RISPOSTA
Multicast è una speciale opzione di connessione che è supportata opp. è progettabile con i CP Industrial Ethernet solo con le connessioni UDP (UDP - User Datagram Protocol).
Spesso si vorrebbero inviare da una stazione telegrammi ad un gran numero di stazioni partner. È importante che i telegrammi vengano inviati contemporaneamente e che vengano ricevuti pressoché contemporaneamente dalle stazioni partner. Viene perciò richiesto sempre un invio ed una ricezione di telegrammi broadcast. Nel caso di una informazione broadcast, il telegramma viene anche ricevuto effettivamente da tutti i partner sulla rete. I telegrammi broadcast sono necessari ad esempio anche per la ricerca di un indirizzo MAC relativo ad un indirizzo IP (ARP-Request). Perciò una unità di comunicazione deve generalmente ricevere i telegrammi broadcast ed analizzarli tramite un software. Se sulla rete ci sono troppi i telegrammi broadcast, le prestazioni della rete si abbassano. Questo è legato al fatto che le singole unità devono elaborare tutti i telegrammi broadcast per verificare se erano destinate ad esse.

Con i CP Industrial Ethernet, con riferimento al broadcast (trasmissione), occorre tener conto dei seguenti due punti:

• dopo la ricezione, presso tutti i CP Industrial Ethernet, tutti i telegrammi broadcast vengono filtrati con priorità alta. Tutti i telegrammi che non sono telegrammi utilizzabili (p. es. ARP-Request), vengono eliminati direttamente. In questo modo viene evitato l'influsso negativo dei telegrammi broadcast sulle altre connessioni.
• Unità con le quali non si possono ricevere telegrammi broadcast, possono però inviare telegrammi broadcast nella rete.

Per consentire però un invio contemporaneo di un telegramma a un gran numero di partner è stata introdotta l'opzione di connessione Multicast. Qui, previa la definizione (parametri e progettazione con SIMATIC STEP7/ NCM V5.1 + SP2) dei circuiti multicast riservati, è possibile inviare un telegramma ad un determinato circuito di partner di comunicazione.

Comportamento del processore di comunicazione

Il processore di comunicazione generalmente si è disabilitato per i telegrammi multicast. Una eccezione è rappresentata dall'ora. Se nella progettazione viene attivato un circuito multicast, questo viene attivato anche nel LAN controller. Di conseguenza diventa attivo solo questo circuito e il processore di comunicazione continua a non reagire ai telegrammi broadcast provenienti dalla rete. Ogni circuito multicast progettato deve essere annotato nel LAN controller.
Il multicast in questo caso rappresenta perciò la soluzione migliore quando devono essere inviati telegrammi a gruppi di stazioni partner.

• In un processore di comunicazione sono progettabili fino a 48 circuiti multicast.
• La lunghezza dei dati è limitata a 2048 byte come con gli UDP.
• Il processore di comunicazione continua a non essere sensibile ai carichi broadcast.
• È ovviamente necessario che tutte le stazioni partner supportino anch'esse il multicast.
• I telegrammi vengono inviati senza meccanismo di sicurezza (conferma).

I telegrammi vengono inviati senza conferma, perché il protocollo UDP non prevede conferme. Una conferma potrebbe anche essere problematica, se ad es. i telegrammi vengono inviati a 100 partner, allora arriverebbero contemporaneamente 100 conferme (una per partner). Tali flussi di dati non potrebbero essere analizzati dall'unità trasmittente.

Progettazione di connessioni multicast

1. Creazione della connessione in NETPRO
   Come d'abitudine, la connessione multicast può essere creata tramite il dialogo standard. Come tipo di connessione viene scelta una connessione UDP e come partner della connessione "Tutte le stazioni multicast" (Figura 1):

Figura 1 Inserimento di una nuova connessione

2. Compilazione del dialogo "Indirizzi"
   In questo dialogo viene scelto il circuito multicast. Specificamente per i circuiti multicast sono riservati gli indirizzi IP 224.0.1.0 … 239.255.255.255. Questa banda di indirizzi viene riconosciuta da ogni unità come "multicast frame" e non viene utilizzata per la comunicazione con le connessioni standard
   La porta locale e quella remota possono essere assegnate liberamente a partire da 1025, perché i numeri di porta inferiori sono riservati per compiti speciali (well known ports). Quando viene creato il primo circuito multicast, viene proposto come standard il circuito 224.0.1.0.

Figura 2 Proprietà della connessione UDP

3. Aspetto di una connessione creata in NETPRO
   In NETPRO una connessione viene rappresentata con il consueto metodo. Si può contraddistinguerla come diversa da una consueta connessione di trasporto tramite il campo "Station". Qui nel caso di una connessione multicast si trova "Tutte le stazioni multicast".

IE-CPs_Multicast_03_e.gif ( 17 KB )

Raccomandazioni di progettazione

Per garantire una comunicazione senza problemi, occorre rispettare le seguenti prescrizioni di progettazione.

