Modbus TCP报文详解与wireshark抓包分析_modbus tcp报文解析工具

目录

Modbus TCP报文详解

1、MBAP（报文头）

2、PDU（帧结构）

 2.1 PDU=功能码+数据。

2.2 功能码：

2.3 报文的详细解读

1、 0x01：读线圈

2、0x03：读保持寄存器

Modbustcp通过wireshark抓包分析

扩展 知识：

linux系统下通过tcpdump命令抓包 

longCDAB与longABCD的区别

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Modbus TCP报文详解

原文地址：https://www.cnblogs.com/piaoyidianhong/p/16927070.html

Modbus=报文头(MBAP)+帧结构（PDU） 

下载Modbus Slave（服务器）和Modbus Poll（客户端）两个软件测试了解一下Modbus。其实Modbus TCP就是使用TCP协议传输数据，传输的数据是Modbus格式。

客户端传输数据时是以十六进制发送，每次发送两位；服务器接收数据时也是以十六进制的形式接收，每次接收两位。 如：0X00，两位十六进制数是8位二进制数（1字节）。

1、MBAP（报文头）

 （1）事务标识符：可以解释为报文的序列号，由于我们测试使用的Modbus Poll客户端是一直发送数据，所以每发送一次数据标识符就加一。服务器接收时会把这个数据原封返回。

 （2）协议表示：00 00代表TCP协议。
 （3）长度：表示从单元标识符开始后面数据的长度。如：00 06表示后面有0X06个字节长度的数据。
 （4）单元标识符：相当于设备的地址。一般为01。

2、PDU（帧结构）

 2.1 PDU=功能码+数据。

2.2 功能码：

（1）modbus的操作对象有四种：线圈、离散输入、输入寄存器、保持寄存器。
线圈：相当于开关，在MODBUS中可读可写，数据只有00和01。
离散量：输入位，开关量，在MODBUS中只读。
输入寄存器：只能从模拟量输入端改变的寄存器，在MODBUS中只读。
保持寄存器：用于输出模拟量信号的寄存器，在MODBUS中可读可写。

（2）根据对象的不同，modbus的功能码有：
0x01：读线圈
0x05：写单个线圈
0x0F：写多个线圈
0x02：读离散量输入
0x04：读输入寄存器
0x03：读保持寄存器
0x06：写单个保持寄存器
0x10：写多个保持寄存器

2.3 报文的详细解读

这里只介绍读线圈和保持寄存器内容，以下数据全部位16进制数据。

1、 0x01：读线圈

请求：00 01 00 00 00 06 01 01 00 02 00 04（客户端）
00 01：事务标识符
00 00：Modbus TCP协议
00 06：后面有00 06个字节数据
01：单元标识符
01：功能码（读线圈）
00 02：开始读的数据的地址。从00 02开始读数据。
00 04：注意这里不是读到00 04，而是从开始位置读00 04个数据。
这段报文就是请求读从 00 00 开始的 00 08 个数据。

回应：00 01 00 00 00 04 01 01 01 0E（服务器）
00 01：事务标识符
00 00：Modbus TCP协议
00 04：后面有00 04个字节数据
01：单元标识符
01：功能码
01：后面有01个字节的数据
0E：表示所读地址的线圈全是2的位置是0，其余是1
说明：线圈是只有00和01两种格式，所以图中从2的位置开始读到的4位数据是：1110（二进制），转化为十六进制就是0E。

 线圈读取

2、0x03：读保持寄存器

请求：00 01 00 00 00 06 01 03 00 02 00 04（客户端）
00 01：事务标识符
00 00：Modbus TCP协议
00 06：后面有00 06个字节数据
01：单元标识符
03：功能码（读保持寄存器）
00 02：开始读的数据的地址。从00 02开始读数据。
00 04：注意这里不是读到00 04，而是从开始位置读00 04个寄存器数据。
回应：00 01 00 00 00 0B 01 03 08 00 00 00 37 00 00 00 00（服务器）
00 01：事务标识符
00 00：Modbus TCP协议
00 09：后面有00 09个字节数据
01：单元标识符
03：功能码
08：后面有08个字节的数据，后面的数据每两位表示一个寄存器数据。（此处数据为16位）
00 00：第一个寄存器数据
00 37：第二个寄存器数据，图中我写入的数据是55（十进制），这里是十六进制数据
00 00：第三个寄存器数据
00 00：第四个寄存器数据

