以太网： 企业内部互联网(Intranet)，外部互联网(Extranet)，以及国际互联网(Internet)，工业以太网基于IEEE 802.3 (Ethernet)
标准的以太网（10Mbit/s）、快速以太网（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网
网线规格：屏蔽双绞UTP/非屏蔽双绞STP,MDI/MDI-X直通线/交叉线功能自动转换，10/100Mbit/s用5类/100欧姆网线；100Mbit/s用6类/100欧姆网线；距离<100米
单片机的集中控制与网络控制模式：
工业以太网：
基于TCP/IP实现：Mobus/TCP和Ethernet/IP等协议，这种方式的数据传输实时性不高。
以太网方式：传输控制信号的过程数据则使用专门的协议传输，使用这种方式的有EthernetPowerlink,PROFINetRT和中国的EPACEthernetforPlantAutomation)等协议。可以实现较高的实时性。
修改以太网方案：使用专门的硬件处理数据，使得响应时间小于1ms，它的实时数据和非实时数据也是分开传输的，彻底避免数据报文冲突，使用这种方式的有SERCOS-III,PROFINetIRT和EtherCAT（目前最快）等协议。
工业控制领域的以太网技术（不同点：在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性、本质安全性），
10/100M 自适应传输速率，经典以太网不提供延迟和带宽保证。
冗余24VDC 供电
简单的机柜导轨安装
方便的构成星型（双绞，光纤或无线系统，有一个有源主机）、总线型（同轴电缆）和环型
拓扑结构用于严酷环境的网络元件，通过EMC 测试
通过带有RJ45 技术、工业级的Sub-D 连接技术和安装专用屏蔽电缆的Fast Connect连接技术，确保现场电缆安装工作的快速进行
简单高效的信号装置不断地监视网络元件
可使用基于web 的网络管理
安全性：对实时性、可靠性、安全性和数据完整性有很高的要求。
周期信息的传输通常具有顺序性要求，而非周期信息有优先级要求，如报警信息是需要立即响应的。
使用两级防火墙：一个用以隔离内部不合法网络，另一个用于外部。
加密：对称加密由于密码分发的安全性问题（速度快），又因为工业现场一般为周期性的短消息所以可以用安全性更高的非对称加密。
构建冗余网络的主要方式主要有以下几种，STP、RSTP；
环网冗余RapidRingTM以及Trunking
相关主要协议：HSE(High Speed Ethernet)、Modbus TCP/IP、ProfINet、Ethernet/IP
Modbus TCP/IP：面向连接（TCP),呼叫/应答的机制与Modbus的主/从机制相互配合，使交换式以太网具有很高的 确定性，利用TCP/IP协议，通过网页的形式可以使用户界面更加友好.在设备中嵌入Web服务器，就可以将Web浏览器作为设备的操作终端.施耐德申请注册了专用的502端口。
ProflNet
德国西门子于2001年发布了该协议，它是将原有的Profibus与互联网技术结合，形成了ProfiNet的基于组件对象模型(COM)的分布式自动化系统/分布式智能控制。通信功能的实现是基于传统的Ethernet通信机制（如TCP或UDP），同时又采用RPC和DCOM机制进行加强。PROFInet根据不同的应用场合定义了三种不同的通信方式：使用TCP/IP的标准通信；实时RT（Real-time）通信和同步实时IRT通信。
PROFInet中规定了基于以太网层2的优化实时通信通道，该方案极大地减少了通信栈上占用的时间，提高了
自动化数据刷新方面的性能；网络中传输数据也进行了优化，系统对实时应用的响应时间可以
缩短到5～10ms。对运动同步控制提供对100个节点响应时间低于
1ms的同步实时（IRT）通信；在同步运动控制场合采用PROFInet提供的IRT通信，系统性能将比采用
现场总线方案提升近100倍。
Ethernet/IP：
是适合工业环境应用的协议体系，采用和Devicenet以及ControlNet相同的应用层协议CIP（用标准的Ethernet和TCP/IP技术传送），基于socket的IP包通讯。
EtherCAT：是由德国
倍福定义。
EtherCAT技术协会（ETG )，EtherCAT在Ethernet（Ethernet的框架本身是*对等的通讯网络，是不存在Host & Slave）上建立了
Host & Slave模式。主站（可以用一般PC机，开发方式：主站的开发有两种模式，一个是付费的商业化解决方案，比如倍福官方提供的利用BeckhoFF公司开发的TWinCAT(the windows control and automation technology)组态软件来实现），还有其它公司的解决方案，但都是国外的。另一个就是开源的etherlabmaster，基于linux,这个库总的来说用起来还算稳定）。一般使用CPU+MAC+Stack SW实现而从站一般使用FPGA（EtherCATIP核的目的是用来支持更广泛的FPGA应用）实现来确保实时性。一个完整的EtherCAT系统可以分为主站和从站两个部分，主站使用标准以太网设备传输数据，从站使用专用的控制芯片处理数据，支持线形、树形或星形等多种拓扑结构，具有超高的性能、灵活性和成本优势。
参考文章
其实时性是依靠压缩Ethernet的1到4层（或1到6层）去掉对等性，优化冗余的通讯及通过对Slave端采用了硬件解包的方法，统一了Slave的通讯层，将应用层的交互直接映射到数据空间之中，定义不同的Slave端的数据空间来建立不同的Slave功能，只要将不同的数据空间定义告知Host端（采用设备xml文件描述），便可实现有效且高效的实时通讯。
