1、第七章 分散型測(cè)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù),數(shù)據(jù)通信是工業(yè)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)和分散型測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 。 本章主要介紹數(shù)據(jù)通信技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分散型控制系統(tǒng)、位總線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。,7.1 數(shù)據(jù)通信技術(shù),7.1.1 異步傳送與同步傳送 7.1.2 面向字符與面向位的傳送 7.1.3 平衡與不平衡傳輸技術(shù) 7.1.4 RS-422/RS-485接口及應(yīng)用,數(shù)據(jù)編碼技術(shù),1.不歸零碼NRZ 2.歸零碼RZ 3.歸零碼RZ曼徹斯特(Manchester)編碼 4.曼徹斯特(Manchester)編碼的改進(jìn)形式 差動(dòng)曼徹斯特(Manchester)編碼,7.1.1 異步傳送與同步傳送,1異步傳送,2同步傳送,

2、7.1.2 面向字符與面向位的傳送,1面向字符的傳送,異步傳送是面向字符的。,2面向位的傳送,7.1.3 平衡與不平衡傳輸技術(shù),數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€路通常有兩種方式，即平衡方式和不平衡方式。 不平衡方式是用單線傳輸信號(hào)，以地線作為信號(hào)的回路，接收器是用單線輸入信號(hào)的； 平衡方式是用雙絞線傳輸信號(hào)，信號(hào)在雙絞線中自成回路不通過地線，接收器是用雙端差動(dòng)方式輸入信號(hào)的。 在不平衡方式中，信號(hào)線上所感應(yīng)到的干擾和地線上的干擾將迭加后影響到接收信號(hào)； 平衡方式中，雙絞線上所感應(yīng)的干擾相互抵消，地線上的干擾又不影響接收端。因此平衡傳輸方式在抗干擾方面有較良好的性能，并適合較遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。 差分接收器可以區(qū)分0

3、20V以上的電位差，因此，可不受對(duì)地參考系統(tǒng)之地電位的波動(dòng)和共模電路電磁干擾的影響。,不平衡傳輸方式RS-232C標(biāo)準(zhǔn)介紹 RS-232C接口電路 RS-232C的傳輸特性 數(shù)據(jù)的傳輸速率局限于20Kbps； 傳輸距離局限于15米； 該標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定連接器，產(chǎn)生25插針、9插針等設(shè)計(jì)方案； 每個(gè)信號(hào)只有一根導(dǎo)線，兩個(gè)傳輸方向只有一個(gè)信號(hào)地線； 接口使用不平衡的發(fā)送器和接收器，可能在各信號(hào)間產(chǎn)生干擾。,平衡傳輸方式RS-422A標(biāo)準(zhǔn)介紹 RS-422A接口電路,RS-422A的傳輸特性: 支持較高的數(shù)據(jù)傳輸速率； 支持較遠(yuǎn)的傳輸距離； 制定連接器的技術(shù)規(guī)范； 通過提供平衡電路改進(jìn)接口電器特性。,7

4、.1.4 RS422RS485接口及應(yīng)用,1.兩點(diǎn)通訊連接方式 422：兩對(duì)平衡差分電路，全雙工傳輸電路 485：422的變形，一對(duì)平衡差分電路，半雙工通訊，發(fā)送電路必須由使能信號(hào)控制。,2.組成互連系統(tǒng) RS485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。用RS485可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)。 RS422A和RS485的驅(qū)動(dòng)接收電路沒有多大區(qū)別，在許多情況下，RS422A可以和RS485互連。 RS485標(biāo)準(zhǔn)允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。,3. RS-232C/422A接口轉(zhuǎn)換,7.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),7.2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述 7.2.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu) 7.2.4 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的

