1、工业网络赛项(试)教师培训杯工业自动化挑战赛2016.5.13 5.15 培训安排培训安排 Day 1:Day 1:上午：培训上午：培训设备介绍设备介绍其中西门子交换机SCALANCE XM408-8C与西门子无线模块SCALANCE W761、SCALANCE W721是本次工业网络赛项使用的交换机。 Day 1:Day 1:上午：工业以太网线制作及测试上午：工业以太网线制作及测试接头、网线及工具l 工业以太网接头l 工业以太网线缆（4芯）l 做线工具l 钳子l 细螺丝刀l 网线测试器 Day 1:Day 1:上午：工业以太网线制作及测试上午：工业以太网线制作及测试 4芯屏蔽以太网线缆制作步
2、骤（1）截取一根500mm长的工业以太网线（2）线的两端剥去约30mm长外皮，金属屏蔽网保留约5mm长。 Day 1:Day 1:上午：工业以太网线制作及测试上午：工业以太网线制作及测试（3）打开金属接头，按照头内线颜色标识把对应线插入到底。（4）合拢金属接头，用螺丝刀插入金属圆环的孔内，顺时针时针旋转90度完成固定。4芯屏蔽以太网线缆制作步骤 Day 1:Day 1:上午：西门子上午：西门子网络模块配置方法网络模块配置方法使用 PST（Primary Setup Tool）工具逻辑拓扑结构图 Day 1:Day 1:上午：西门子上午：西门子网络模块配置方法网络模块配置方法使用 PST（Pri
3、mary Setup Tool）工具以管理员身份启动Primary Setup Tool软件（以下简称PST软件） PST软件主界面首先配置上位机的IP地址为192.168.0.100 Day 1:Day 1:上午：西门子上午：西门子网络模块配置方法网络模块配置方法使用 PST（Primary Setup Tool）工具点击NetworkBrowse菜单，PST软件开始搜索设备PST软件搜索到设备后的界面 Day 1:Day 1:上午：西门子上午：西门子网络模块配置方法网络模块配置方法使用 PST（Primary Setup Tool）工具选中Ind. Ethernet interface，在
4、右侧界面中设置交换机IP地址为192.168.0.11，子网掩码设置为255.255.255.0 Day 1:Day 1:上午：西门子上午：西门子网络模块配置方法网络模块配置方法使用 PST（Primary Setup Tool）工具选中SCALANCE XM408条目，点击工具栏下载按钮 ，将配置下载到SCALANCE XM408中。 Day 1:Day 1:上上午：西门子午：西门子网络模块配置方法网络模块配置方法 通过浏览器配置交换机打开浏览器，在地址栏中输入192.168.0.11，进入SCALANCE XM408的网络配置登录界面。输入用户名admin和密码（默认都为admin）SCA
5、LANCE XM408网络配置主界面 Day 1:Day 1:上午上午：西门子：西门子网络模块配置方法网络模块配置方法 通过浏览器配置交换机进入任一配置界面，点击右上方问号，将弹出对该配置进行说明的帮助界面。XM408帮助界面 Day 1:Day 1:上午上午：西门子：西门子网络模块配置方法网络模块配置方法 通过浏览器配置交换机任何时候，点击XM408右上角的 ，将弹出XM408模块指示灯监视界面。 XM408模块指示灯监视界面 Day 1:Day 1:上上午午：单环冗余：单环冗余网络网络网络基础知识网络结构网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点（计算机或设备）的几何排列形式。星型网络星型网络
6、：各站点通过点到点的链路与中心站相连。特点是很容易在网络中增加新的站点，但中心节点的故障会引起整个网络瘫痪。 Day 1:Day 1:上上午午：单环冗余：单环冗余网络网络网络基础知识网络结构环形网络环形网络：各站点通过通信介质连成一个封闭的环形。注意：以太网只有经过特殊措施（MRP、STP、RSTP 等），才能使用环形拓扑结构。 Day 1:Day 1:上上午午：单环冗余：单环冗余网络网络网络基础知识网络结构总总线型网络线型网络：网络中所有的站点共享一条数据通道。总线型网络安装简单方便，需要铺设的电缆最短，成本低，某个站点的故障一般不会影响整个网络。但介质的故障会导致网络瘫痪。 Day 1:D
7、ay 1:上上午午：单环冗余：单环冗余网络网络网络基础知识网络冗余第2层冗余功能通过添加设备和电缆来实现备用网络路径，从而提升网络可用性，即使一条路径失效，也不会影响网络上设备的连通性。ABC Day 1:Day 1:上上午午：单环冗余：单环冗余网络网络网络基础知识网络冗余隐患：多条冗余路径形成环路，如果不通过生成树协议（STP）、高速冗余环协议(HRP)等协议，当卷入第2层环路的广播帧过多，导致所有可用带宽都被耗尽时，便形成了广播风暴。ABC Day 1:Day 1:上上午午：单环冗余：单环冗余网络网络 网络结构拓扑AB Day 1:Day 1:上午：单环冗余上午：单环冗余网络网络 实验步骤
