和大家聊完了TCP/IP(我与PROFINET不得不说的事-03协议-技术论坛-工业支持中心-西门子中国 (siemens.com.cn))，我想可以聊聊PROFINET协议了，然而，突然又想到TCP的一些同胞兄弟，例如UDP，ISO on TCP，以及S7协议，这些协议我觉的也有必要提一提，在我们正式进入PN的世界的时候，我们先做个铺垫吧。毕竟我们不能厚此薄彼，哈。只有这样，大家再看Profinet的时候，我觉得大家会对一些概念不再陌生，大家会更容易理解为什么Profinet是这样的。希望大家那个时候会说：“啊！原来如此！”。

首先从ISO/OSI参考模型来说，TCP/IP，ISO on TCP以及UDP协议都位于参考模型的第4层，即传输层，而S7协议基于ISO on TCP位于第7层，即应用层。层级越往上的协议，通常协议的安全性和可靠性就越完善，这是由各个ISO/OSI的各个层次定义的，当然层次越多，通信的速度也会相应的变慢，因为数据从上之下，或者从下至上打包和解包是需要时间的。顺便说一句就是这个ISO/OSI参考模型不仅仅是针对的以太网的通信，是关于所有协议的，例如PROFIBUS-DP，它是基于RS485的，DP协议也有ISO/OSI参考模型的概念，而DP协议位于第7层。

虽然S7没有第5层（会话层）和第6层（表示层），但是完善的应用层协议使S7协议更加适用于各种SIMATIC场合，S7协议就是完美的选择。首先在通信的数据量上与TCP/IP持平，最高支持64K字节的数据传输；其次由于其应用层协议，故障报警响应及时，例如发生断线的情况下，两侧的通信即停止，产生报错信息。然而再好的事物也有弱点，首先，数据一致性的范围比较小，对比TCP，S7的数据一致性从240B（S7-300）到480B（S7-400）再到960B（S7-1500），范围较小（这里没有细节讨论，这些数据实际上是S7的PDU大小，并非真正数据一致性的大小），而TCP的数据一致性却高达8KB（这个可是纯数据的长度），其次，由于具有更高的ISO/OSI的层次，相对TCP协议来说，处理应用层的数据的时间相对较长，也就是说通信会慢些，然而这个时间对比会随着通信数据字节的长度而随之延长，可以肯定的是毫秒级的差别。总结来说，瑕不掩瑜，S7协议通信是一个非常优秀的协议，非常实用在SIMATIC产品之间通信。

对于TCP/IP来说，对比S7，有些相关的优点和缺点却调换了位置。先说优点，首先TCP/IP是面向连接的，开放的以太网协议，这个协议不仅是SIMATIC的产品在使用，而且第三方的产品也在大量的使用，所以对于与第三方设备通信，TCP/IP协议绝对是首选协议。然而缺点也是很明显，首先，对于数据一致性虽然长度比S7要长很多为8KB，但是S7的数据一致性的数据却可以在CPU的一个周期中传输多次，而TCP/IP的8K数据一致性数据只能在CPU的一个循环中进行传输，也就是说一个CPU循环周期只能最大传输一个TCP/IP的8KB一致性数据，这也意味着TCP/IP通信的时间取决于CPU的周期。第二个缺点就是断线报警的问题，许多用户使用时间节拍的方式来检测通信是否正常就是这个原因，因为TCP工作不会因为断线而停止，即使断线，Done信号仍然会产生，而且产生报警与Keepalive时钟密切相关。总结来说，除了最后一个缺点，TCP/IP仍然是值得大家选择的最通用的协议。

那么对于ISO on TCP协议来说，只是在第4层的TCP上加载了ISO协议，原本ISO也是第4层的协议，两者的结合实际上就是相互利用了两者的最大优势。对于ISO协议是没有第3层的IP协议的，所以不能路由，基于IP协议，便可以路由；对于TCP协议，本身是流式传输协议，在可变长度的数据传输时，数据对位会出现问题，这样ISO协议的加入就避免出现这样的问题，因为ISO作为最佳的可变长度的协议，在报文中具有数据长度信息，这是TCP所不具备的。虽然TCP/IP在数据通信的过程中可以使用AD_HOC方式，但是真实的可变长度却是1460B，当超过这个数据长度时，数据对位会非常棘手，此时建议大家选择ISO on TCP。至于其它特点两者皆相同。

对于UDP，它是一个优点和缺点都非常明显的协议。首先它是不安全的传输协议，这意味着数据在网络中的丢失或者出错是不能重传的，然而在某些的小型局域网内，是非常建议使用该协议的，因为网络不会出错，不会有大量数据包挤占带宽等，UDP是非常快速的，此时无需人为检查错误，只要保证网络纯净。然而理想情况下毕竟占少数，要想安全可靠的数据传输，需要人为通过程序来保证，也就是通过程序来实现TCP/IP协议的可靠传输。UDP通信的另外一个好处就是适用组播通信，即数据从一个设备发送到该组中的其它设备中。总结来说，对于工控网络环境，使用UDP协议需要慎重，需要具有良好的网络知识和编程能力，才能驾驭UDP协议通信。

谈了这么多，还是没有进入到正题，我也觉得很难，很难进入正题，总是想着如何给大家带来一个不一样的Profinet，让大家领略到Profinet的真谛。期望在下一个故事，希望！

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