5、性能評(píng)價(jià)和選型,郵電通訊網(wǎng)絡(luò)的目的是信息的傳輸； 局域網(wǎng)絡(luò)的主要目的是實(shí)現(xiàn)資源共享和處理信息； 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)最終的目的是導(dǎo)致了物質(zhì)或能量的運(yùn)動(dòng)。 本節(jié)主要介紹工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的選型等內(nèi)容。,7.2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述,1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)中互連的點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)或站，結(jié)點(diǎn)間的物理連接結(jié)構(gòu)稱為拓?fù)?，采用拓?fù)鋵W(xué)來研究結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)間連線(稱鏈路)的幾何排列。局部網(wǎng)絡(luò)通常有四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星形、環(huán)形、總線形和樹形。,（1）星形結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)：中心結(jié)點(diǎn)是主結(jié)點(diǎn)，它接受各分散結(jié)點(diǎn)的信息再轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)結(jié)點(diǎn)，具有中繼交換和數(shù)據(jù)處理功能。 工作過程：當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)想要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它首先向中心結(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求，以

6、便同另一個(gè)目的結(jié)點(diǎn)建立連接。一旦兩個(gè)結(jié)點(diǎn)建立了連接，則在這兩點(diǎn)間就象是一條專用線路連接起來一樣，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 特點(diǎn)： 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于控制和管理，建網(wǎng)容易； 網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間短，傳輸錯(cuò)誤率較低； 網(wǎng)絡(luò)可靠性較低，一旦中央結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓； 網(wǎng)絡(luò)資源大部分在外圍點(diǎn)上，相互結(jié)點(diǎn)必須經(jīng)過中央結(jié)點(diǎn)才能轉(zhuǎn)發(fā)信息； 通訊電路都是專用線路，利用率不高，故網(wǎng)絡(luò)成本較高。,（2）環(huán)形結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)：各結(jié)點(diǎn)通過環(huán)接口連于一條首尾相連的閉合環(huán)形通信線路中，環(huán)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)按事先規(guī)定好的方向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另一結(jié)點(diǎn)。 工作過程：一個(gè)結(jié)點(diǎn)按事先規(guī)定好的方向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另一個(gè)結(jié)點(diǎn)，當(dāng)傳送信息的目的地值與環(huán)上

7、的某結(jié)點(diǎn)的地址相等時(shí)，信息才被該結(jié)點(diǎn)的環(huán)接口接收，否則，繼續(xù)向下傳送。 特點(diǎn)： 信息流在網(wǎng)絡(luò)中是沿固定的方向流動(dòng)，故兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間僅有唯一的通路，簡(jiǎn)化了路徑選擇控制；環(huán)路中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的收發(fā)信息均由環(huán)接口控制，控制軟件較簡(jiǎn)單；環(huán)路中，當(dāng)某結(jié)點(diǎn)故障時(shí)，可采用旁路環(huán)的方法，提高了可靠性； 環(huán)結(jié)構(gòu)其結(jié)點(diǎn)數(shù)的增加將影響信息的傳輸效率，故擴(kuò)展受到一定的限制。 應(yīng)用：環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較適合于信息處理和自動(dòng)化系統(tǒng)中使用，是微機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)中常用的結(jié)構(gòu)之一。特別是IBM公司推出令牌環(huán)網(wǎng)之后，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就被越來越多的人所采用。,（3）總線形結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)：個(gè)結(jié)點(diǎn)經(jīng)其接口，通過一條或幾條通訊線路與公共總線連接。其任何結(jié)點(diǎn)的信息都

8、可以沿著總線傳輸，并且能被任一結(jié)點(diǎn)接收。由于信息傳輸方向是從發(fā)送結(jié)點(diǎn)向兩端擴(kuò)散，因此又稱為廣播式網(wǎng)絡(luò)。 總線形網(wǎng)絡(luò)的接口內(nèi)具有發(fā)送器和接收器。接收器接收總線上的串行信息，并將其轉(zhuǎn)換為并行信息送到結(jié)點(diǎn)；發(fā)送器則將并行信息轉(zhuǎn)換成串行信息廣播發(fā)送到總線上。當(dāng)在總線上發(fā)送的信息目的地址與某一結(jié)點(diǎn)的接口地址相符時(shí)，傳送的信息就被該結(jié)點(diǎn)接收。由于一條公共總線具有一定的負(fù)載能力，因此總線長(zhǎng)度有限，其所能連接的結(jié)點(diǎn)數(shù)也有限。,特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活，擴(kuò)展方便； 可靠性高，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快； 共享資源能力強(qiáng)，便于廣播式工作； 設(shè)備少，價(jià)格低，安裝和使用方便； 由于所有結(jié)點(diǎn)共用一條總線，因此總線上傳送的信息容易發(fā)生沖

