以太网(S7-400和计算机通讯)

对于IP地址范围以及子网划分，IP地址和子网掩码的关系是怎样的？ 
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 6ES7315-2E..   SIMATIC S7-300 CPU 315-2 PN/DP 
 6ES7315-2F..   SIMATIC S7-300, CPU 315F-2 PN/DP 
 6ES7317-2E..   SIMATIC S7-300 CPU 317-2 PN/DP 
 6ES7317-2F..   SIMATIC S7-300, CPU 317F-2 PN/DP 
 6ES7318-3E..   SIMATIC S7-300 CPU 319-3 PN/DP 
 6ES7318-3F..   SIMATIC S7-300, CPU 319F-3PN/DP 
 6ES7414-3EM05-0AB0   CPU414-3 PN/DP, 2.8 MB, 3 INTERFACES 
 6ES7416-3ER05-0AB0   CPU416-3 PN/DP, 11.2MB, 3 INTERFACES 
 6ES7416-3FR..   SIMATIC S7-400, CPU 416F-3 PN/DP 
 6GK73431..   SIMATIC NET, CP 343-1 COMMUNICATIONS PROCESSOR IE 
 6GK74431..   SIMATIC NET, CP 443-1 COMMUNICATIONS PROCESSOR IE 
  
  
  
 组态事项: 

 使用 CIDR，不用为 IP 地址分配网络类别，也不用为子网或超网分配类别，仅有一个子网掩码把 IP 地址分开成主机部分和网络部分。 

 CIDR 功能(无类别域间路由) 包括子网和超网。 

 以下列表列出了支持子网和超网两种功能的工业以太网 CPs： 

 6GK7 343-1EX11-0XE0 - 不支持CIDR功能 
 6GK7 343-1EX20-0XE0 - 支持CIDR功能 
 6GK7 343-1EX21-0XE0 - V1.2以上固件版本支持CIDR功能 
 6GK7 343-1EX30-0XE0 -  支持CIDR功能 
 6GK7 343-1GX20-0XE0 - 不支持CIDR功能 
 6GK7 343-1GX21-0XE0 - V1.1以上固件版本支持CIDR功能 
 6GK7 343-1GX30-0XE0 - 支持CIDR功能  
 6GK7 343-1CX00-0XE0 - 不支持CIDR功能 
 6GK7 343-1CX10-0XE0 - 支持CIDR功能 
 6GK7 443-1EX10-0XE0 - 不支持CIDR功能 
 6GK7 443-1EX11-0XE0 - 不支持CIDR功能 
 6GK7 443-1EX20-0XE0 - 支持CIDR功能 
 6GK7 443-1EX40-0XE0 - V2.4以上固件版本支持CIDR功能 
 6GK7 443-1EX41-0XE0 - 支持CIDR功能 
 6GK7 443-1GX20-0XE0 - 支持CIDR功能
 以及 S7-300 和S7-400 CPUs 集成的 PROFINET 接口： 

 CPU 315-2PN/DP 及 CPU 315F-2PN/DP - V2.3以上固件版本支持CIDR功能 
 CPU 317-2PN/DP 及 CPU 317F-2PN/DP - V2.3以上固件版本支持CIDR功能 
 CPU 319-3PN/DP -  支持CIDR功能 
 CPU 414-3PN/DP -  支持CIDR功能 
 CPU 416-3PN/DP 及 CPU 416F-3PN/DP -  支持CIDR功能
 以下工业以太网PC模块支持子网和超网两种功能： 

 CP1616 V2.0固件版本 
 CP1604 V2.0固件版本
 通过工业以太网PC模块例如IE general, CP1613 (A2), CP1623, CP1612 及CP1512仅能组态 "子网" 功能，但是不能在STEP 7 / NCM PC 中组态超网功能，这将会在 STEP 7 / NCM PC 产生错误信息（见图5） 

 支持TCP/IP协议的工业以太网CP模板或CPU，可以在STEP7硬件组态中设置IP 地址和相关的子网掩码。该 IP 地址和相应的子网掩码可以在CP模板或CPU的以太网接口的属性窗口中设置。在硬件组态插入CP模板或CPU后，在它们的属性窗口会得到下面的默认设置 (图. 01)。 

 IP 地址: 192.168.0.1 
 子网掩码: 255.255.255.0

 图. 01: CP模板以太网属性窗口 

 如果需要改变默认的 IP 地址和子网掩码，需要了解IP地址和子网掩码的分类关系，以下清楚描述了IP地址和子网掩码的分类关系。 

 IP地址和子网掩码分类关系:
 原则上IP地址分为5类，从A～E。每一类都有自己的子网掩码。如下表所示。
   类
  表示类的位
  IP 网络地址范围
  子网掩码
  网络ID
  节点ID
  
 A
  0xxxxxxx
  0.x.x.x -
 127.x.x.x
  255.0.0.0
  1 字节
  3 字节
  
 B
  10xxxxxx
  128.0.x.x -
 191.255.x.x
  255.255.0.0
  2 字节
  2 字节
  
 C
  110xxxxx
  192.0.0.x -
 223.255.255.x
  255.255.255.0
  3 字节
  1 字节
  
 D & E
  111xxxxx
  224.0.0.0-
 255.255.255.255
  ---
  组播地址
  

 
 A 类网络：
 A类的IP地址以位0-...开始，例如 IP 地址范围从0.x.x.x 到127.x.x.x。
 子网掩码标识一个子网的地址范围信息。对于A类网络，第一个字节，也就是头8位对应IP地址的子网地址。所以A类网络由以下的子网掩码定义：255.0.0.0 = 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000。IP地址的后3个字节(24位)用于识别网络上的主机。 

