MODBUS协议详解：应用层报文传输与TCP/IP实现

"该文档是关于网上银行系统信息安全通用规范的，其中重点讲解了对象模型示意图，特别是针对MODBUS报文传输服务的对象模型。MODBUS是一种应用层报文传输协议，常用于串口通信，它在不同类型的总线或网络连接的设备之间提供客户机/服务器通信。此文档还提及了MODBUS协议的结构和实现方式，包括以太网上的TCP/IP以及异步串行传输。此外，文档提到了MODBUS协议的功能码，这是一种请求/应答协议，服务由功能码定义。" 文章详细内容: MODBUS协议是1979年诞生的一种事实标准，广泛应用于自动化设备通信。它位于OSI模型的第7层——应用层，支持客户机/服务器通信模式，使得不同设备间的通信变得简单。MODBUS协议的核心是其功能码，这些功能码定义了请求和响应报文中的服务内容。 MODBUS通信栈通常包括多个层次，如在图1所示，从物理层到应用层，涉及TCP/IP、MODBUS应用层等。物理层可以是EIA/TIA-232、EIA-422、EIA/TIA-485-A等有线标准，或者光纤、无线等其他传输方式。MODBUS协议也有在以太网上的实现，通过TCP/IP协议栈，使用保留的系统端口502。 在对象模型示意图中，有四个主要组成部分： 1. 配置层：负责配置和管理其他组件的操作模式。 2. TCP管理：管理TCP/IP栈和TCP连接，处理套接字接口。 3. 通信应用层：由MODBUS客户机和服务器组成，它们在通信层两侧进行交互。 4. 用户应用：对应于设备应用，与设备功能紧密相关，但不在本规范中详细讨论。 为了保持独立于具体实现，如操作系统类型或存储管理，TCP管理层和通信层之间以及通信层和用户应用层之间使用了通用界面层。不同的实现方法可能包括任务间的传输、共享存储器、串行链接界面或过程调用。 MODBUS协议是一种请求/应答协议，协议数据单元(PDU)包含功能码，这些功能码定义了协议提供的具体服务。MODBUS协议在多种网络体系结构中都能工作，如MODBUSPLUS高速令牌传递网络，或者通过异步串行传输在各种媒体上实现。 文档还提到，MODBUS协议的实现不仅限于串行链路，还包括以太网上的TCP/IP实现，以及MODBUS+/HDL等。此外，协议的应用场景涵盖PLC（可编程逻辑控制器）、HMI（人机界面）、I/O设备等，通过网关实现不同网络的互连。 总结起来，MODBUS协议是工业自动化领域的一个关键通信协议，它提供了一种标准化的方法，使不同设备之间能够高效、可靠地交换数据，无论是通过串行链路还是以太网，都在各种网络架构下得到了广泛应用。