9、突和碰撞，故不易用在實(shí)時(shí)性要求高的場(chǎng)合。 應(yīng)用：總線形結(jié)構(gòu)是目前使用最廣泛的結(jié)構(gòu)，也是一種最傳統(tǒng)的主流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)最適于信息管理系統(tǒng)、辦公室自動(dòng)化系統(tǒng)、教學(xué)系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。,（4）樹形結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)：分層結(jié)構(gòu)，適用于分級(jí)管理和控制系統(tǒng)。 特點(diǎn)： 通訊線路總長(zhǎng)度較短，連網(wǎng)成本低，易于擴(kuò)展，但結(jié)構(gòu)較星形復(fù)雜； 網(wǎng)絡(luò)中除葉結(jié)點(diǎn)外，任一結(jié)點(diǎn)或連線的故障均影響其所在支路網(wǎng)絡(luò)的正常工作。,網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)：就是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，也是通信中實(shí)際傳送信息的載體。網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì)有電話線，同軸電纜，雙絞線，光導(dǎo)纖維電纜，無線與衛(wèi)星通信。對(duì)于傳輸介質(zhì)，包括以下特性：物理特性，傳輸特性，連通特性，

10、地理范圍，抗干擾性和相對(duì)價(jià)格。 介質(zhì)訪問控制：各結(jié)點(diǎn)通過公共通道傳輸信息，因此存在如何合理分配信道的問題（既充分利用信道的空間和時(shí)間，又防止發(fā)生各信息間的互相沖突）。訪問控制方式的功能就是合理解決信道的分配。 微機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)常用的傳輸訪問控制方式有三種，即 沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問(CSMACD)； 令牌環(huán)(Token Ring)； 令牌總線(Token Bus)。 三種方式都得到IEEE802委員會(huì)的認(rèn)可，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。,2介質(zhì)訪問控制技術(shù),沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問(CSMACD),(1）又稱為隨機(jī)訪問技術(shù)或爭(zhēng)用技術(shù)適用于總線形和樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 工作原理：當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，首先要偵聽網(wǎng)

11、絡(luò)中有無其它結(jié)點(diǎn)正在發(fā)送信息，若沒有則立即發(fā)送；否則，等待一段時(shí)間，直至信道空閑，開始發(fā)送。 確定等待時(shí)間的方法： 當(dāng)某結(jié)點(diǎn)檢測(cè)到信道被占用后，繼續(xù)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)空閑，立即發(fā)送； 當(dāng)某點(diǎn)檢測(cè)到信道被占用后就延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然后再檢測(cè)。重復(fù)這一過程，直到信到空閑，開始發(fā)送。 沖突的解決方法： 由于傳輸線上不可避免的有時(shí)間的延遲，有可能多個(gè)站同時(shí)監(jiān)聽到線上空閑并開始發(fā)送，從而導(dǎo)致沖突。因此，當(dāng)結(jié)點(diǎn)開始發(fā)送信息時(shí)，該結(jié)點(diǎn)繼續(xù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)一段時(shí)間，且把收到的信息和自己發(fā)送的信息進(jìn)行比較，若相同，則發(fā)送正常進(jìn)行；若不同，說明由其它結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，引起混亂，應(yīng)立即停止，等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，在重復(fù)上述過程。,結(jié)論：

