Ethernet TCP/IP và Ethernet/IP là gì và sự khác biệt ?
Ethernet là một công nghệ truyền thông được sử dụng rộng rãi cho phép các thiết bị giao tiếp với nhau qua mạng cục bộ (LAN). Hai giao thức dựa trên Ethernet chính được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp: Ethernet TCP/IP và Ethernet/IP. Bài viết này sẽ thảo luận về sự khác biệt giữa hai giao thức và khi nào chúng được áp dụng nhiều nhất.
ETHERNET TCP/IP
Hãy bắt đầu với tổng quan về Ethernet TCP/IP. Ethernet TCP/IP là một thuật ngữ thường được sử dụng để chỉ Ethernet chung mà chúng ta sử dụng hàng ngày và ngăn xếp giao thức mà nó sử dụng. Đây là giao thức chính được sử dụng khi trao đổi dữ liệu qua internet. Để hiểu điều này, chúng ta có thể nhìn vào mô hình OSI.
MÔ HÌNH OSI
Mô hình OSI được sử dụng làm khuôn khổ để trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị. Trong mô hình OSI, Ethernet TCP/IP là lớp thấp hơn của mô hình OSI. Ethernet mô tả hai lớp dưới cùng, lớp Liên kết vật lý và dữ liệu. IP, hay Giao thức Internet, là lớp thứ 3, được gọi là lớp Mạng. TCP, hoặc Giao thức điều khiển truyền dẫn, là lớp Vận chuyển thứ 4.
Ethernet TCP/IP là nền tảng của internet vì nó là tập hợp các giao thức cho phép hai thiết bị giao tiếp với nhau qua mạng và trao đổi dữ liệu. Những gì họ làm với dữ liệu này nằm ở các lớp trên của mô hình OSI, các lớp Phiên, Trình bày và Ứng dụng. Trong các lớp này, phần mềm máy tính của bạn thường tham gia nhiều hơn. Đây cũng là lúc Ethernet/IP phát huy tác dụng.
ETHERNET/IP
Ethernet/IP được viết ra là Ethernet Industrial Protocol. Đó là giao thức Công nghiệp trong đó Giao thức Công nghiệp Chung, CIP, được triển khai qua Ethernet. ODVA định nghĩa CIP và chỉ định các lớp trên trong mô hình OSI. Ethernet/IP là sự thích ứng của CIP với Ethernet. Ngoài ra còn có các bản chuyển thể khác; ví dụ: CIP cho CAN được gọi là DeviceNet. Thông số kỹ thuật Ethernet/IP xác định cách CIP phù hợp với Ethernet. Điều này bao gồm các đối tượng CIP bổ sung cho đến những gì đèn LED và hành vi được yêu cầu. Một phần quan trọng của đặc tả là lớp đóng gói. Điều này bổ sung cho các giao thức UDP và TCP cho phép các thông báo CIP hoạt động trên bất kỳ mạng TCP/IP nào—cho phép hoán đổi các lớp thấp hơn. Điều này sẽ cho phép các thiết bị như Anybus AWB2030 hoạt động với thiết bị Ethernet/IP và kết nối với kết nối không dây.
Trong hình bên dưới, bạn có thể thấy tên mô hình OSI ở bên trái và các phần liên quan đến Ethernet IP ở giữa. Phần màu xanh lam được xác định bởi thông số kỹ thuật CIP trong khi các phần màu xanh lá cây khi được sử dụng bởi Ethernet/IP không được phát triển bởi ODVA.
Ethernet/IP sử dụng các Lớp liên kết vật lý, vận chuyển và dữ liệu trong Ethernet TCP/IP. Việc tách các giao thức này khỏi Đặc tả Ethernet/IP cho phép các cơ quan quản lý khác, chẳng hạn như Viện Kỹ sư Điện tử (IEEE) và Lực lượng Đặc nhiệm Kỹ thuật Internet (IETF), quản lý các thông số kỹ thuật này. Nó cũng cho phép khả năng tương tác giữa các thiết bị.
Các giao thức khác sử dụng TCP/IP
Nhiều giao thức công nghiệp khác cũng sử dụng TCP/IP. Modbus TCP là một trong những giao thức đơn giản hơn. Nó nhận một thông báo Modbus RTU và kết thúc nó trong một gói TCP. Thông báo Modbus là dữ liệu người dùng trong gói.
Mặc dù Profinet sử dụng Ethernet làm công nghệ mạng cơ bản, nhưng nó sử dụng TCP/IP cho dữ liệu không quan trọng như dữ liệu tham số, cấu hình hoặc chẩn đoán. Nó không dựa vào CP/IP để truyền dữ liệu quá trình.
Thay vào đó, Profinet sử dụng một giao thức chuyên biệt được gọi là Giao thức thời gian thực (RTP) để truyền dữ liệu quy trình quan trọng về thời gian. RTP hoạt động ở lớp liên kết dữ liệu của mô hình Kết nối hệ thống mở (OSI), là một lớp bên dưới lớp vận chuyển nơi TCP/IP phục vụ. Điều này cho phép Profinet bỏ qua chi phí hoạt động và độ trễ tiềm tàng do TCP/IP đưa ra, đồng thời cung cấp một kênh liên lạc nhanh hơn và đáng tin cậy hơn để xử lý dữ liệu.
EtherCAT là một ví dụ về mạng công nghiệp không sử dụng ngăn xếp TCP/IP theo mặc định. Nó vẫn sử dụng các lớp liên kết vật lý và dữ liệu của mô hình OSI. TCP/IP có thể được thêm bằng EOE để chèn TCP/IP vào các khung EtherCAT.
Hãy xem hội thảo trực tuyến OnDemand của chúng tôi để tìm hiểu thêm về các giải pháp kết nối giao thức cho các thiết bị công nghiệp: Kết nối đa mạng với Cổng giao thức
SỰ KHÁC BIỆT GIỮA ETHERNET TCP/IP VÀ ETHERNET/IP
Vì vậy, sự khác biệt giữa Ethernet TCP/IP và Ethernet/IP là gì? Ethernet/IP là một giao thức được ODVA xác định để trao đổi dữ liệu CIP qua mạng ethernet. Ethernet TCP/IP là tập hợp các giao thức để kết nối hai thiết bị qua internet.
Ethernet/IP sử dụng cơ sở hạ tầng Ethernet 10Mbps đến 100 Mbps tiêu chuẩn, bạn cũng thấy điều này với các bộ chuyển mạch Mạng được cập nhật mà không có bộ chuyển mạch gigabit. Ví dụ: lớp vật lý dưới cùng thường được hoán đổi từ một cặp xoắn đồng cho Wi-Fi hoặc Fiber. Các lớp trên cùng thường thay đổi tùy thuộc vào những gì đang được thực hiện, chẳng hạn như duyệt web bằng HTTP hoặc truyền tệp bằng FTP. Ethernet TCP/IP đây là nơi Ethernet/IP phát huy tác dụng.
Sự khác biệt chính giữa Ethernet TCP/IP và Ethernet/IP là mục đích mà chúng được thiết kế. Ethernet TCP/IP là một giao thức mạng có mục đích chung được sử dụng trong nhiều ứng dụng, trong khi Ethernet/IP được thiết kế riêng cho các hệ thống tự động hóa công nghiệp. Ethernet/IP bao gồm các tính năng cần thiết cho các ứng dụng công nghiệp, chẳng hạn như giao tiếp thời gian thực, phát hiện thiết bị và nhắn tin rõ ràng, không có sẵn trong Ethernet TCP/IP.