读保持寄存器

Modbustcp通过wireshark抓包分析

从站
 
 主站

报文如下
Tx:034-00 13 00 00 00 06 01 03 00 00 00 14 
Rx:035-00 13 00 00 00 03 01 83 01 
Tx:036-00 14 00 00 00 06 01 03 00 00 00 14 
Rx:037-00 14 00 00 00 03 01 83 01 
Tx:038-00 15 00 00 00 06 01 03 00 00 00 14 
Rx:039-00 15 00 00 00 03 01 83 01 
Tx:040-00 16 00 00 00 06 01 04 00 00 00 14 
Rx:041-00 16 00 00 00 2B 01 04 28 00 00 00 00 00 37 00 06 00 00 00 00 FF FE 00 00 FF FF 00 00 00 00 FF FF 00 00 00 08 00 00 00 00 FF FF 00 00 FF FF FF FE 
Tx:042-00 17 00 00 00 06 01 04 00 00 00 14 
Rx:043-00 17 00 00 00 2B 01 04 28 00 00 00 00 00 37 00 06 00 00 00 00 FF FE 00 00 FF FF 00 00 00 00 FF FF 00 00 00 08 00 00 00 00 FF FF 00 00 FF FF FF FE 
Tx:044-00 18 00 00 00 06 01 04 00 00 00 14 
Rx:045-00 18 00 00 00 2B 01 04 28 00 00 00 00 00 37 00 06 00 00 00 00 FF FE 00 00 FF FF 00 00 00 00 FF FF 00 00 00 08 00 00 00 00 FF FF 00 00 FF FF FF FE 
Tx:046-00 19 00 00 00 06 01 04 00 00 00 14 
Rx:047-00 19 00 00 00 2B 01 04 28 00 00 00 00 00 37 00 06 00 00 00 00 FF FE 00 00 FF FF 00 00 00 00 FF FF 00 00 00 08 00 00 00 00 FF FF 00 00 FF FF FF FE （此寄存器数据为32位占4字节）

wireshark抓取的数据包

实际应用中请求的数据可能并不连续，分析如下：

首先找到序列号为1的报文

扩展 知识：

Modbus报文下载
链接：https://pan.baidu.com/s/1MXzsB2DDVl4CT5DqVWmFng?pwd=1221 
提取码：1221 

若从站使用端口为默认502端口报文协议会显示Modbus

linux系统下通过tcpdump命令抓包 

tcpdump是一个用于截取网络分组，并输出分组内容的工具，简单说就是数据包抓包工具。tcpdump凭借强大的功能和灵活的截取策略，使其成为Linux系统下用于网络分析和问题排查的首选工具。可以将tcpdump命令输出保存到文件后利用wireshark软件进行数据分析
# tcpdump -D
1.bluetooth0 (Bluetooth adapter number 0)
2.nflog (Linux netfilter log (NFLOG) interface)
3.nfqueue (Linux netfilter queue (NFQUEUE) interface)
4.usbmon1 (USB bus number 1)
5.usbmon2 (USB bus number 2)
6.ens33
7.any (Pseudo-device that captures on all interfaces)
8.lo [Loopback]
-D 打印出系统中所有可以用tcpdump截包的网络接口
# tcpdump -i ens33 -c 200 -w xxx.pcap  注释：只获取监听网卡ens33的200帧数据并将结果保存到文件xxx.pcap(可使用绝对路径)
-c 在收到指定的数量的分组后，tcpdump就会停止
-i 指定监听的网络接口
-w 直接将分组写入文件中，而不是分析并打印出来

longCDAB与longABCD的区别