12、 CSMACD方式原理較簡(jiǎn)單，且技術(shù)上較易實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)處于同等地位，無需集中控制，但不能提供優(yōu)先級(jí)控制，所有結(jié)點(diǎn)都有平等競(jìng)爭(zhēng)的能力，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不重情況下，有較高的效率，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增大時(shí)，發(fā)送信息的等待時(shí)間加長(zhǎng)，效率顯著降低。,由于CSMA的訪問存在發(fā)報(bào)沖突問題，而產(chǎn)生沖突的原因是由于各站點(diǎn)發(fā)報(bào)是隨機(jī)的。為了解決這種由于“隨機(jī)”而產(chǎn)生的沖突問題，可采用有控制的發(fā)報(bào)方式。下面，介紹一種有控制的發(fā)報(bào)方式令牌發(fā)送技術(shù)！,令牌環(huán)：全稱為令牌通行環(huán)(Token Passing Ring)，適用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 令牌是控制標(biāo)志，網(wǎng)中只設(shè)一張令牌，并依次沿各結(jié)點(diǎn)傳送。 令牌的兩個(gè)狀態(tài) “空”狀態(tài)：表示

13、令牌沒有被占用，當(dāng)其傳至正待發(fā)送信息的結(jié)點(diǎn)時(shí)，該結(jié)點(diǎn)立即發(fā)送，并置令牌為“忙”狀態(tài)。 “忙”狀態(tài)：表示令牌被占用，即令牌正在攜帶信息發(fā)送，當(dāng)所發(fā)信息環(huán)繞一周，由發(fā)送結(jié)點(diǎn)將“忙”令牌置為“空”令牌。 工作過程：令牌依次沿每個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送，使每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有平等發(fā)送信息的機(jī)會(huì)。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)占令牌期間其它結(jié)點(diǎn)只能處于接收狀態(tài)。當(dāng)所發(fā)信息繞環(huán)一周，并由發(fā)送結(jié)點(diǎn)清除，“忙”令牌又被置為“空”狀態(tài)，繞環(huán)傳送令牌。當(dāng)下一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，則下一結(jié)點(diǎn)便得到這一令牌，并可發(fā)送信息。 令牌環(huán)的特點(diǎn)：能提供可調(diào)整的訪問控制方法；能提供優(yōu)先權(quán)服務(wù)；有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性；需對(duì)令牌進(jìn)行維護(hù)，令牌丟失降低環(huán)路利用率；控制電路復(fù)雜。,（2）

14、令牌環(huán)(Token Ring),（3）令牌總線(Token Bus),將令牌訪問原理應(yīng)用于總線網(wǎng)，構(gòu)成令牌總線方式。 原理：這種方式和CSMA/CD方式一樣，采用總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，但不同的是在網(wǎng)上個(gè)工作站按一定的順序形成一個(gè)邏輯環(huán)。每個(gè)工作站在環(huán)中均有一個(gè)指定的邏輯位置，末站的后站就是首戰(zhàn)，即首尾相連。每站都有先行站和后繼站的地址，總線上各站的物理地址和邏輯位置無關(guān)。 工作過程：當(dāng)各站都沒有幀發(fā)送時(shí)，令牌的形式為01111111，成為空標(biāo)記。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送幀時(shí)，需要等待空標(biāo)記通過，然后將它改為忙標(biāo)志，即01111110。緊跟著忙標(biāo)記，該站把數(shù)據(jù)幀發(fā)送到環(huán)上。由于標(biāo)記是忙狀態(tài)，所以其他站不能發(fā)送幀，

15、必須等待。接收幀的過程是這樣的，當(dāng)幀通過站時(shí)，該站將幀的目的地址和本站的地址相比較，如地址不符合，則不接收數(shù)據(jù)，同時(shí)將幀送入環(huán)上。如果符合，則將幀放入接收緩沖器，在輸入到站內(nèi)，同時(shí)將幀送回到環(huán)上。發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站，將該幀從環(huán)上移去，同時(shí)將標(biāo)記改為空閑標(biāo)記。,不同于令牌環(huán)的是，在令牌總線中，信息可以雙向傳送、任何結(jié)點(diǎn)都能“聽到”其它結(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息。為此，結(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息中要有指出下一個(gè)要控制的結(jié)點(diǎn)的地址。由于只有獲得令牌的結(jié)點(diǎn)才可發(fā)送信息(此時(shí)其它結(jié)點(diǎn)只收不發(fā))，因此該方式不要檢測(cè)沖突就可以避免沖突。 特點(diǎn)： 1.網(wǎng)絡(luò)必須要有初始化功能，即能夠產(chǎn)生一個(gè)順序訪問的次序。這就是一個(gè)

