西門子CPU314C-2PN/DP

西門子CPU314C-2PN/DP

組態注意事項: 使用 CIDR，一個 IP 地址并非屬于一個固定的網絡，可能屬于其他網絡劃分出的一個子網絡或者由幾個網絡組成的超網。僅通過一個子網掩碼把 IP 地址分開成主機部分和網絡部分。 ......

組態注意事項:

使用 CIDR，一個 IP 地址并非屬于一個固定的網絡，可能屬于其他網絡劃分出的一個子網絡或者由幾個網絡組成的超網。僅通過一個子網掩碼把 IP 地址分開成主機部分和網絡部分。

CIDR 功能(無類域間路由) 包含子網劃分和超級組網（超網）。

以下列表列出了支持子網劃分和超網功能的工業以太網 CPs：

• 6GK7343-1EX21-0XE0 V1.2 以上固件版本

• 6GK7343-1EX30-0XE0

• 6GK7343-1GX21-0XE0 V1.1 以上固件版本

• 6GK7343-1GX30-0XE0

• 6GK7343-1GX31-0XE0

• 6GK7343-1CX10-0XE0

• 6GK7343-1FX00-0XE0

• 6FL4343-1CX10-0XE0

• 6GK7443-1EX20-0XE0

• 6GK7443-1EX30-0XE0

• 6GK7443-1EX40-0XE0 V2.4 以上固件版本

• 6GK7443-1EX41-0XE0

• 6GK7443-1GX20-0XE0

• 6GK7443-1GX30-0XE0

以下集成有 PROFINET 接口的 CPU 支持子網劃分和超網功能：

• IM151-8(F) PN/DP CPU

• IM154-8(F) CPU

• CPU 314C-2PN/DP

• CPU315(F)-2PN/DP - V2.3 以上固件版本

• CPU317(F)-2PN/DP - V2.3 以上固件版本

• CPU319(F)-3PN/DP

• CPU412-2 PN

• CPU414(F)-3PN/DP

• CPU416(F)-3PN/DP

• CPU412-5H PN/DP

• CPU414-5H PN/DP

• CPU416-5H PN/DP

• CPU417-5H PN/DP

• S7-1200 CPUs - V1.0 以上固件版本

以下工業以太網 PC 模塊支持子網劃分和超網功能：

• CP1616 V2.0

• CP1604 固件版本從V2.0開始

• CP1613 (A2) 軟件從V7.1開始

• CP1623

• CP1628

• CP1612 和 IE General

由于老版本的工業以太網PC 模塊例如 ，CP1613 (A2)軟件版本<V7.1， CP1604 V1, CP1616 V1 和 CP1512 僅能組態“子網劃分"功能，不能在STEP 7 / NCM PC 中組態超網功能。因此此時STEP 7 / NCM PC 中會產生錯誤信息阻止（見圖5）。

支持TCP/IP 協議的工業以太網CP 模板或CPU，可以在 STEP7 硬件組態中設置IP 地址和相關的子網掩碼。該IP 地址和相應的子網掩碼可以在CP 模板或 CPU 的以太網接口的屬性窗口中設置。在硬件組態插入CP 模板或PNCPU 后，在它們的屬性窗口會得到下面的默認設置 (見圖01)。

• IP 地址: 192.168.0.1

• 子網掩碼: 255.255.255.0

圖 01

如果需要改變默認的 IP 地址和子網掩碼，需要了解某類網絡的 IP 地址和子網掩碼的關系，以下清楚描述了這些關系。

網絡的分類以及IP 地址和子網掩碼的對應關系:
原則上 IP 地址分為 5 類，從A～E。每一類都有自己的子網掩碼。如下表所示。

A 類網絡：
A 類的IP 地址以位0-...開始，例如 IP 地址范圍從0.x.x.x 到127.x.x.x。
子網掩碼標識一個子網的地址范圍信息。對于A 類網絡，*個字節，也就是頭 8 位對應 IP 地址的子網地址。所以 A 類網絡由以下的子網掩碼定義：255.0.0.0 = 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000。IP 地址的后3 個字節( 24 位)用于識別網絡上的主機。

A 類網絡按照下面方法計算子網個數：

• 28-1 = 27 = 126 個子網 (因為A 類 IP 地址以位0 開始，0.0.0.0 和 127.0.0.0 是不允許的。)