 A类网络按照下面方法计算子网个数： 

 28-1 = 27 = 128 个子网 (因为A类IP地址以位0开始)
 A类网络按照下面方法计算节点个数： 

 224 = 16 777 216 个节点

 图. 02: A类网络 

 B 类网络:
 B类的IP地址以位1-0-...开始，IP 地址范围从128.0.x.x 到191.255.x.x。对于B类网络，头两个字节，也就是头16位对应IP地址的子网地址。所以B类网络由以下的子网掩码定义：255.255.0.0 = 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000。 IP地址的后2个字节(16位)用于识别网络上的主机。 

 B类网络按照下面方法计算子网个数： 

 216-2 = 214 = 16384 个子网 (因为B类IP地址以位1-0开始)
 B类网络按照下面方法计算节点个数： 

 216 = 65536 个节点

 图. 03: B类网络 

 C 类网络:
 C类的IP地址以位1-1-0-...开始，IP 地址范围从192.0.0.x 到223.255.255.x。对于B类网络，头三个字节，也就是头24位对应IP地址的子网地址。所以C类网络由以下的子网掩码定义： 255.255.255.0 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000。IP地址的后1个字节(8位)用于识别网络上的主机。 

 C类网络按照下面方法计算子网个数： 

 224-3 = 221 = 2 097 152 个子网 (因为C类IP地址以位1-1-0开始)
 B类网络按照下面方法计算节点个数： 

 28 = 256个节点

 图. 04: C 类网络 

 D类子网:
 D和E类是用于网络组播和广播的特殊地址。 

 划分IP地址的子网部分和节点部分得到以下结论： 

 对于节点部分，A类网络的节点数是大大多于C类网络的。 
 对于子网部分，A类网络的子网数是大大少于C类网络的。
 预留地址: 

 A类网络地址127.x.x.x保留用于所有计算机的回环功能，即:
 所有第一个字节为127的IP地址仅用于计算机的内部测试。 
 255被保留作为广播地址。例如，地址140.80.255.255是一个对于B类网络140.80.0.0中所有计算机的一个广播地址。  
 下列地址范围保留用于私有网络，所有这些IP地址在Internet上是不能路由的。
 10.0.0.0 - 10.255.255.255
 172.16.0.0 - 172.31.255.255
 192.168.0.0 - 192.168.255.255
 到现在为止，解释了IP地址和子网掩码的分类的关系。另外，也可以通过"划分子网"的方法来扩展子网掩码。 

 划分子网:
 例如，在A类网络中划分子网，可以在A类的网络中进一步划分逻辑单元（子网）。例如A类网络IP地址86.x.x.x，A类网络的子网掩码是255.0.0.0 (1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000). 通过扩展子网掩码的1位，地址区间可以进一步划分逻辑子网，那么子网掩码为255.128.0.0 (1111 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000)。 

 以下用于寻址： 

 仅地址86.0.0.1到86.127.255.254可以相互直接通讯，即不通过路由器，因为这些计算机在子网掩码后的第一位为相同的值 (这里 "0") 。 
 仅地址86.128.0.1到86.255.255.254可以相互直接通讯，即不通过路由器，因为这些计算机在子网掩码后的第一位为相同的值 (这里 "1") 
 A类网络的计算机地址域被分为2个子网。
 结论:
 通过扩展子网掩码，可以把计算机的地址域划分为多个逻辑单元（子网）。如上地址域分为2个子网。通过增加更多的位，可以增加子网的个数。可以根据所需增加子网。 

 超网:
 超网是把多个网络组合成一个网络。超网在技术上和子网相反，原则上把多个主机放在一个  IP 网络。使用超网，共享主机增加，网络类别减少。
 以 C 类网络 192.168.178.0 为例 。子网掩码是 255.255.255.0 (1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000)。现在增加两位作为主机共享。子网掩码就是 255.255.252.0 (1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000 0000). 

 分配的最低网络 IP 地址是：
 192.168.176.1 (1111 1111.1111 1111. 1011 0000. 0000 0001) 

 分配的最高网络 IP 地址是：
 192.168.179.254 (1111 1111.1111 1111. 1011 0011. 1111 1110) 

 从 192.168.176.1 到 192.168.179.254 可以不经过路由互相通讯。

 要求:
  "超网" 的使用要求网络中有支持"无类别域间路由" (CIDR)功能的模块。 

 注意:
 若在 STEP 7 中组态的模块不支持子网或超网功能，使用该功能将会在  STEP 中产生错误信息 (见图 05 "STEP 7 错误信息")。 

 定义子网掩码可能以255.5.0.0 = 1111 1111 0000 0101 0000 0000 0000 0000这种形式出现。这里用于地址寻址的不是两个连续的位，而是任意两个其它的位。由于这种方式很难去把握并且可能会出现很多错误，强烈建议不使用这样的子网掩码。STEP 7在组态CP卡以太网接口属性中不允许设置这样的子网掩码。下面是出现错误信息： 

 
 图. 05: STEP 7 错误信息 

 子网掩码必须包含一系列连续的1，中间不能有0间隔。STEP 7在线帮助给出下列信息。 

 
 图 06: STEP 7 在线帮助 

 #Ende# 
  
  
  条目号:2073614     日期:2009-01-28   
  
  
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