16、爭(zhēng)用的過程，爭(zhēng)用的結(jié)果是只有一個(gè)站能夠獲得標(biāo)記，并產(chǎn)生次序。 2.當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)志丟失或者產(chǎn)生多個(gè)標(biāo)記時(shí)，必須有故障恢復(fù)功能。 3.必須有消除不活動(dòng)結(jié)點(diǎn)或者添加新的結(jié)點(diǎn)的功能。 4.吞吐能力大，吞吐量隨數(shù)據(jù)傳輸速率的提高而增加； 5.控制功能不隨電纜長(zhǎng)度的增加而減弱； 6.不需沖突檢測(cè)；,3.信息交換技術(shù), 為了提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的通信設(shè)備和線路的利用率，有必要研究通信網(wǎng)絡(luò)上信息交換技術(shù)。即如何控制信息傳輸，才能提高通信效率。 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，通信的基本交換方式分為兩類：線路交換和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換。 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換中，包括報(bào)文存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換和報(bào)文分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換。 報(bào)文分組交換技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中又分為兩類：

17、數(shù)據(jù)報(bào)（DG,data gram）方式和虛電路（VC,virtual circuit）方式。 （1）線路交換 （2）存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換,交換原理：通過網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)在兩個(gè)站之間建立一條專用的物理線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，傳送結(jié)束再“拆除”線路。 交換過程 建立線路：如果主機(jī)A要向主機(jī)B傳輸數(shù)據(jù)，那么首先要通過網(wǎng)絡(luò)在A與B之間建立線路連接，A首先發(fā)送“連接請(qǐng)求包”。 “連接請(qǐng)求包”內(nèi)含有需要建立線路接的源地址與目的地址。工作過程如圖7.16所示。當(dāng)B接受A的呼叫請(qǐng)求，則通過已經(jīng)建立好的物理線路向A發(fā)送“連接應(yīng)答包”。建立專用線路連接完成。 傳送數(shù)據(jù)：建立好物理連接后，A與B就可以通過該連接，實(shí)時(shí)、雙向交換報(bào)文（

18、或報(bào)文分組）。 拆除線路：傳輸完成以后，進(jìn)入線路釋放階段。一般由A向B發(fā)出“釋放請(qǐng)求包”；B同意結(jié)束傳輸、釋放線路后，向它的上一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)出“釋放應(yīng)答包”，依次釋放。,（1）線路交換,特點(diǎn)：結(jié)點(diǎn)是電子或機(jī)電結(jié)合的交換設(shè)備，完成輸入線路與輸出線路的物理連接。交換設(shè)備和線路分模擬和數(shù)字通信兩類。線路連接過程完成后，在兩臺(tái)主機(jī)之間建立起直接的物理連接線路，為此次通信專用。結(jié)點(diǎn)交換設(shè)備不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，不能改變數(shù)據(jù)內(nèi)容，不具備差錯(cuò)控制能力。 優(yōu)點(diǎn)：通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，適用于交互式通信。 缺點(diǎn)：對(duì)突發(fā)性通信不適應(yīng)，系統(tǒng)效率低；系統(tǒng)不具備存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，也不具備差錯(cuò)控制能力。,（2）存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換,工作原理（存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)）

19、報(bào)文交換不需要在兩個(gè)站之間建立專用線路，而是把要發(fā)送的數(shù)據(jù)與目的地址、源地址、控制信息按一定格式組成一個(gè)數(shù)據(jù)單元，即報(bào)文或報(bào)文分組；通信站點(diǎn)的通信控制處理器要完成數(shù)據(jù)單元的接收、差錯(cuò)檢驗(yàn)、存儲(chǔ)、路選和轉(zhuǎn)發(fā)功能。 下一個(gè)結(jié)點(diǎn)接收上個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)來的整個(gè)報(bào)文，存儲(chǔ)下來，根據(jù)目的選擇下一轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)，直到目的站。 特點(diǎn)： 線路利用率高，多個(gè)報(bào)文分時(shí)共享一條結(jié)點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)的線路。 報(bào)文要在結(jié)點(diǎn)排隊(duì)等待，延長(zhǎng)報(bào)文到達(dá)目的時(shí)間。,存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換中，包括報(bào)文存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換和報(bào)文分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換。 如果在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，可以不管發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度是多少，都把它當(dāng)作一個(gè)邏輯單元，在發(fā)送的數(shù)據(jù)上加上目的地址，源地址和控制信息，按一定的格式