8、（1）将上位机的有线网卡的IP地址设置为192.168.0.100，子网掩码为255.255.255.0（2）设置交换机SCALANCE XM408-8C 的IP地址为192.168.0.11，子网掩码设置为255.255.255.0（3） SCALANCE XM408-8C 的冗余界面配置 Day 1:Day 1:上午：单环冗余上午：单环冗余网络网络 实验步骤第一次对交换机SCALANCE XM408-8C进行配置时，在勾选“Ring Redundancy”前的复选按钮时，会弹出红色提示。这是因为交换机在出厂时默认将Spanning Tree选中。此时，需要进入Layer2下的Spannin
9、g Tree界面。在此界面将“Spanning Tree”前的复选框中的“”勾掉 Day 1:Day 1:上午：单环冗余上午：单环冗余网络网络 实验步骤（4）使用PST软件，配置SCALANCE X208（A）的IP地址为192.168.0.12，子网掩码设置为255.255.255.0配置配置SCALANCE X208（A）（5）SCALANCE X208交换机环形冗余配置： Day Day 1 :1 :上午：单环冗余上午：单环冗余网络网络 实验步骤（4）使用PST软件，配置SCALANCE X208（B）的IP地址为192.168.0.13，子网掩码设置为255.255.255.0配置配置
10、SCALANCE X208（ B）（5）SCALANCE X208交换机环形冗余配置： Day Day 1 :1 :上午：单环冗余上午：单环冗余网络网络 实验步骤网络实施网络实施1、按照每个交换机环形冗余配置界面中配置的“Ring Port”号，将三个交换机连成环网2、用工业以太网线将上位机与XM408连接；将S7 1200与X208（A）连接AB Day Day 1 :1 :上午：单环冗余上午：单环冗余网络网络 实验步骤正常通信状态正常通信状态（1）三个交换机中，只有SCALANCE XM408-8C的RM指示灯常亮，其他两个交换机RM指示灯均不亮，因为只有SCALANCE XM408-8C
11、为HRP Manager；（2）SCALANCE XM408-8C的两个Ring Port 4和5对应的指示灯一个快闪（如P5），一个慢闪（如P4），慢闪端口对应的通信线路处于“热备”状态。AB Day Day 1 :1 :上午：单环冗余上午：单环冗余网络网络 实验步骤故障故障测试测试故障设置故障设置：将工业以太网线插头从XM408交换机的P5端口拔出，模拟XM408交换机与X208（A）交换机之间线缆故障通信测试通信测试：可以看到XM408交换机P4端口对应指示灯很快切换到快闪状态。此时在上位机中使用ping命令ping S7 1200的IP地址，能够ping通。说明通信路线由原来的S7 1
12、200X208（A）XM408上位机，改变为S7 1200X208（A）X208（B）XM408上位机AB Day Day 1 :1 :上午：单环冗余上午：单环冗余网络网络 实验步骤故障恢复测试故障恢复测试故障恢复设置故障恢复设置：将工业以太网线插头重新插入XM408交换机的P5端口，模拟XM408交换机与X208（A）交换机之间线缆故障恢复通信测试通信测试：可以看到XM408交换机P4端口对应指示灯恢复回慢闪状态，而P5端口指示灯恢复为快闪状态。此时在上位机中使用ping命令ping S7 1200的IP地址，能够ping通。说明通信路线恢复为S7 1200X208（A）XM408上位机AB
13、 Day 1:Day 1:下午下午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识通信人人 人人设备设备 设备设备规则规则/协议协议场合、语气、倾听、理解、场合、语气、倾听、理解、回答回答正确的目的地、合理的路正确的目的地、合理的路径、完整的传输与接收径、完整的传输与接收 网络基础知识通信传输介质铜线（双绞线）： 通常用作局域网介质光纤： 用于局域网中的长距离传输或中继无线：利用电磁波传输数据 Day 1:Day 1:下午下午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识开放系统互连参考参考模型 (Open System Interconnect 简称OSI） Day 1:Day 1:下