A 類網絡按照下面方法計算節點個數：

• 224 = 16 777 214 個計算機（x.0.0.0 -> 網絡地址和 x.255.255.255 ->廣播地址是不允許的。）

圖 02

B 類網絡:
B 類的IP 地址以位1-0-...開始，IP 地址范圍從128.0.x.x 到191.255.x.x。對于B 類網絡，頭兩個字節，也就是頭16位對應IP地址的子網地址。所以B 類網絡由以下的子網掩碼定義：255.255.0.0 = 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000。 IP 地址的后 2個字節(16位)用于識別網絡上的主機。

B類網絡按照下面方法計算子網個數：

• 216-2 = 214 = 16384 個子網 (因為B類IP地址以位1-0開始)

B類網絡按照下面方法計算節點個數：

• 216 = 65534 個計算機（x.x.0.0 -> 網絡地址和 x.x.255.255 ->廣播地址是不允許的。）

圖 03

C 類網絡:
C 類的IP地址以位1-1-0-...開始，IP 地址范圍從192.0.0.x 到223.255.255.x。對于C 類網絡，頭三個字節，也就是頭24位對應IP地址的子網地址。所以 C 類網絡由以下的子網掩碼定義： 255.255.255.0 = 1111 11111111 1111 1111 1111 0000 0000。IP地址的后 1個字節( 8位)用于識別網絡上的主機。

C 類網絡按照下面方法計算子網個數：

• 224-3 = 221 = 2 097 152 個子網 (因為 C 類 IP 地址以位1-1-0開始)

C 類網絡按照下面方法計算節點個數：

• 28 = 254 個節點（x.x.x.0 -> 網絡地址和 x.x.x.255 ->廣播地址是不允許的。）

圖 04

D 類子網:
D 類是用于網絡組播特殊地址。

劃分IP 地址的子網部分和節點部分得到以下結論：

• 對于節點部分，由于分配給計算機的地址范圍大，所以A 類網絡的節點數是大大多于C 類網絡的。

• 對于子網部分，由于子網地址少，A 類網絡的子網數是大大少于 C 類網絡的。

預留地址:

• A 類網絡地址 127.x.x.x 保留用于所有計算機的回環功能，即:
  所有*個字節為 127 的 IP 地址僅用于計算機的內部測試。

• zui后一個字節的255 被保留作為廣播地址。例如，地址 140.80.255.255 是一個對于 B 類網絡140.80.0.0 中所有計算機的一個廣播地址。

• 下列地址范圍保留用于私有網絡，所有這些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

以上解釋了 IP 地址和子網掩碼的分類的關系。另外，也可以通過“劃分子網"的方法來擴展子網掩碼。

子網劃分:
例如，在 A 類網絡中劃分子網，可以在 A 類的網絡中進一步劃分邏輯單元（子網）。例如 A 類網絡IP地址86.x.x.x，A 類網絡的子網掩碼是 255.0.0.0 (1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000)。通過擴展子網掩碼的 1 位，地址區間可以進一步劃分邏輯子網，那么子網掩碼為 255.128.0.0 (1111 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000)。

這意味著：

• 僅地址 86.0.0.1 到 86.127.255.254 可以相互直接通訊，即不通過路由器，因為這些計算機從子網掩碼后的*開始為相同的值 (這里 “0") 。

• 僅地址 86.128.0.1 到 86.255.255.254 可以相互直接通訊，即不通過路由器，因為這些計算機從子網掩碼后*開始為相同的值 (這里 “1") 。

• A 類網絡的計算機地址區域被分為 2 個子網。

結論:
通過擴展子網掩碼，可以把計算機的地址域劃分為多個邏輯單元（子網）。如上地址區域分為 2 個子網。因此通過增加更多的位，可以快速的增加子網的個數。

超級組網（超網）:
超級組網是把多個網絡通過部分相同的網絡共享組合成一個子網。超網在技術上和劃分子網相反，原則上把多個主機放在一個  IP 網絡。使用超網，共享主機增加，網絡類別減少。
以 C 類網絡 192.168.178.0 為例 。子網掩碼是 255.255.255.0 (1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000)。現在增加兩位作為主機共享。子網掩碼就是 255.255.252.0 (1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000 0000).

