您可能熟悉以太网，这是一种网络协议，允许计算机（通常在办公室、学校或商业环境中）共享文件、浏览互联网以及访问连接到网络的打印机和其他硬件。以太网因其高速数据传输、高效、简单和灵活而广泛采用，是世界上最广泛使用的网络协议之一。这些优点加上实施成本相对低廉，使得以太网成为适合工业环境的一种吸引人的网络技术。

然而，在工业应用中使用标准以太网存在一个关键问题，即TCP/IP协议本身并不提供所需的实时性和确定性能。这是因为TCP/IP主要用于路由和传送数据，而工业应用需要一种新的实时通信协议，以确保机器间的通信具有确定性。在这一前提下，开发了工业以太网，它基于标准以太网物理层，但提供了更高级别的通信保证。

IEEE标准802.3定义了以太网，并规定了物理层和数据链路层中的网络功能。TCP/IP作为一套在数据链路层之上的协议，被用于通过以太网进行通信，其中TCP负责确保无差错地传输数据包，而IP则负责根据IP地址将数据包路由到目的地。

一个重要的事实是，网络栈由多个层组成，每个层都处理不同的方面。在工业应用中，以太网基于标准硬件，但有所修改，包括在某些情况下采用不同的传输方法。

Industrial Ethernet是一个基于标准硬件（物理和数据链路层）与互联网协议（网络及传输层）以及专有应用程序的一组特定于工厂车间设备之间通讯需求的扩展版，以往称为“工控”或“现场总线”。它不仅支持文件共享，还能够访问PLC、工作站以及I/O设备内的控制信息。

为了实现确定性，Industrial Ethernet可以采取三种方法：第一种是通过嵌入特定的实时通讯机制到顶部软件/Standard-Ethernet架构来实现；第二种是在Open-SW/Standard-Ethernet架构中利用新的管理对接口并同步节点发送出的消息；第三种是在Open-SW/Ethernet-I架构中结合新协议与增强硬件来确保可靠性，如SERCOS III, PROFINET-IRT等均采用此模式但各自选择不同硬件结构与流程方式。

除了这几点修改外，由于Industrial Ethernet还需要比Standard-Ethernet更坚固耐用的电缆材料，以及更好的防护措施来抵御常见于制造环境中的电磁干扰（EMI），因此其设计必须更加严格考虑周围环境条件。