14、午：虚拟网络下午：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识开放系统互连参考参考模型 (Open System Interconnect 简称OSI）通信子网 Day 1:Day 1:上午上午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN Day 1:Day 1:上午上午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识TCP/IP模型TCP/IP 模型定义了协议完成的4个通信功能。层层用途用途应用层为用户表示应用数据，如HTTP在Web浏览器应用程序中为用户表示数据传输层支持设备间的通信和执行错误纠正网络层确定通过网络的最佳路径网络接口层控制网络的硬件设备和介质 Day 1:Day 1:上午上午：虚拟网络
15、：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识协议数据单元和封装为了使应用数据能够正确地从一台主机传送到另一台主机，报头（或控制数据）里面包含控制或地址信息，它传送到下层时被加入到数据中。当它经过分层的模型时加入控制通信的过程称为封装封装。解封装解封装的过程是去掉多余的信息并且只将原始的数据发送给目标应用程序。在每一步每一层都增加控制通信。在每一层的数据都有一个通用的术语协议协议数据单元（数据单元（PDU），每一层的PDU是不同的。封装 Day 1:Day 1:上午上午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识发送和接收过程通信过程步骤电子邮件应用程序生成数据。数据分段（编号），添加控制信息
16、（端口号）添加IP地址信息，可以被路由建立一个在头部拥有局域网物理地址信息的帧，然后被编码成能够在介质上传送到目的地的比特流。 Day 1:Day 1:上午上午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 端口号（寻址）网络接口层网络层UDPHTTP78 79 80 81.TCP至计算机 B，TCP 端口 80计算机 A端口端口端口应用程序应用程序应用程序应用程序端口TCP 或 UDP远程端口号用于将数据传送到一个特定应用程序。因此，使用不同的端口号，可以同时将数据传送到一台计算机上的多个应用程序。 Day 1:Day 1:上上午午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识TCP和UDPTCP
17、/IP协议族中最常用的两种传输协议是传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。这两种协议都用于管理多个应用程序的通信，其不同点在于每个协议执行各自特定的功能。UDP是一种简单的无连接协议。该协议的优点在于提供低开销数据传输。UDP中的通信数据段称为数据报。UDP采用“尽力”方式传送数据报。优点：速度快。使用 UDP协议的应用包括：l 域名系统（DNS）；l 视频流l IP语音（VoIP） Day 1:Day 1:上午上午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN TCP/IP帧版本号IHLTOS总长度标识标志段偏移量生存时间协议头部校验和源 IP 地址目的 IP 地址IP 选项（可选）填充数
18、据源端口目的端口序列号DO预留窗口校验和紧急指针选项填充数据（长度可变）URGACKPSHSYN3456 位8SFD48 位48 位16 位46 -1500 字节32 位48162431数据链路物理层网络层IP传输层TCP位编号 00326496128160160 +n*3203264前导码目的地址源地址长度或类型数据帧校验 序列RSTFIN Day 1:Day 1:上午上午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识TCP和UDPTCP是一种面向连接的协议。为实现额外的功能，TCP协议会产生额外的开销。TCP协议描述的其他功能包括可靠传输及流量控制。使用TCP协议的应用程序包括：l W
19、eb浏览器；l 电子邮件；l 文件传输程序。 Day 1:Day 1:上上午午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识局域网 LAN局域网（Local Area Network，LAN）是在一个局部的地理范围内（如一个学校或工厂内），一般是方圆几千米内，将各种网络设备互相连接起来组成的通信网络。 Day 1:Day 1:上上午午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识以太网交换机以太网交换机以太网交换机工作于OSI网络参考模型的第二层（即数据链路层），是一种基于MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址识别、完成以太网数据帧转发的网络设备。以太网交
