本书共11章，内容包括高可用性自动化网络的定义，网络介质冗余协议，分布式网络冗余协议，并行网络冗余协议，实时以太网拓扑发现与故障诊断，功能安全通信技术，信息安全技术和安全测试技术等。每章均介绍了原理、设计、方法、系统和测试，系统性和实用性强。
本书适合计算机专业的高年级本科生、硕士研究生和教师阅读，也可供公司、企业技术人员和自动化网络技术领域中的研究人员参考。
样章试读
目录
- 前言
第1章 高可用性自动化网络概述
1.1 工业自动化网络发展现状
1.1.1 EPA标准的现状与技术特点
1.1.2 基金会现场总线简介
1.1.3 PROFIBUS简介
1.2 工业自动化网络面临的问题
1.3 高可用性自动化网络的基本概念
1.3.1 可靠性、可用性的相关定义
1.3.2 性能指标及功能描述
1.3.3 高可用性自动化网络系统结构图
1.4 高可用性自动化网络冗余技术概述
1.5 高可用性自动化网络功能安全通信技术概述
1.5.1 功能安全通信的定义
1.5.2 功能安全通信和高可用性
1.5.3 黑色通道的概念
1.5.4 通信故障和安全通信技术的关系
1.5.5 功能安全通信过程
1.6 高可用性自动化网络信息安全技术
1.6.1 高可用性自动化网络安全威胁
1.6.2 高可用性自动化网络信息安全技术
1.6.3 高可用性自动化网络安全分析
1.6.4 信息安全技术和安全测试的关系
1.7 本章小结
参考文献
第2章 高可用性EPA交换机设计
2.1 高可用性EPA交换机的功能需求
2.2 EPA交换机硬件结构设计
2.3 EPA交换机硬件各模块电路设计
2.3.1 微处理器电路设计
2.3.2 存储器电路设计
2.3.3 JTAG接口电路设计
2.3.4 系统时钟电路和复位电路设计
2.3.5 MAC交换控制器电路设计
2.3.6 EEPROM电路设计
2.3.7 PHY物理层收发器电路设计
2.3.8 电源电路设计
2.4 EPA交换机底层驱动模块的设计与开发
2.4.1 BSP模块的开发与实现
2.4.2 SSP模块的开发
2.4.3 定时器驱动模块的开发
2.5 高可用性EPA交换机测试
2.5.1 温湿度测试
2.5.2 硬件电磁兼容抗扰度性能测试
2.6 本章小结
参考文献
第3章 MRP协议的研究与开发
3.1 概述
3.2 MRP协议架构
3.2.1 网络拓扑结构图
3.2.2 协议栈结构
3.2.3 EPA-MRP工作流程
3.2.4 EPA-MRP协议系统设计
3.2.5 EPA-MRP环端口
3.2.6 介质冗余管理器
3.2.7 介质冗余客户端
3.3 EPA-MRP协议状态机
3.3.1 MRM协议状态机
3.3.2 MRC协议状态机
3.3.3 MRM服务流程
3.3.4 MRC服务流程
3.4 EPA-MRP协议实体的实现
3.4.1 EPA-MRP任务初始化
3.4.2 EPA-MRP环路端口状态处理功能
3.4.3 EPA-MRP故障检测和处理功能
3.5 EPA-MRP系统测试
3.5.1 EPA-MRP测试目的
3.5.2 测试环境
3.5.3 EPA-MRP链路状态测试
3.5.4 链路切换与恢复测试
3.6 本章小结
参考文献
第4章 DRP冗余协议的设计与开发
4.1 DRP冗余协议概述
4.2 DRP冗余网络结构
4.2.1 DRP环端口
4.2.2 DRP单环网
4.2.3 DRP双环网
4.3 DRP协议运行原理
4.3.1 启动过程
4.3.2 通信过程
4.3.3 故障检测与恢复
4.3.4 恢复时间
4.4 DRP协议实现
4.4.1 DRP服务实体的实现
4.4.2 DRP协议实体的实现
4.5 系统测试
4.5.1 测试内容及目的
4.5.2 测试环境
4.5.3 PTP时钟同步精度测试
4.5.4 DRP协议功能测试
4.5.5 DRP冗余功能测试
4.6 本章小结
参考文献
第5章 PRP协议的研究
5.1 协议概述
5.2 网络结构
5.3 PRP协议运行原理
5.3.1 单点故障
5.3.2 节点通信协议栈模型
5.3.3 网络管理
5.3.4 复制帧处理
5.3.5 数据帧长度限制
5.3.6 丢弃算法
5.3.7 PRP协议服务和PRP管理信息库
5.4 硬件平台设计
5.4.1 DANP硬件结构介绍
5.4.2 网络控制器模块设计
5.4.3 电源模块设计
5.4.4 DANP驱动模块的开发
5.5 协议软件设计
5.5.1 链路冗余实体结构设计
5.5.2 PRP链路层访问实体的实现
5.5.3 复制数据帧处理模块的实现
5.6 PRP测试
5.6.1 测试环境
5.6.2 测试例的设计
5.6.3 复制数据帧处理功能测试
5.6.4 PRP冗余功能测试
5.6.5 PRP恢复时间测试
5.7 冗余测试总结
参考文献
第6章 STP协议的开发与应用
6.1 概述
6.2 STP协议原理
6.2.1 STP协议生成树算法
6.2.2 STP协议分析