• 分配的zui低網絡 IP 地址是：
  192.168.176.1 (1111 1111.1111 1111. 1011 0000. 0000 0001)

• 分配的zui高網絡 IP 地址是：
  192.168.179.254 (1111 1111.1111 1111. 1011 0011. 1111 1110)

• 從 192.168.176.1 到 192.168.179.254 可以不經過路由互相通訊。

要求:
“超網"的使用要求網絡中的模塊支持"無類域間路由 (CIDR) 功能。

注意:
若在 STEP 7 中組態的模塊不支持子網或超網功能，使用該功能將會在 STEP 中產生錯誤信息 (見圖 05 “STEP 7 錯誤信息")。

圖 05

圖 06

STEP 7 在線幫助給出下列信息。

SCALANCE W700 的網絡接入點既可用于工業應用，也可用于對氣候要求苛刻的戶外應用。并提供有可經濟集成在機柜中或設備中的型號。產品提供有可靠的無線連接、冗余機制，以及快速的網絡接入點節點間傳輸（漫游）。這樣就可以對過程進行監測，避免停產所帶來的生產損失。

　　工業無線局域網 (IWLAN) 還可用于對時間要求嚴格的生產自動化應用 (PROFINET) 或安全信號應用 (PROFIsafe)。

　　由于具有高防護等級（蕞高防護等級 IP65）和寬溫度范圍 (-40 °C ~ +70 °C)，這些網絡接入點還適用于戶外使用。SCALANCE W 產品不含硅樹脂，因此可用于噴漆廠。

SCALANCE W700 的網絡接入點既可用于工業應用，也可用于對氣候要求苛刻的戶外應用。并提供有可經濟集成在機柜中或設備中的型號。產品提供有可靠的無線連接、冗余機制，以及快速的網絡接入點節點間傳輸（漫游）。這樣就可以對過程進行監測，避免停產所帶來的生產損失。

　　工業無線局域網 (IWLAN) 還可用于對時間要求嚴格的生產自動化應用 (PROFINET) 或安全信號應用 (PROFIsafe)。

　　由于具有高防護等級（蕞高防護等級 IP65）和寬溫度范圍 (-40 °C ~ +70 °C)，這些網絡接入點還適用于戶外使用。SCALANCE W 產品不含硅樹脂，因此可用于噴漆廠。

　　使用 RCoax 電纜（輻射電纜）時，在輸送機系統和所有軌道應用系統（例如，存儲和檢索系統，懸浮的單軌）中的操作尤為可靠。

　　應用實例：

　　自動導向車輛系統和懸掛式單軌鐵路；

　　防止磨損，數據以無線方式傳輸至車輛，可以高度靈活地選擇交通路線。也可以通過 IWLAN 來傳輸 PROFIsafe。

　　起重機：

　　高度靈活性，可與移動裝置進行數據通訊，與位置無關

　　移動控制臺；

　　經由 IWLAN 與移動裝置進行數據通訊，過程控制可靠；從而根據人員數量決定操作員面板的數量，而與控制點的多少無關。

　　無線接入現場設備，進行組態和測試

　　客運交通系統；

　　乘客信息系統中的數據傳輸，例如，在控制中心和公交汽車或火車之間傳輸高品質視頻流

　　隧道應用；

　　通過使用 MIMO 技術，設備可以更好地處理多路徑傳播，因此確保了無線鏈路的可靠性。

　　實現與移動站（例如移動控制器和設備）、自動倉儲系統、輸送系統、輸送帶、回轉機器

　　無線耦合通訊網段和遠距離橋接，適用于在電纜布線成本昂貴的情況下快速調試，經濟組網（例如公路網、河流、湖泊、鐵路等）

　　使用 AeroScout 的 WLAN 標簽和本地化軟件對人員和機器進行本地化

　　功能

　　通過一個單一的網絡接入點（基礎設施模式），即可實現簡單的無線鏈路。網絡接入點提供有一個工業以太網接口，用于連接無線網絡。諸如移動控制器或 Field PG 等節點都可在無線電鏈路中自由移動，相互之間通過網絡接入點交換數據。

　　如果只有一個網絡接入點的無線鏈路（無線電單元）不夠，則還可通過其它網絡接入點擴展。但應確保每個無線單元之間相互重疊，以便移動用戶可無縫通過網絡接入點（漫游）。這對于應用程序來說是透明的。網絡接入點必須能夠通過工業以太網或無線分配系統（WDS）交換數據。