20、换机的结构是每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对端口，使每一对相互通信的主机都能进行无冲突地传输数据。冲突域 Day 1:Day 1:上上午午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识单播、多播（组播）、广播 Day 1:Day 1:上上午午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识单播、多播（组播）、广播单播（单播（Unicast）：在单播通信中，帧从一台主机发出，发往一个特定的目的地。在单播传输中，只有一个发送方和一个接收方。（HTTP和Telnet）多多播（组播）播（组播）：在组播通信中，帧发送到一组特定的设备或客户端。（网络会议的
21、视频和语音传输。）广播广播：主机之间“一对所有”的通讯模式，网络对其中每一台主机发出的信号都进行无条件复制并转发，所有主机都可以接收到所有信息（不管是否需要）。（地址解析协议（ARP）发送到LAN上所有计算机的地址解析查询。根据目标主机的IP地址，广播，得到目标主机的MAC地址） Day 1:Day 1:上上午午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识广播域与VLAN广播域（broadcast domain）是一个逻辑上的计算机组，该组内的所有计算机都会收到同样的广播信息。广播域是基于第二层（链路层）。如果广播域太大了，用户的带宽就小了，并且需要处理更多的广播，网络响应时间将会长到让
22、人无法容忍的地步。通过交换机实现LAN互联虽然可以解决冲突（Collision）严重的问题，但仍然不能隔离广播报文。在这种情况下出现了虚拟局域网虚拟局域网VLAN（Virtual Local Area Network）技术。 Day 1:Day 1:上上午午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识广播域与VLANVLAN是把一个物理网络划分成为多个逻辑工作组的逻辑网段。这种技术可以把一个LAN划分成多个逻辑的LANVLAN，每个VLAN是一个广播域，VLAN内的设备间通信就和在一个LAN内一样，广播报文被限制在一个VLAN内。而属于不同VLAN的设备之间不能直接相互访问，它们间的通信
23、依赖于路由。VLAN的特殊优点就是为节点和其他VLAN网段降低网络负荷。 Day 1:Day 1:上上午午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识静态静态 VLAN: 工业工业最常用的方法。在基于端口的VLAN中，端口到VLAN的映射是手工一一配置的，指定了哪些端口与特定的VLAN相关联。这就直接在每个交换机上实现了端口和VLAN的映射。 Day 1:Day 1:上午上午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 网络基础知识VLAN一个规模较大的工业企业控制系统，包括管理层、控制层和设备层，为保证对不同系统管理与控制的方便性和安全性以及整体网络运行的稳定性，通常采用VLAN技术进行虚拟网
24、络划分，如在工业控制系统内部将各个生产车间和指挥调度中心划分VLAN，通过配置路由，可以使各个生产车间和指挥调度中心之间互联互通。 Day 1:Day 1:上午上午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 虚拟网络VLAN练习使用单个XM408交换机VLAN 10网络拓扑结构图192.168.0.100192.168.0.11192.168.0.12192.168.0.13 Day 1:Day 1:上午上午：虚拟网络：虚拟网络VLANVLAN 虚拟网络VLAN练习使用单个XM408交换机步骤步骤演示演示：1、设置上位机、设置上位机IP地址地址2、利用、利用PST工具设置各个交换机工具设置各个交换机
25、IP地址地址3、利用浏览器配置、利用浏览器配置XM408交换机交换机VLAN4、网线连接到正确的端口、网线连接到正确的端口5、通过上位机、通过上位机Ping命令测试命令测试 Day 1:Day 1:下午：虚拟网络下午：虚拟网络VLANVLAN 虚拟网络VLAN练习使用两个XM408交换机虚拟网络VLAN实验逻辑网络结构图AB本示例中将X208用作普通PC，用以响应来自上位机的ping命令。 Day 1:Day 1:下午：虚拟网络下午：虚拟网络VLANVLAN注释：先将上位机与XM408（A）的P5端口连接，是因为后续配置把P6端口划分为VLAN 10之后，就不能再通过P6端口访问XM408的W
