《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全仿真技術(shù)》課件- 014-S7通信過程仿真

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全仿真技術(shù)IndustrialInternetSecuritySimulationTechnology《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全仿真技術(shù)》課程組GYHLWAQFZJS-014第三章

S7協(xié)議工作過程仿真S7通信過程仿真目錄/Contents01西門子S7通信場景02S7協(xié)議通信特點03S7PDU04S7協(xié)議通信方式一、西門子S7通信場景一、西門子S7通信場景西門子設(shè)備使用多種不同現(xiàn)場總線協(xié)議，例如：MPI、Profibus、IE、Profinet等。大多數(shù)情況下，西門子通信遵循傳統(tǒng)的主從模式(master-slave)或者CS模式(client-server

)。PC（master/client）將S7請求發(fā)送到現(xiàn)場設(shè)備（slave/server)。二、S7協(xié)議通信特點二、S7協(xié)議通信特點S7通訊服務(wù)集成在所有SIMATICS7控制器中屬于ISO參考模型第7層(應(yīng)用層)的服務(wù)采用客戶端-服務(wù)器原則(Client-Server-Principle)，服務(wù)器只能被訪問適用于所有的SIMATIC子網(wǎng)(MPI,PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng))在系統(tǒng)組態(tài)期間為S7通訊建立S7連接，S7連接屬于靜態(tài)連接可以與同一個通訊伙伴建立多個連接二、S7協(xié)議通信特點S7基本通信服務(wù)的優(yōu)點：不需要配置通信連接。數(shù)據(jù)傳輸可以是動態(tài)的和可變化的。發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)是連續(xù)的通過CPU中的S7程序可以控制連接資源?？蛻舳?服務(wù)器或客戶端/客戶端通信方式都允許使用。二、S7協(xié)議通信特點S7基本通信服務(wù)的缺點：S7基本通信服務(wù)只能在相似的SIMATIC架構(gòu)中使用。只有少量數(shù)據(jù)能被傳輸三、S7PDU三、S7PDU協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（ProtocolDataUnit）是指對等層次之間傳遞的數(shù)據(jù)單位。物理層的PDU是數(shù)據(jù)位（bit），數(shù)據(jù)鏈路層的PDU是數(shù)據(jù)幀（frame），網(wǎng)絡(luò)層的PDU是數(shù)據(jù)包（packet），傳輸層的PDU是數(shù)據(jù)段（segment），其他更高層次的PDU是報文（message）。1、PDU（協(xié)議數(shù)據(jù)單元）三、S7PDUS7協(xié)議TCP/IP實現(xiàn)依賴于面向塊的ISO傳輸服務(wù),S7協(xié)議包含在TPKT和ISO-COTP協(xié)議中，允許PDU（協(xié)議數(shù)據(jù)單元）通過TCP承載。ISOoverTCP通信定義在RFC1006中，ISO-COTP定義在RFC2126其是基于ISO8073協(xié)議（RFC905）。該結(jié)構(gòu)如下圖。1、PDU（協(xié)議數(shù)據(jù)單元）

S7協(xié)議是面向功能/命令的，這意味著傳輸由S7請求和適當(dāng)?shù)膽?yīng)答組成（極少數(shù)例外）。在連接建立期間協(xié)商并行傳輸?shù)臄?shù)量和PDU的最大長度。S7PDU由三個主要部分組成：（1）頭(Header)：包含長度信息，PDU參考和消息類型常量（2）參數(shù)(Parameters)：內(nèi)容和結(jié)構(gòu)根據(jù)PDU的消息和功能類型而有很大差異（3）數(shù)據(jù)(Data)：該數(shù)據(jù)是一個可選字段來攜帶數(shù)據(jù)，例如存儲器值，塊代碼，固件數(shù)據(jù)等。三、S7PDU2、S7PDU組成部分3、設(shè)置通信在可以交換任何其他消息之前，在每個會話開始時會發(fā)送該消息對。它用于協(xié)商Ack隊列的大小和最大PDU長度，雙方都聲明其支持的值。Ack隊列的長度決定了可以在沒有確認(rèn)的情況下同時啟動的并行作業(yè)的數(shù)量。PDU和隊列長度字段都是大端。三、S7PDU四、S7協(xié)議通信方式四、S7協(xié)議通信方式S7通信支持兩種方式：（1