通用工業協定（Common Industrial Protocol，簡稱CIP）是一種套用在工業自動化的通信協定，由開放DeviceNet廠商協會（簡稱ODVA）所維護。以前的名稱為控制信息協定（Control and Information Protocol，簡稱也是CIP）。
基本介紹
- 中文名：通用工業協定
- 外文名：Common Industrial Protocol
- 領域：計算機
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簡介
通用工業協定（Common Industrial Protocol，簡稱CIP）是一種套用在工業自動化的通信協定，由開放DeviceNet廠商協會（簡稱ODVA）所維護。以前的名稱為控制信息協定（Control and Information Protocol，簡稱也是CIP）。
通用工業協定包括了許多訊息及服務，套用範圍都和製造自動化有關，包括控制、安全性、同步、運動控制、配置和信息。通信工業協定在EtherNet/IP、DeviceNet、CompoNet及ControlNet等通信協定中都有支持。
開放DeviceNet廠商協會支持許多以通信工業協定為基礎的網路技術，包括一些通信工業協定（CIP）的派生協定：如CIP Safety、CIP Motion及CIP Sync。
EtherNet/IP
EtherNet/IP名稱中的IP是“Industrial Protocol”（工業協定）的簡稱，和網際協定沒有關係。
歷史
EtherNet/IP是在1990年後期由洛克威爾自動化公司開發．是洛克威爾工業乙太網絡方案的一部分。後來洛克威爾就和EtherNet/IP交給ODVA管理，ODVA管理EtherNet/IP通訊協定，並確認不同廠商開發的EtherNet/IP設備都符合EtherNet/IP通訊協定，確保多供應商的EtherNet/IP網路仍有互操作性。
技術細節
EtherNet/IP將乙太網的設備以預定義的設備種類加以分類，每種設備有其特別的行為，此外，EtherNet/IP設備可以：
- 用用戶數據報協定（UDP）的隱式報文傳送基本I/O資料。
- 用傳輸控制協定（TCP）的顯式報文上傳或下載參數、設定值、程式或配方。
- 用主站輪詢、從站周期性更新或是狀態改變（COS）時更新的方式，方便主站監控從站的狀態，訊息會用UDP的報文送出。
- 用一對一、一對多或是廣播的方式，透過用TCP的報文送出資料。
- EtherNet/IP使用TCP埠編號44818作為顯式報文的處理，UDP埠編號2222作為隱式報文的處理。
EtherNet/IP的套用層協定是以使用在DeviceNet、CompoNet及ControlNet的通用工業協定（CIP）為基礎。
安全性
2012年2月14日，Basecamp計畫的安全研究者提出了一個針對洛克威爾的ControlLogixPLC，EtherNet/IP通訊缺陷的Metasploit攻擊。此安全性漏洞若沒處理，可以允許遠端攻擊者破壞設備或使設備在未預期的情形下重新開機，而這些設備往往也是工業系統上的關鍵設備或元件。
DeviceNet
DeviceNet是一種用在自動化技術的現場匯流排標準，由美國的Allen-Bradley公司在1994年開發。DeviceNet使用控制器區域網路（CAN）為其底層的通訊協定，其套用層有針對不同設備所定義的行規（profile）。主要的套用包括資訊交換、安全設備及大型控制系統。在美國的市場占有率較高。
DeviceNet由開放DeviceNet廠商協會（Open DeviceNet Vendors Association，ODVA）所維護，是該協會的通用工業協定（Common Industrial Protocol）中的一部分。
歷史
DeviceNet通訊協定是由美國的Allen-Bradley公司（後來被洛克威爾自動化公司合併）所開發，以Bosch公司開發的控制器區域網路（CAN）為其通訊協定的基礎。DeviceNet移植了來自ControlNet（另一個由Allen-Bradley公司開發的通訊協定）的技術，再配合控制器區域網路的使用，因此其成本較傳統以RS-485為基礎的通訊協定要低，但又可以有較好的強健性。