26、EB界面了要访问其WEB界面需要通过属于默认为VLAN 1的端口，本实验中除了P4、P6和P8三个需要划分VLAN的端口，其他端口都默认属于VLAN 1。（1）配置）配置上位机、上位机、交换机的交换机的IP地址地址 虚拟网络VLAN练习使用两个XM408交换机 Day 1:Day 1:下午：虚拟网络下午：虚拟网络VLANVLAN（2）为为SCALANCE XM408（A）配置）配置VLAN在浏览器中输入SCALANCE XM408的IP地址192.168.0.11。在打开的登录界面输入用户名和密码后，进入配置界面。在配置界面左侧“Layer2”下选中“VLAN”项，进入VLAN配置界面SCAL
27、ANCE XM408 VLAN配置初始界面 虚拟网络VLAN练习使用两个XM408交换机 Day 1:Day 1:下午：虚拟网络下午：虚拟网络VLANVLAN（3）为为SCALANCE XM408（A）配置）配置VLAN在“VLAN ID”编辑框中输入10，即创建VLAN 10，然后点击“Create”按钮，在表格中添加“VLAN ID”为10的行。在VLAN ID=10的行中，在“P1.6”标题栏下双击，在弹出的列表中选择“u”。点击“Set Values”按钮。VLAN ID = 10的P1.6端口配置 虚拟网络VLAN练习使用两个XM408交换机 Day 1:Day 1:下午：虚拟网络下
28、午：虚拟网络VLANVLAN（4）为为SCALANCE XM408（A）配置）配置VLAN以同样的方法，在“VLAN ID”编辑框中输入11，即创建VLAN 11，然后点击“Create”按钮，在表格中添加“VLAN ID”为11的行。在VLAN ID=11的行中，在“P1.4”标题栏下双击，在弹出的列表中选择“u”。点击“Set Values”按钮。VLAN ID = 11的P1.4端口配置 虚拟网络VLAN练习使用两个XM408交换机 Day 1:Day 1:下午：虚拟网络下午：虚拟网络VLANVLAN（5）为为SCALANCE XM408（A）配置）配置VLAN然后在VLAN配置界面中，
29、点击上部“Port Based VLAN”页签，在页面的表格中找到“P1.6”行，在该行的“Port VID”栏下，点击“向下箭头”，在弹出的列表中选择VLAN 10，即将XM408的P1.6端口分配给VLAN 10。同理，将端口P1.4设置为属于VLAN 11。最后点击“Set Values”按钮。为端口指定VLAN ID 虚拟网络VLAN练习使用两个XM408交换机 Day 1:Day 1:下午：虚拟网络下午：虚拟网络VLANVLAN（6）为为SCALANCE XM408（A）配置）配置VLAN设置设置Trunk点击VLAN配置界面的“General”页签，在VLAN ID=10的行中，在
30、“P1.8”标题栏下双击，在弹出的列表中选择“M”。同理，在VLAN ID=11的行中，在“P1.8”标题栏下双击，在弹出的列表中选择“M”。最后点击“Set Values”按钮。 虚拟网络VLAN练习使用两个XM408交换机说明：交换机到交换机的VLAN连接（主干连接Trunk）必须含有VLAN Tag。为此需要将交换机的用于主干连接的端口针对该交换机所拥有的不同VLAN ID分别设置为M。 Day 1:Day 1:下午：虚拟网络下午：虚拟网络VLANVLAN（7）为为SCALANCE XM408（B）配置）配置VLAN配置方法与SCALANCE XM408（A）类似 虚拟网络VLAN练习使
31、用两个XM408交换机AB Day 1:Day 1:下午：虚拟网络下午：虚拟网络VLANVLAN（8）VLAN 10内部内部通信通信测试测试首先将上位机通过XM408的P6端口端口与XM408连接。在上位机的“命令提示符”环境中输入指令“ping 192.168.0.22”，结果如图所示。可以看出，由于上位机通过XM408（A）的P6端口与其连接，IP地址为192.168.0.22的X208通过XM408（B）的P2端口与其连接，因此上位机和该X208交换机都属于VLAN 10，因此由上位机发出的报文能够到达该交换机，并且上位机能够收到该交换机回复的报文。 虚拟网络VLAN练习使用两个XM40
32、8交换机 Day 1:Day 1:下午：虚拟网络下午：虚拟网络VLANVLAN（9）VLAN 10 与与VLAN 11之间之间通信通信测试测试在上位机的“命令提示符”环境中输入指令“ping 192.168.0.21”，结果如图所示。可以看出，由于上位机属于VLAN 10，而IP地址为192.168.0.21的X208交换机属于VLAN 11（因其与XM408（A）的P4端口连接），两个设备属于不同的广播域（虽然上位机与该交换机都在物理上与XM408（A）连接），因此该交换机是无法收到来自上位机的报文的。 虚拟网络VLAN练习使用两个XM408交换机 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路
