Ethernet, Internet IPv4 und IPv6

In diesem Kapitel werden die wichtigsten Kommunikationsprotokolle Ethernet, Internetprotokolle IPv4 und IPv6, sowie die Transportation Protokolle TCP und UDP besprochen. Das Protokoll Ethernet TCP/IP ist einer der wichigsten Protokollstacks in der Automatisierungstechnik und somit in der Systemintegration von vertikalen und horizontalen Kommunikationsstrukturen ausschlaggebend. Das Ethernet TCP/IP und Ethernet UDP/IP (User Datagram Protocol) belegen jeweils die ersten 4 Schichten des OSI Modells. Beide Protokolle sind auch eine wichtige Basis für die echtzeitfähigen Feldbussen, die auf Ethernet basieren. Diese Feldbusse (Protokolle), EtherNet/IP (Industrial Protocol), EtherCAT, PROFINET, Modbus TCP, CC Link, IO-Link sowie OPC UA befinden sich in der Anwendungsschicht 7 des OSI Modells. Teilweise sind dies Feldbusse auch im Rahmen des CIP (Common Industrial Protocol) implementiert. In diesem Zusammenhang werden der Ethernet II Frame und 3 weitere Ethernet Frames als grundlegende Kommunikationsstruktur, die Internetprotokolle IPv4 und IPv6, die Transportationprotokolle TCP und UDP detailliert diskutiert. Weiterhin werden die Protokolle IPv4 und IPv6 gegenübergestellt, insbesondere auch was deren Sonderadressen anbelangt. Ebenso wird die Implementierung der beiden Internetprotokolle und deren Handhabung im Protokollstack eingehend erläutert. Echtzeitanforderungen und Algorithmen zur Kollisionsvermeidung CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) sind ebenso Thema dieses Kapitels wie Betrachtungen zur Leistungsfähigkeit des Ethernet TCP/IP im Zusammenhang mit Flusssteuerung, Staukontrolle und Kollisionsmechanismen. Als Zusammenfassung dieses Kapitels wir auf die Protokollsuite TCP/IP eingegangen.