　　如果網絡接入點無法通過有線連接來連接工業以太網（例如沒有數據線電纜橋架），必須選擇“無線分配系統"運行模式。在這種情況下，一個 SCALANCE W700 網絡接入點通過 WDS 可和幾 個沒有通過直接有線連接到數據網絡的其它網絡接入點進行通訊。遠程定向天線可用于實現室外數千米的傳輸范圍。

　　除了可靠的無線鏈路，SCALANCE W700 網絡接入點也支持 IT 機制：

　　IEEE 802.11a/b/g/n 標準（適用于不同頻段）

　　IEEE 802.11e 標準（適用于無線多媒體 (WMM)）

　　IEEE 802.11i，用于安全防護

　　使用快速生成樹協議構建冗余網絡 (RSTP)

　　虛擬網絡 (VLAN)（例如）邏輯上可以分隔成（例如）不同的用戶組

　　發送 SCALANCE W 設備的日志項到 Syslog 服務器

　　現代信息安全機制（例如，IEEE 802.1x、RADIUS、EAP 等網絡安全機制）

　　信息安全

　　通過 WPA2/IEEE 802.11i 機制取得較高數據安全性。它們定義了*的程序，來控制整個 128 位碼的正常交換，并可執行節點的接入檢查（驗證）。根據*加密標準 (AES) 進行數據加密。

　　訪問設備 (HTTPS) 時訪問被加密，安全登錄 (SSH) 得以保證。如果 SCALANCE S 需要組合使用某個信息安全方案，則采用虛擬用網 (VPN) 可以提高信息安全水平。

　　iFeatures（僅限于結合使用 KEY-PLUG）

　　iPCF（工業點協調功能）：

　　對于要求具有實時功能以及可預測的響應時間（確定性響應）的應用，iPCF 模式是一個很好的選擇，甚至在移動節點從一個接入點漫游到下一個接入點時也是如此。從而可保證很好地支持無線 PROFINET IO 以及安全信號（例如急停）可集成在射頻鏈路。這意味著即使是視頻信號也可以在移動節點之間高質量傳輸。iPCF 機制是 IEEE 802.11 標準的擴展，必須在客戶機模塊和網絡接入點上都可用。在使用 iPCF 的無線電鏈路中，沒有符合標準IEEE 802.11的站可以運行。

　　建議將 iPCF 用于無線網絡節點沿著預定義路徑（例如，懸掛式單軌）移動的應用中。為此，必須使用 RCoax 輻射電纜或定向天線。

　　將 iPCF 漫游機制與 SCALANCE W774-1 RJ45 和 KEY-PLUG 結合使用，在自動引導車輛系統中實現鏈接。

　　iPCF-MC（iPCF 管理通道） 1) ：

　　iPCF-MC 可以視作 iPCF 的進一步發展。如果也支持 iPCF-MC 的 IWLAN 站在無線電鏈路中自由移動（特別是在使用全向天線時）并且將確定性地交換數據，則應使用這個模式。只有配合使用具備兩個無線接口和 KEY-PLUG 的接入點才能實現該功能。

　　iREF（工業范圍擴展功能）：

　　工業接入點的范圍（例如，在用于基于通路的應用時）具備極大的重要性。目前，采用 iREF 可以調整無線接口的各種天線在不同方向的特性。據此，一個接收點即可覆蓋更長的通路或者更大的區域，從而減少所使用的通道數量和接入點數量。

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　　使用 RCoax 電纜（輻射電纜）時，在輸送機系統和所有軌道應用系統（例如，存儲和檢索系統，懸浮的單軌）中的操作尤為可靠。

　　應用實例：

　　自動導向車輛系統和懸掛式單軌鐵路；

　　防止磨損，數據以無線方式傳輸至車輛，可以高度靈活地選擇交通路線。也可以通過 IWLAN 來傳輸 PROFIsafe。

　　起重機：

　　高度靈活性，可與移動裝置進行數據通訊，與位置無關

　　移動控制臺；

　　經由 IWLAN 與移動裝置進行數據通訊，過程控制可靠；從而根據人員數量決定操作員面板的數量，而與控制點的多少無關。

　　無線接入現場設備，進行組態和測試

　　客運交通系統；

　　乘客信息系統中的數據傳輸，例如，在控制中心和公交汽車或火車之間傳輸高品質視頻流

　　隧道應用；

　　通過使用 MIMO 技術，設備可以更好地處理多路徑傳播，因此確保了無線鏈路的可靠性。

　　實現與移動站（例如移動控制器和設備）、自動倉儲系統、輸送系統、輸送帶、回轉機器

　　無線耦合通訊網段和遠距離橋接，適用于在電纜布線成本昂貴的情況下快速調試，經濟組網（例如公路網、河流、湖泊、鐵路等）

　　使用 AeroScout 的 WLAN 標簽和本地化軟件對人員和機器進行本地化

　　功能

　　通過一個單一的網絡接入點（基礎設施模式），即可實現簡單的無線鏈路。網絡接入點提供有一個工業以太網接口，用于連接無線網絡。諸如移動控制器或 Field PG 等節點都可在無線電鏈路中自由移動，相互之間通過網絡接入點交換數據。