33、由网络基础知识网络层的4个基本任务1、用、用IP地址编址地址编址2、封装、封装3、路由、路由4、解封装、解封装 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路由网络基础知识网络层的4个基本任务用用IP地址为主机编址地址为主机编址IP协议要求每台发送和接收设备要有唯一的IP地址。在IP网络中，具有IP地址的设备称为主机主机。发送主机的IP地址为源源IP地址地址，接收设备的IP地址为目的目的IP地址地址。封装封装网络间发送的PDU都需要在IP头中标识源和目的地的IP地址。添加信息的过程称为封装。（封装传输层输送的数据段，变为IP数据包） Day 2:Day 2:上午：路由上午：路由网络基础知识网络层的
34、4个基本任务路由路由路由器是用于连接网络的设备，它们可以理解OSI第3层数据包和协议，并可以计算最佳路径。路由是指路由器接收数据包、分析目的地址信息、选择数据包路径然后将数据包转发到所选网络的下一台路由器。数据包到达下一台设备称为跳。 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路由网络基础知识网络层的4个基本任务路由路由在网络层，路由器打开数据包并查看数据包头中的IP地址信息，依赖于其配置及目的网络，选择传输数据包的最佳网络。然后将数据包转发到所选的网络的网关。路径上最后一台路由器将数据包转发到对应目的网络的网关，进而发送到目的网络的目的主机。解封装解封装路由器接收数据包，去掉第2层封装的数据，
35、将数据包向上发送到网络层。在不同层次移去封装数据的过程称为解封装。 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路由网络基础知识IPV4地址IPV4地址分为两个部分：网络部分和主机部分。用32个比特位定义IPV4的主机地址。为便于记忆、书写与表达，使用十进制进行表达。主机部分使用的位数决定了网络中可以容纳的主机数量。示例：示例：172.16.4.20 172.16.4.32网络部分网络部分主机部分主机部分最后一个8位是主机部分；前面三个8位代表网络部分。10101100.00010000.00000100.00010100 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路由网络基础知识IPV4地址每个I
36、PV4网络的地址范围内有三种类型的地址：n 网络地址指代网络的地址n 广播地址用于向网络中的所有主机发送数据的特殊地址n 主机地址分配给网络中终端设备的地址 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路由网络基础知识IPV4地址NetworkHost10000100025510001网络地址网络地址广播广播地址地址主机主机地址地址 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路由网络基础知识IPV4地址如何才能知道多少位代表网络部分，多少位代表主机部分？方法方法1：网络前缀：网络前缀表示IPV4网络地址时，我们在网络地址后添加一个前缀长度，以便给出地址中网络部分的比特位数。例如：172.16.4.0
37、/24中，/24就是前缀长度，说明前24位为网络地址，即最后8为代表主机部分。 Day 2:Day 2:上午：路由上午：路由网络基础知识IPV4地址如何才能知道多少位代表网络部分，多少位代表主机部分？方法方法2：子网掩码：子网掩码前缀和子网掩码是同一件事情的不同表达方式。子网掩码使用32位值定义定义网络设备的IPV4地址的网络部分网络部分。子网掩码同IPV4地址一样用十进制表示。在代表网络部分的每个位的位置上设置二进制1，在代表主机部分的每个位的位置上置入二进制0即可创建子网掩码。例如：前缀/24以子网掩码表示即为255.255.255.0 前缀/16以子网掩码表示即为255.255.0.0
38、Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由网络基础知识网关：网络的出口 向本地网络外发送数据包需要使用网关，也称为默认网关。如果数据包目的地址的网络部分与发送主机的网络不同，则必须将该数据包路由到发送网络以外。为此，需要将该数据包发送到网关。此网关网关是连接到本地网络的路由器接口本地网络的路由器接口。网关接口具有与主机网络地址匹配的网络层地址。主机则将该地址配置为网关。 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由网络基础知识静态路由与动态路由静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预，否则静态路由不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变作出反映，一般用于网