20、打包后組成一個(gè)報(bào)文，稱為報(bào)文存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換。 而報(bào)文分組交換技術(shù)是限制數(shù)據(jù)的最大長(zhǎng)度（典型的最大長(zhǎng)度是一千或幾千比特），在發(fā)送站將一個(gè)報(bào)文分成多個(gè)報(bào)文分組，在接收站再將多個(gè)報(bào)文分組按照順序重新組織成為一個(gè)新的報(bào)文。在實(shí)際應(yīng)用中，報(bào)文分組交換又分為兩類：數(shù)據(jù)報(bào)（DG,data gram）方式和虛電路（VC,virtual circuit）方式。,分組交換,數(shù)據(jù)報(bào)分組交換：類似于報(bào)文交換，各個(gè)分組獨(dú)立傳送，選擇路徑，到目的站后在組裝。 虛電路分組交換： 在發(fā)送分組織之前，要在源、目的之間建立一條邏輯線路，不同于電路交換，分組仍要存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，即建立一條虛電路。虛電路中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有虛線路表，以便記錄下一

21、個(gè)結(jié)點(diǎn)。各個(gè)分組沿虛電路傳送到目的站，因此在傳送之前只需做一次路徑選擇。 這樣就將數(shù)據(jù)報(bào)方式與線路交換方式結(jié)合起來。 特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)報(bào)適用于發(fā)送一個(gè)或幾個(gè)報(bào)文分組。 虛電路方法適用于兩個(gè)站點(diǎn)希望在一段連續(xù)的時(shí)間內(nèi)交換數(shù)據(jù)。,4差錯(cuò)控制技術(shù), 在通信線路上傳輸信息時(shí)，往往由于各種干擾，使接收端收到信息出現(xiàn)錯(cuò)誤。提高傳輸質(zhì)量的方法有兩種：第一種方法是改善信道的電性能，使誤碼率降低；第二種方法是接收端檢驗(yàn)出錯(cuò)誤后，自動(dòng)糾正錯(cuò)誤，或讓發(fā)送端重新發(fā)送，直至接收到正確的信息為止。通常把第一種方法稱為差錯(cuò)控制技術(shù)。 差錯(cuò)控制技術(shù)包括檢驗(yàn)錯(cuò)誤和糾正錯(cuò)誤，下面兩種檢驗(yàn)方法(奇偶校驗(yàn)和循環(huán)冗余校驗(yàn))和三種糾錯(cuò)方式(

22、重發(fā)糾錯(cuò)、自動(dòng)糾錯(cuò)和混合糾錯(cuò))。,（1）奇偶校驗(yàn),校驗(yàn)原理：一個(gè)字符校驗(yàn)一次，在每個(gè)字符的最高位附加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位。 適用范圍：每幀只傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的異步通訊方式。,（2）循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC校驗(yàn),校驗(yàn)原理： 發(fā)送端首先發(fā)送信息位，與此同時(shí)，CRC校驗(yàn)位生成器用信息位除以多項(xiàng)式G(x)，信息違發(fā)完后，CRC校驗(yàn)位就生成，并緊接其后發(fā)送校驗(yàn)位。 接收端在接收信息位同時(shí)，校驗(yàn)器用接收的信息位除以同一個(gè)生成多項(xiàng)式，當(dāng)信息位接收完后，對(duì)接收的CRC校驗(yàn)位也進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)兩個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)位接收完，如果除法的余數(shù)為0，則認(rèn)為傳輸正確；否則，傳輸錯(cuò)誤。 適用范圍：每幀由多個(gè)字節(jié)組成的同步方式。,（3）糾錯(cuò)方式,