　　如果只有一個網絡接入點的無線鏈路（無線電單元）不夠，則還可通過其它網絡接入點擴展。但應確保每個無線單元之間相互重疊，以便移動用戶可無縫通過網絡接入點（漫游）。這對于應用程序來說是透明的。網絡接入點必須能夠通過工業以太網或無線分配系統（WDS）交換數據。

　　如果網絡接入點無法通過有線連接來連接工業以太網（例如沒有數據線電纜橋架），必須選擇“無線分配系統"運行模式。在這種情況下，一個 SCALANCE W700 網絡接入點通過 WDS 可和幾 個沒有通過直接有線連接到數據網絡的其它網絡接入點進行通訊。遠程定向天線可用于實現室外數千米的傳輸范圍。

　　除了可靠的無線鏈路，SCALANCE W700 網絡接入點也支持 IT 機制：

　　IEEE 802.11a/b/g/n 標準（適用于不同頻段）

　　IEEE 802.11e 標準（適用于無線多媒體 (WMM)）

　　IEEE 802.11i，用于安全防護

　　使用快速生成樹協議構建冗余網絡 (RSTP)

　　虛擬網絡 (VLAN)（例如）邏輯上可以分隔成（例如）不同的用戶組

　　發送 SCALANCE W 設備的日志項到 Syslog 服務器

　　現代信息安全機制（例如，IEEE 802.1x、RADIUS、EAP 等網絡安全機制）

　　信息安全

　　通過 WPA2/IEEE 802.11i 機制取得較高數據安全性。它們定義了*的程序，來控制整個 128 位碼的正常交換，并可執行節點的接入檢查（驗證）。根據*加密標準 (AES) 進行數據加密。

　　訪問設備 (HTTPS) 時訪問被加密，安全登錄 (SSH) 得以保證。如果 SCALANCE S 需要組合使用某個信息安全方案，則采用虛擬用網 (VPN) 可以提高信息安全水平。

　　iFeatures（僅限于結合使用 KEY-PLUG）

　　iPCF（工業點協調功能）：

　　對于要求具有實時功能以及可預測的響應時間（確定性響應）的應用，iPCF 模式是一個很好的選擇，甚至在移動節點從一個接入點漫游到下一個接入點時也是如此。從而可保證很好地支持無線 PROFINET IO 以及安全信號（例如急停）可集成在射頻鏈路。這意味著即使是視頻信號也可以在移動節點之間高質量傳輸。iPCF 機制是 IEEE 802.11 標準的擴展，必須在客戶機模塊和網絡接入點上都可用。在使用 iPCF 的無線電鏈路中，沒有符合標準IEEE 802.11的站可以運行。

　　建議將 iPCF 用于無線網絡節點沿著預定義路徑（例如，懸掛式單軌）移動的應用中。為此，必須使用 RCoax 輻射電纜或定向天線。

　　將 iPCF 漫游機制與 SCALANCE W774-1 RJ45 和 KEY-PLUG 結合使用，在自動引導車輛系統中實現鏈接。

　　iPCF-MC（iPCF 管理通道） 1) ：

　　iPCF-MC 可以視作 iPCF 的進一步發展。如果也支持 iPCF-MC 的 IWLAN 站在無線電鏈路中自由移動（特別是在使用全向天線時）并且將確定性地交換數據，則應使用這個模式。只有配合使用具備兩個無線接口和 KEY-PLUG 的接入點才能實現該功能。

　　iREF（工業范圍擴展功能）：

　　工業接入點的范圍（例如，在用于基于通路的應用時）具備極大的重要性。目前，采用 iREF 可以調整無線接口的各種天線在不同方向的特性。據此，一個接收點即可覆蓋更長的通路或者更大的區域，從而減少所使用的通道數量和接入點數量。