39、络规模不大、拓扑结构固定的网络中。网络管理员必需了解路由器的拓扑连接，通过手工方式指定路由路径，而且在网络拓扑发生变动时，也需要网管手工修改路由路径。静态路由的优点是简单、高效、可靠。静态路由静态路由在所有的路由中，静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时，以静态路由为准。动态路由动态路由路由器可以从其他路由器中学习路由信息，称为动态路由。动态路由从其他路由器更新信息。动态路由需要路由器的处理开销，但在初始设置之后管理成本低。 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 本地路由练习本地路由练习逻辑网络结构图通过路由解决VLAN间通信问题150.1.0.2/16100.1.
40、0.2/16 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 本地路由练习网络规划网络规划l SCALANCE XM408的IP地址为192.168.0.11/24，通过PST工具设置；l Network 1的IP网段为100.1.0.0/16，网关IP地址为100.1.1.1/16，属于VLAN100；l Network 2的IP网段为150.1.0.0/16，连接SCALANCE XM408的网关IP地址为150.1.1.1/16，属于VLAN150。 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 本地路由练习2、VLAN划分划分将上位机的IP地址配置为150.1.0.2，网
41、关设置为150.1.1.1（必须设置网关）（必须设置网关）；利用PST工具，将SCALANCE XM408的IP地址配置为192.168.0.11，将X208的IP地址配置为100.1.0.2，网关设置为100.1.1.1（必须设置（必须设置网关）网关）。1、配置上位机、配置上位机、XM408交换机与交换机与X208交换机交换机IP地址和网关地址和网关 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 本地路由练习3、启动路由、启动路由在目录树“Layer 3”“Configuration”中，勾选“Routing”项前的复选框，并点击“Set Values”按钮 Day 2:Day 2:
42、上午：静态路由上午：静态路由 本地路由练习4、分配网关、分配网关IP给两个给两个VLAN示例：分配网关IP给VLAN 100 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 静态路由练习静态路由练习逻辑网络结构图BA说明：示例中X208交换机作为普通PC用，用以对来自上位机的ping命令做出回应；将此X208替换为S7 1200 PLC或普通电脑，实验效果一样。 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 静态路由练习（1）网络规划）网络规划l 第1个SCALANCE XM408（A）的IP地址为192.168.0.11/24，通过PST工具设置；l 第2个SCALANCE X
43、M408（B）的IP地址为192.168.0.12/24，通过PST工具设置；l Network 1的IP网段为100.1.0.0/16，网关IP地址为100.1.1.1/16，属于VLAN100；l Network 2的IP网段为150.1.0.0/16，对应第一个SCALANCE XM408（A）的网关IP地址为150.1.1.1/16，对应第2个SCALANCE XM408（B）的网关IP地址为150.1.1.2/16，属于VLAN150。l Network 3的IP网段为200.1.1.0/24，网关IP地址为200.1.1.1/24，属于VLAN200。 Day 2:Day 2:上午
44、：静态路由上午：静态路由 静态路由练习（2） 配置上位机、配置上位机、交换机的交换机的IP地址和网关地址和网关将上位机的IP地址配置为200.1.1.3，网关设置为200.1.1.1（必须设置网关）（必须设置网关）；利用PST工具，将第1个SCALANCE XM408（A）的IP地址配置为192.168.0.11，将第2个SCALANCE XM408（B）的IP地址配置为192.168.0.12，将X208的IP地址配置为100.1.0.41，网关设置为100.1.1.1（必须设置（必须设置网关）网关）。 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 静态路由练习（3）第第1个个SCA