23、重發(fā)糾錯(cuò)方式： 發(fā)送端發(fā)送能夠檢錯(cuò)的信息碼（如奇偶校驗(yàn)碼），接收端根據(jù)該碼的編碼規(guī)則，判斷有無錯(cuò)誤，并把錯(cuò)誤結(jié)果反饋給發(fā)送端。如果發(fā)送錯(cuò)，則再次發(fā)送，直到接收端認(rèn)為正確為止。 自動(dòng)糾錯(cuò)方式： 發(fā)送端發(fā)送能夠糾錯(cuò)的信息碼，而不僅僅時(shí)檢錯(cuò)的信息碼。接收端收到該碼后，通過譯碼不僅能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且能自動(dòng)地糾錯(cuò)。 傳輸效率低，譯碼設(shè)備復(fù)雜。 混合糾錯(cuò)方式： 上述兩種混合。發(fā)送端發(fā)送的信息碼不僅能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且還由一定的糾錯(cuò)能力。接收端收到該碼后，如果錯(cuò)誤位數(shù)在糾錯(cuò)能力以內(nèi)，則自動(dòng)糾錯(cuò)，如果錯(cuò)誤過多，則要求重發(fā)。,7.2.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu),在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各終端用戶之間，用戶與資源之間或資源與資

24、源之間的對(duì)話與合作必須按照預(yù)先規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行； 分層設(shè)計(jì)方法與接口；,為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的互連，1977年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)提出了開放系統(tǒng)互連參考模型OSI(Open System InterconnectionReference Model)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型規(guī)定了七個(gè)功能層，每層都使用它自己的協(xié)議。 “開放”這個(gè)詞是指一個(gè)系統(tǒng)若符合這些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的話，它將對(duì)世界上遵守同樣標(biāo)準(zhǔn)的所有系統(tǒng)開放。 OSI層次結(jié)構(gòu)如圖所示。,1.物理層 物理層并不是物理媒體本身，它只是對(duì)通訊雙方的機(jī)械、電氣、連接規(guī)程進(jìn)行規(guī)定。 功能：在信道上傳輸未經(jīng)處理的信息。連接兩個(gè)物理設(shè)備，為鏈路層提供透明位流傳

25、輸所必須遵循的規(guī)則，有時(shí)也被稱為物理接口。物理層的協(xié)議主要提供在DTE(數(shù)據(jù)終端設(shè)備)和DCE(數(shù)據(jù)通信設(shè)備)之間的接口。 協(xié)議：RS-232C、RS-422A、 RS-423A、 RS-485等均為物理層協(xié)議。 2.數(shù)據(jù)鏈路層 功能：將有差錯(cuò)的物理鏈路改造成對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層來說是無差錯(cuò)的傳輸鏈路。 具體內(nèi)容：將數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)幀，并在接收端檢驗(yàn)傳輸?shù)恼_性。 協(xié)議：同步數(shù)據(jù)鏈路控制(SDLC)、高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)以及異步串行數(shù)據(jù)鏈協(xié)議都屬于此范圍。,3.網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層是OSI七層協(xié)議模型中的第三層，它是主機(jī)與通信網(wǎng)絡(luò)的接口。網(wǎng)絡(luò)層也稱分組層，它的任務(wù)是使網(wǎng)絡(luò)中傳輸分組。它以鏈路層提供的無差錯(cuò)

