PROFINET协议解析-DCP
目录
一 设置 Set（请求）
二 设置Set（应答）
三 识别 Identify（请求）
四 识别 Identify（应答）
DCP全称Discovery and basic Configurat10n Protocol，发现和配置协议，如图1所示，其工作在OSI七层中的第二层-数据链路层，所以主要的识别站点的ID就是MAC地址。DCP在PROFINET中设置（Set），识别（ldentify），Hello，获取（Get）四大功能。下面将以Set和Identify为例分别介绍。
图1 OSI模型
一 设置 Set（请求）
配置的内容主要是网络参数和辅助功能，包括IP地址，子网掩码，网关，设备名称，闪烁识别等。下面以设置设备名称为例进行帧分析。设备名称类似于以太网的域名，相比较而言，域名是国际唯一的，而设备名称只要保证在你的控制网络中唯一即可；域名通过DNS解析为IP地址，而设备名称与MAC地址相绑定，都是为了更好的记忆和使用通信网络。
表1 链路层帧
|
FrameControl |
DST |
SDR |
BSSID |
Seq |
QOS |
LT |
FrameID |
DCPDU |
Pad |
CRC |
表2 DCPDU结构
|
ServiceID |
ServiceType |
Xid |
0000 |
DCPLength |
SetReqBlock |
设置请求块结构（SetReqBlock）
表3 SetReq块结构
|
DeviceProperties Option, |
SuboptionName OfStation |
DCPBlocklength, |
BlockQuabfie, |
NameOfStation Value |
根据以上结构，我们以IS620F设备名称为例，拼接一个DCP分配设备名称的数据帧：
条件：源MAC地址（上位机或PLC）：28-30-11-02-11-01
目的MAC地址：08-62-74-99-10-01
设备名称：IS620F
不带VLAN标签
|
08 |
62 |
74 |
99 |
10 |
01 |
28 |
30 |
11 |
02 |
|
11 |
01 |
88 |
92 |
FE |
FD |
04 |
00 |
00 |
00 |
|
01 |
00 |
00 |
00 |
00 |
0C |
02 |
02 |
00 |
08 |
|
00 |
01 |
49 |
53 |
36 |
32 |
30 |
46 |
通过上述帧即可永久设置设备名称，其他参数设置类似，具体参考GBZ 25105.2-2010
二 设置Set（应答）
发送请求帧后，接收返回的数据。设备会根据向请求的mac地址设备返回相应的数据信息。既然是响应就有成功与失败两种情况，PN在blockErr中详细规定了响应的情况。
以太网帧结构同上。
Set应答帧结构：
表4 SetRes帧
|
ServiceID |
ServiceType |
Xid |
Padding |
DCPDataLen |
SetResBlock |
SetResBlock帧结构：
表5 SetRes块
|
Control |
SubOption |
DCPBlockLen |
NameOfStation |
BlockErr |
条件：以文章一的请求为例进行应答
|
28 |
30 |
11 |
02 |
11 |
01 |
08 |
62 |
74 |
99 |
|
10 |
01 |
88 |
92 |
FE |
FD |
04 |
01 |
00 |
00 |
|
01 |
00 |
00 |
00 |
08 |
05 |
04 |
00 |
03 |
02 |
|
02 |
00 |
00 |
三 识别 Identify（请求）
Identify主要是用来扫描网络中的PN设备，所以该帧只需要源MAC地址就可以了，目标地址一般为广播MAC，所有接收到该帧的设备包括控制器都进行应答，就可以知到网络中的设备信息，为后续建立连接做准备。
Identify有两种，一种是带过滤器的帧，毕竟多了过滤的功能，所以结构会更复杂，这里以不带过滤器的帧展开，即向所有的设备发送广播。
以太网链路层帧结构：
表6 链路层帧结构
|
FrameControl |
DST |
SDR |
BSSID@ |
Seq@ |
QOS@ |
LT |
FrameID |
DCPDU |
Pad |
CRC |
@为可选
Identi-ALL DCPDU结构：
表7 DCP-Identi-ALL结构
|
ServiceID |
ServiceType |
Xid |
Response DelayFactor |
DCPData Length |
AllSelector Type |
DCPBlocklength |
条件：
扫描网络中所有设备
扫描主机mac：28-30-11-02-11-01
|
01 |
0E |
CF |
00 |
00 |
00 |
28 |
30 |
11 |
02 |
|
11 |
01 |
88 |
92 |
FE |
FE |
05 |
00 |
00 |
00 |
|
01 |
00 |
00 |
01 |
00 |
04 |
FF |
FF |
00 |
00 |
四 识别 Identify（应答）
这里的应答不再详述，扫描所有的设备，设备会应答所有的数据，包括IP，设备名称，厂家信息，mac地址，设备别名等。具体可以参考国标。
本篇文章只是起到一个引导使用国标的作用，具体的各种帧情况并未这里详述。毕竟牵扯到了以太网，就有各种各样复杂的网络状况和拓扑，这些内容只能在数据帧中进行限制，这在很大程度上提提高了网络帧结构的复杂性，内容也很多，比如VLAN，路由，交换机，PC，IO设备等常用的网络设备，协议上包括常用LLDP，SNMP，MRP等，它们工作在符合CC-A的标准上，在PN中也可以烁识RT_CLASS_1，还有为了保证实时RT_CLASS_3，CC-C上的IRT等等。为了实现更好的过渡，下一篇文章计划在这片基础上进行实践，演示抓包工具或管理型交换机抓包，分析实际网路上的数据帧，更贴近实际使用情况。下下篇文章将开启第二部分，profinet的过程数据帧分析。
2020-12-12
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