6.2.3 STP协议BPDU报文
6.2.4 STP协议运行机理
6.3 硬件平台设计
6.3.1 EPA网桥硬件结构介绍
6.3.2 网络控制器模块设计
6.4 STP协议软件设计
6.4.1 生成树模块功能划分
6.4.2 生成树算法模块主要流程
6.4.3 STP协议主要参数定义
6.5 STP协议的应用
6.6 系统测试
6.6.1 网络故障容错测试平台
6.6.2 测试结果分析
6.7 本章小结
参考文献
第7章 高可用性自动化网络拓扑发现与故障诊断
7.1 概述
7.2 基本网络管理协议
7.2.1 SNMP协议
7.2.2 ARP协议
7.2.3 ICMP协议
7.3 高可用性自动化网络拓扑发现与故障诊断方法
7.3.1 高可用性自动化网络拓扑发现
7.3.2 高可用性自动化网络故障诊断方法
7.4 软件设计
7.4.1 结构图
7.4.2 参数定义
7.4.3 软件流程
7.5 系统测试与验证
7.6 本章小结
参考文献
第8章 高可用性自动化网络功能安全通信技术
8.1 高可用性自动化网络功能安全通信技术研究现状
8.2 高可用性自动化网络功能安全的作用与意义
8.3 高可用性自动化网络功能安全分析
8.3.1 高可用性自动化网络的功能安全风险分析
8.3.2 功能安全的SIL等级
8.4 功能安全通信原理
8.4.1 功能安全的界定
8.4.2 功能安全系统的网络结构
8.4.3 EPA功能安全通信协议扩展层
8.4.4 EPA功能安全通信模型
8.4.5 通信故障与EPA功能安全通信技术
8.5 基于EPA的功能安全通信协议栈设计
8.5.1 EPA功能安全通信协议栈模块组成
8.5.2 EPA功能安全通信协议栈工作流程
8.5.3 EPA功能安全通信过程
8.5.4 EPA功能安全通信协议栈子模块的划分
8.6 基于EPA的功能安全通信协议栈实现
8.6.1 EPA功能安全管理信息库的实现
8.6.2 功能安全通信扩展层协议实现
8.6.3 时钟同步诊断管理模块的实现
8.6.4 EPA确定性调度诊断管理的实现
8.7 EPA功能安全系统的测试及验证
8.7.1 测试环境和测试流程
8.7.2 功能安全通信扩展层协议测试验证
8.7.3 功能安全时钟同步管理测试验证
8.7.4 功能安全确定性调度诊断管理测试验证
8.7.5 功能安全系统应用实例
8.8 本章小结
参考文献
第9章 高可用性自动化网络信息安全技术
9.1 高可用性自动化网络与信息网络的区别
9.2 高可用性自动化网络安全威胁与攻击
9.2.1 安全威胁
9.2.2 攻击类型
9.3 高可用性自动化网络安全目标
9.4 高可用性自动化网络安全框架
9.4.1 设计原则
9.4.2 高可用性自动化网络安全结构
9.4.3 高可用性自动化网络分层分级的安全策略
9.5 高可用性自动化网络安全机制
9.5.1 报文加密
9.5.2 报文校验
9.5.3 设备鉴别
9.5.4 访问控制
9.5.5 企业防火墙与安全网关
9.6 基于高可用性自动化网络的安全EPA系统实现
9.6.1 EPA安全协议栈设计
9.6.2 EPA网络安全管理实体状态机描述
9.6.3 EPA网络安全管理实体协议
9.6.4 EPA网络安全管理实体语法描述
9.6.5 EPA安全服务
9.6.6 系统实现
9.7 网络安全系统性能分析
9.7.1 安全性分析
9.7.2 存储开销
9.7.3 计算开销
9.7.4 时间开销
9.8 本章小结
参考文献
第10章 高可用性自动化网络安全测试技术
10.1 概述
10.1.1 高可用性自动化网络安全测试研究现状
10.1.2 高可用性自动化网络安全漏洞分析
10.1.3 安全测试方法
10.1.4 安全测试对象
10.1.5 安全测试目的
10.1.6 安全测试基本原则
10.2 安全测试框架
10.2.1 测试对象分类
10.2.2 测试内容分类
10.2.3 测试模型
10.3 安全测试技术
10.3.1 高可用性自动化网络设备发现及分类测试
10.3.2 操作系统平台识别
10.3.3 端口识别
10.3.4 智能服务辨识
10.3.5 高可用性自动化网络漏洞检测
10.4 高可用性自动化网络安全测试系统设计与实现
10.4.1 高可用性自动化网络安全测试流程
10.4.2 主要模块的设计与实现
10.4.3 安全测试系统分析
10.5 本章小结
参考文献
第11章 高可用性自动化网络的应用
11.1 基于IEC61850标准的智能变电站
11.2 基于IEC62439标准的环网模块
11.3 环网模块硬件设计
11.3.1 硬件结构介绍
11.3.2 微处理器模块设计
11.3.3 以太网控制器模块设计
11.3.4 以太网接口模块设计
11.3.5 光纤接口模块设计
11.3.6 电源模块设计
11.4 环网模块组网方案
11.5 本章小结
参考文献
京公网安备 11010102004214号