為了要推展DeviceNet在世界各地的使用，洛克威爾公司決定將此技術分享給其他廠商。後來DeviceNet通訊協定是由位在美國的獨立組織開放DeviceNet廠商協會（ODVA）管理。ODVA維護DeviceNet的規格、也提供一致化測試），確保廠商的產品符合DeviceNet通訊協定的規格。
後來ODVA將DeviceNet通訊和其他相關的通訊協定整合成通用工業協定（CIP），其中包括以下的通訊協定
- EtherNet/IP（其N為大寫，此處的IP不是網際協定，為“Industrial Protocol”的簡稱）
- DeviceNet
- CompoNet
技術簡介
架構
物理層
DeviceNet網路使用幹線（trunkline）-分支線（dropline）的網路拓撲，允許在網路中使用分接頭，一方面簡化配線及存取網路。而且要從網路中加入或移除設備都相當簡單，減少生產線停機及除錯的時間，提高網路的靈活性。
DeviceNet提供125 kbit/s、250 kbit/s及500 kbit/s三種不同的資料傳輸速度。依使用的通訊線種類不同，DeviceNet允許的通訊線長度也有所不同，若使用圓的粗電纜，通訊線長度最長可以到500米，一般的圓電纜長度可以到100米，扁平型的電纜在比特率125 kbit/s時可以到380米，500 kbit/s時則只能到75米。
數據鏈路層
DeviceNet使用控制器區域網路（CAN）為其數據鏈路層。CAN是一種差動的串列匯流排，其低成本及高干擾性為其優點。CAN的每一個訊息都有其對應的訊息標識符，訊息標識符可用來決定不同訊息的優先權，網路上的設備也根據訊息標識符來判斷是否需處理此一訊息。
在送出資訊幀時會先送出幀啟始位元進行同步，訊息標識符及遠程需求位元會用來決定訊息的優先權，CAN使用CSMA的技術，在網路空閒時，任何設備都可以試圖送出資料上傳，在送出資料時，設備也會同步確認網路上資料和送出資料是否一致，此作法可以避免多台設備同時試圖送出資料，也可以驗證送出資料的正確性。在二台或多台設備同時試圖送出資料時，會利用訊息標識符及遠程需求位元進行位元仲裁（Bitwise Arbitration），上述資料最小的訊息有優先權，可以繼續傳送，其他設備則會停止送出訊息，其到網路空閒時才會再次送出資料。
後面的六個位元為控制欄位，其中二個位元固定，後面四個位元標示實際資料的長度。資料欄位中則為實際的資料，長度可以由0到8個個位元組不等，需和控制欄位中標示的長度一致。在資料欄位後面的是15個位元循環冗餘校驗（CRC）欄位，可以在收到資料時確認資料是否正確。CAN提供了許多錯誤檢查及故障隔離（fault confinement）的機制，適合噪聲較大的環境下使用。
套用層
DeviceNet是一個以連線（connection）概念為基礎的通訊協定，若要與一設備通訊，就需要和設備建立連線，可以透過未連線訊息管理器（UCMM）和未連線埠來建立連線，之後就可以和此設備進行通訊。設備藉由連線可以傳送或接收顯式（Explicit）訊息及I/O訊息。
顯式訊息的資料包括有資料及協定內容，一般會用請求/應答的方式進行。典型的顯式訊息包括組態資料及對沒有及時性要求的資料。I/O訊息也稱為隱式（imlicit）訊息，一般都是有及時性要求的資料，資料中不包含通訊協定，因此傳送端及接收端都需事先知道訊息中資料的定義，其優點是通訊的效率較高。在DeviceNet中，二個設備要建立隱式訊息連線之前，需要先透及用顯式訊息進行設定，只要連結設定完成，即可透過CAN識別符將訊息傳送給對應的節點。
一致性測試
DeviceNet設備的製造商可透過一致性測試，宣告其產品和DevicNet規範相容。ODVA在全球有三個獨立的測試實驗室，製造商可將其產品送交進行認證。
廠商在進行一致性測試前，需向ODVA進行註冊供應商，索取供應商ID，再購買DeviceNet規範及一致性測試的軟體及對應的硬體界面卡。廠商可以自行測試其DeviceNet產品，在自行測試完成後提交ODVA的測試實驗室再作驗證。若驗證未通過，廠商需再進行修改及測試，直到通過測試實驗室的獨立驗證為止。