书籍：《工业以太网现场总线EtherCAT驱动程序设计及应用》@ET1100
EtherCAT Slave Controller推广比较好的有MicroChip的Lan9252/LAN8595和BeckOff的ET1100ET1100无内建PHY，订货交期长久，但是有E-BUS，LAN9252有内建PHY，但是呢，它的SPI SLAVE程式很不好用，大部分又是民品级的，唯一一个工业级的封装又很难焊接，亚信ASIX就是基于这个目的设计开发了AX58100。
TSN为实时以太网（指时间敏感型网络））提供了一条新的途径。
PowerLink：非对等网络，在MAC层上定义了新的type类型，同时引入新的硬件定时器（Timer）来确保实时性
其它：
总线仲裁：CAN采用优先级方式，TCP/IP采用CSMA/CD机制，而RS-485则采用主机轮询的机制，所谓的总线仲裁机制就是解决总线竞争产生的冲突的解决办法。
软实时和硬实时：在软实时系统中系统的宗旨是使各个任务运行得越快越好，并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成。在硬实时系统中，各任务不仅要执行无误而且要做到准时。大多数实时系统是二者的结合，标准应用的响应时间<=5ms
IEEE1588 V2能达到亚微妙级的精度，PTP是MAC里的一个模块，如果要达到纳秒级，对硬件的时钟频率、电气、机械特性要求更高。
IEC611_58国际标准建立的目的是将现存的多种总线标准统一成一款通用的标准。
lwIP和uIP都是免费的TCP/IP解决方案，果性能、特性要求苛刻，建议使用商用版本，如micium TCP/IP, Oryx TCP/IP等等，但是这些涉及license。
单片机以太网连接方法：
1 MCU+MAC+PHY，其中成熟方案有ENC28J60， CS8900A，DM9000，当然也有像STM32F107这类（内部自带MAC）+PHY等方案.单片机LWIP占用资源效率低。安全性无保证；
2 MCU+硬件协议栈芯片（内含MAC和PHY），WIZnet首次提出，并成功推出以太网系列芯片：W5100、W5200、W5300和W5500，硬件化的逻辑门电路来处理TCP/IP协议是不可攻击的，也就是说网络攻击和病毒对它无效，不可避免的硬件化的协议栈相对来说失去了软件协议栈那样的灵活性。目前只支持4个/8个Socket，不能随时开启更多Socket。
网卡(NIC)英文名Network Interface Card：是将PC机和LAN连接的网络适配器。将PC发送的数据进行串行数据进编码(10M以太网使用曼切斯特码,100M 以太网使用差分曼切斯特码)，接收数据相反。不是以流而是以帧的方式进行传输的，常见类型有PCI-E/PCMCIA/USB网口等。
网口组成：MCU+MAC（Media Access Layer，媒体访问层）+MII/RMII接口+PHY（指物理层&收发器,实现CSMA/CD的部分功能.）+RJ45(带网络变压器) 以太网知识2：Mac与Phy组成原理的简单分析
MII接口：25MHZ,14跟信号线；
RMII接口：7跟信号线(50Mhz)
SMII:思科定义的接口4根线（125MHZ)
GMII采用8位接口数据,工作时钟125MHz,因此传输速率可达1000Mbps.同时兼容MII所规定的10/100 Mbps工作方式
带网络变压器的RJ45的网络变压器的作用：1 适配不同的PHY芯片电压（1.8V2.5V//3.3V) 2 隔离抗干扰，防雷击(耐2KV~3KV的电压) 3 信号增强提高传输距离。中心抽头有接不同电压的电源有的通过电容入地的原因是PHY芯片UTP口的驱动类型决定的：电压驱动就要接电源，电流驱动型就通过电容入地。
新的PHY支持AUTO MDI-X功能:交叉线和直连线自动转换，.这项技术已经被广泛的应用在交换机和SOHO路由器。
SSL：（Secure Socket Layer，安全套接字层），位于可靠的面向连接的网络层协议和应用层协议之间的一种协议层。SSL通过互相认证、使用数字签名确保完整性、使用加密确保私密性，以实现客户端和服务器之间的安全通讯。该协议由两层组成：SSL记录协议和ＳＳＬ握手协议。
TLS：(Transport Layer Security，传输层安全协议)，用于两个应用程序之间提供保密性和数据完整性。该协议由两层组成：TLS记录协议和TLS握手协议。
SSL是Netscape开发的专门用户保护Web通讯的，目前版本为3.0。最新版本的TLS 1.0是IETF(工程任务组)制定的一种新的协议，它建立在SSL 3.0协议规范之上，是SSL 3.0的后续版本。两者差别极小，可以理解为SSL 3.1，它是写入了RFC的
STM32与工业以太网：2017年5月9日 ——意法半导体的STM32™生态系统结合Hilscher的netX控制芯片的多协议灵活性。双方的合作成果是I-NUCLEO-NETX扩展板和I-CUBE-NETX软件。扩展板可与所有的STM32 Nucleo-64或STM32 Nucleo-144开发板配合使用。netX 52控制器支持所有的实时以太网协议标准和演进标准，包括EtherCAT、PROFINET、EtherNet、Ethernet/IP、POWERLINK、CC-Link IE、Modbus TCP和SERCOS III。netX 52控制器还支持CANopen等现场总线标准和时间敏感网络(TSN)等新兴标准，以及OPC-UA和MQTT云数据交换标准，这些特性使其适用于工业物联网(IIoT)。
浙江中控公司
