ports Fibre Optiques

connecteur SMA

Alimentation 24 V DCLEDs Status

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Performances Ethernet Partag / Commut

100 Mbit/s100 Mbit/scommut

20 Mbit/s10 Mbit/s

commut Full Duplex

10 Mbit/s10 Mbit/scommut

40 Mbit/s100 Mbit/spartag *

4 Mbit/s10 Mbit/spartag *

* Dbit effectif Optimum cause des collisions

Dbit Rel Maximum

Tech

nolo

gie

rse

aux

100 Mbit/scommut

Full Duplex 200 Mbit/s

Ethernet Commut Full Duplex

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Internet

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Le Rseau Internet

"Documents de standardisation Internet sont appels Request For Comments (RFC) :

RFC xxxx (Request For Comment N xxxx) (http://ds.internic.net)

Le protocole TCP a t dfini en 1981 dans la RFC 792.

" Ensemble de rseaux interconnects au niveau mondial, grce la famille de protocoles TCP/IP.

" Ces rseaux sont administrs, exploits et financs dans tous pays par des d'organisations prives et publiques diffrentes.

" La coordination de l'ensemble est assure par l' IAB (Internet Architecture Board), groupe de chercheurs et industriels qui coordonne et spcifie des rgles de fonctionnement d'Internet.

http://www.frameip.com/accueil/Site Web de rfrence sur TCP - IP127

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Le Modle DoD ou TCP-IP

Le modle DOD (Department Of Defense of USA), simplification du modle OSI. # adapt aux rseaux bass sur les protocoles TCP/ IP.

VII - Couche APPLICATION

II - Couche LIAISON DE DONNEES

VI - Couche PRESENTATION

V - Couche SESSION

IV - Couche TRANSPORT

III - Couche RESEAU

I - Couche PHYSIQUE

Couche APPLICATION

Couche ACCES RESEAU

Couche HOTE HOTE

Couche INTERNET

Modle OSI Modle DOD / TCP-IP

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Fam