• La porta locale e la porta remota di una connessione multicast dovrebbero essere scelte uguali.
  I circuiti multicast progettati vengono registrati nel LAN Controller. In questo modo i telegrammi in arrivo non vengono ignorati, ma bensì ulteriormente elaborati dal CP.
  Se i telegrammi hanno superato il LAN Controller, è importante solo il numero di porta utilizzato!
  
  Esempio 
  Tra due stazioni è stata progettata una connessione multicast..
  

  	Stazione 1	Stazione 2
  Indirizzo IP	140.90.36.1	140.90.37.1
  Circuito MC	224.0.1.0	224.0.1.0
  Porta locale	2000	8000
  Porta remota	8000	8000

  
  Caso 1: La stazione 1 invia dati al circuito multicast  224.0.1.0.
  Questo funziona perché la porta remota 8000 della Station 1 corrisponde alla porta locale 8000 della Station 2
  
  Caso 2: La stazione 2 invia dati al circuito multicast 224.0.1.0.
  Il telegramma non può essere ricevuto dalla Station1, nonostante questo sia membro del circuito multicast. Questo dipende dal fatto che la porta locale 2000 della Station 2 non è uguale alla porta 8000 della Station 1.
  
  Per controllare entrambi i casi, la porta locale e la porta remota dovrebbero essere scelte sempre uguali.

• Particolarità nella scelta degli indirizzi multicast 
  In questo esempio deve essere inviato un telegramma multicast dalla Station1 alla Station 2. 
  

  	Stazione 1	Stazione 2	Stazione 3
  Indirizzo IP	140.90.36.1	140.90.37.1	140.90.38.1
  Circuito MC	224.0.1.0	224.0.1.0	225.0.1.0
  Porta locale	8000	8000	8000
  Porta remota	8000	8000	8000

  Poiché qui i numeri di porta sono stati scelti uguali, è possibile un traffico dati bidirezionale senza limitazioni tra queste due stazioni.
  È interessante notare che questo telegramma viene però ricevuto anche dalla Station 3. A prima vista questa dovrebbe essere, perché la Station 3 non è membro del circuito 224.0.1.0.
  Per comprendere questo occorre trattare il meccanismo di formazione dell'indirizzo multicast MAC.
  
  Formazione degli indirizzi multicast sulla LAN
  
  Con il multicast gli ultimi 3 byte dell'indirizzo IP vengono copiati negli ultimi 3 byte dell'indirizzo MAC 01.00.5E.00.00.00. Questo è l'indirizzo MAC, che viene registrato nel LAN Controller per i singoli circuiti. In questo modo viene garantito che i telegrammi possono superare i singoli LAN Controller. Inoltre il bit superiore del primo byte copiato dell'indirizzo viene ignorato ed è sempre 0.
  L'indirizzo MAC è visibile anche come indirizzo MAC di destinazione nei telegrammi sulla LAN.
  
  Conseguenza
  I seguenti tre circuiti multicast portano tutti alla stessa voce nel LAN Controller opp. allo stesso indirizzo MAC:
  224.0.1.0
  225.0.1.0
  226.128.1.0
  Indirizzo MAC = 01.00.5E.00.01.00 In questo si vede che diversi indirizzi IP multicast rappresentano in realtà lo stesso circuito multicast. Qui nell'assegnazione dei circuiti multicast, si dovrebbe fare in modo di evitare che arrivino informazioni non desiderate a stazioni non indirizzate.
  Si tratta che di una prescrizione che si appoggia allo RFC valido (Internet standard).

Unità che supportano le connessioni multicast

N.	Inizio fornitura	Unità	Tipo unità	Versione firmware
1	Dic. 2002	6GK7 343-1EX10-0XE0	CP 343-1	dalla versione V2.1
2	Apr. 2002	6GK7 343-1EX11-0XE0	CP 343-1	dalla versione V2.0.x
3	Dic. 2002	6GK7 343-1EX20-0XE0	CP 343-1	dalla versione V1.0
4	Ago. 2001	6GK7 443-1EX10-0XE0	CP 443-1	dalla versione V2.0.31
5	Ago. 2001	6GK7 443-1EX11-0XE0	CP 443-1	dalla versione V2.0.31
6	Maggio 2004	6GK7 443-1EX40-0XE0	CP 443-1 Advanced	dalla versione V1.0
7	Dic. 2001	6GK7 343-1GX00-0XE0	CP 343-1 IT	dalla versione V2.0.x
8	Marzo 2002	6GK7 343-1GX11-0XE0	CP 343-1 IT	dalla versione V2.0.x
9	Feb. 2004	6GK7 343-1GX20-0XE0	CP 343-1 IT	dalla versione V1.0
10	Dic. 2001	6GK7 443-1GX10-0XE0	CP 443-1 IT	dalla versione V2.0.x
11	Dic. 2001	6GK7 443-1GX11-0XE0	CP 443-1 IT	dalla versione V2.0.x
12	Nov. 2001	6GK7 343-1HX00-0XE0	CP 343-1 PN	dalla versione V1.0.x

Ricerca
Protocollo di rete, gateway, TCP/IP, frame