45、LANCE XM408（A）配置）配置1）给对应的端口添加VLAN ID注意：与其他三层交换机（或路由器）连接的端口不能设置为M Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 静态路由练习（3）第第1个个SCALANCE XM408（A）配置）配置2）启用路由功能在目录树“Layer 3”“Configuration”中，勾选“Routing”项前的复选框，并点击“Set Values”按钮 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 静态路由练习（3）第第1个个SCALANCE XM408（A）配置）配置3）分配网关IP给VLAN 100和VLAN 150在目录树“Laye
46、r 3”“Subnets”中，选择“Overview”页签。在该界面中，在“Interface”下拉列表中选择LAN100，然后点击“Create”按钮，将添加“vlan100条目”。选中表格中“interface”下的“vlan100”，进入“Configuration”页签页面，在此页面下输入IP Address为100.1.1.1，输入Subnet Mask为255.255.0.0，最后点击“Set Values”按钮。以VLAN 100为例 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 静态路由练习（3）第第1个个SCALANCE XM408（A）配置）配置同理为VLAN150
47、分配网关IP。为VLAN100和VLAN150分配网关后的结果 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 静态路由练习（3）第第1个个SCALANCE XM408（A）配置）配置4）添加静态路由表在目录树“Layer 3”“Routes”中，填写Destination Network为200.1.1.0，Subnet Mask为255.255.255.0，Gateway为150.1.1.2，然后点击“Create”按钮。如图所示。从100.1.0.0网段到达200.1.1.0网段要经过150.1.1.2网关。 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 静态路由练习（4）
48、第第2个个SCALANCE XM408（B）配置）配置1）给对应的端口添加VLAN ID为对应的端口添加VLAN150和VLAN200 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 静态路由练习（4）第第2个个SCALANCE XM408（B）配置）配置2）启用路由功能3）分配网关IP给对应的VLAN为VLAN150和VLAN200分配网关后的结果 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 静态路由练习（4）第第2个个SCALANCE XM408（B）配置）配置4）添加静态路由表从200.1.1.0网段到达100.1.0.0网段要经过150.1.1.1网关。 Day 2:D
49、ay 2:上午：静态路由上午：静态路由 静态路由练习（5）通讯测试通讯测试在上位机的“命令提示符”环境中输入命令“ping 100.1.0.41”，结果如图所示。由处于VLAN200中的上位机发出的报文，能够通过路由转发到处于VLAN100中的X208中。 Day 2:Day 2:上午：静态路由上午：静态路由 静态路由练习（5）通讯测试通讯测试为了进一步验证与查看设置的静态路由所起的作用，在“命令提示符”环境中输入路由命令“tracert 100.1.0.41”，结果如图所示。可以看出，报文首先到达第二个路由器中的200.1.1.1网关，然后第二个路由器查看静态路由表，发现要访问的IP地址处于
50、100.1.0.0网络，因此把报文转发到第一个路由器中的150.1.1.1网关。然后通过第一个SCALANCE XM408的内部路由把报文转发到100.1.1.1网关，进而到达VLAN100中目标主机，即IP地址为100.1.0.41的X208。 Day 2:Day 2:下午下午：PortalPortal配置配置PLCPLC实验实验 添加S7 1200设备及AQ信号板 Day 2:Day 2:下下午：午：PortalPortal配置配置PLCPLC实验实验 配置PROFINET接口 Day 2:Day 2:下午：下午：PortalPortal配置配置PLCPLC实验实验 添加默认变量表 Day