26、傳輸為基礎(chǔ)，向高層（傳輸層）提供兩個(gè)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層規(guī)定了分組(第三層的信息單位)在網(wǎng)絡(luò)中是如何傳輸?shù)摹?具體內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)層控制網(wǎng)絡(luò)上信息的切換和路由選擇。因此，本層要為數(shù)據(jù)從源點(diǎn)到終點(diǎn)建立物理和邏輯的連接。 功能：控制信息交換、路由選擇與中繼、網(wǎng)絡(luò)流量控制、網(wǎng)絡(luò)的連接與管理等。 協(xié)議：X.25協(xié)議、IP協(xié)議。,4.傳送（傳輸）層 傳送層是一真正的源目的或端端層。即在源計(jì)算機(jī)上的程序與目的機(jī)上的類似程序使報(bào)頭和控制報(bào)文進(jìn)行對(duì)話。 功能：從會(huì)話層接收數(shù)據(jù)，把它們傳到網(wǎng)絡(luò)層并保證這些數(shù)據(jù)全部正確地到達(dá)另一端。 具體內(nèi)容：在源主機(jī)與目的主機(jī)進(jìn)程之間提供可靠的端端通信，確保能夠控制端到端的

27、數(shù)據(jù)完整性。 協(xié)議：TCP協(xié)議 5.會(huì)話層 用戶(即兩個(gè)表示層進(jìn)程)之間的連接稱為會(huì)話。為了建立會(huì)話，用戶必須提供希望連接的遠(yuǎn)程地址(會(huì)話地址)，會(huì)話雙方首先需要彼此確認(rèn)，以證明它有權(quán)從事會(huì)話和接收數(shù)據(jù)，然后兩端必須同意在該會(huì)話中的各種選擇項(xiàng)(例如半雙工或全雙工)的確定，在這以后開始數(shù)據(jù)傳輸。 功能：控制建立或結(jié)束一個(gè)通信會(huì)話的進(jìn)程。 具體內(nèi)容：檢查并決定一個(gè)正常的通信是否正在發(fā)生。如果沒有發(fā)生，這一層在不丟失數(shù)據(jù)的情況下恢復(fù)會(huì)話，或根據(jù)規(guī)定，在會(huì)話不能正常發(fā)生的情況下終止會(huì)話。,6.表示層 要解決的問題：如何描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并使之與機(jī)器無關(guān)。 功能：通過一些編碼規(guī)則定義在通信中傳送這些信息所需要

28、的傳送語(yǔ)法，實(shí)現(xiàn)不同信息格式和編碼之間的轉(zhuǎn)換。 表示層提供兩類服務(wù)：相互通信的應(yīng)用進(jìn)程間交換信息的表示方法與表示連接服務(wù)。 具體內(nèi)容：常用的轉(zhuǎn)換有正文壓縮、提供加密、解密；文件格式的轉(zhuǎn)換；輸入輸出格式的轉(zhuǎn)換。,7.應(yīng)用層 應(yīng)用層是OSI模型的最高層，實(shí)現(xiàn)的功能分兩大部份，即用戶應(yīng)用進(jìn)程和系統(tǒng)應(yīng)用管理進(jìn)程。系統(tǒng)應(yīng)用管理進(jìn)程管理系統(tǒng)資源，如優(yōu)化分配系統(tǒng)資源和控制資源的使用等。由管理進(jìn)程向系統(tǒng)各層發(fā)出下列要求：請(qǐng)求診斷，提交運(yùn)行報(bào)告，收集統(tǒng)計(jì)資料和修改控制等。 功能：規(guī)定在不同應(yīng)用情況下所允許的報(bào)文集合和對(duì)每個(gè)報(bào)文所采取的動(dòng)作。 具體內(nèi)容：這一層負(fù)責(zé)與其它高級(jí)功能的通信，如分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和文件傳輸。這

29、一層解決了數(shù)據(jù)傳輸完整性的問題或與發(fā)送接收設(shè)備的速度不匹配的問題。,723 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn),電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE) IEEE 802課題組成立于1980年2月(IEEE Standards Project 802)，于1981年底提出了IEEE 802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，重要的是對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層又劃分出兩個(gè)子層。 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)鏈路層分為邏輯鏈路控制子層LLC和介質(zhì)訪問(存取)控制子層MAC。邏輯鏈路控制子層主要提供尋址、排序、差錯(cuò)控制等功能。MAC主要提供傳輸介質(zhì)和訪問控制方式。IEEE 802為局部網(wǎng)絡(luò)制定的標(biāo)準(zhǔn)，包括以下內(nèi)容： IEEE 802.1：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連；I

30、EEE 802.2：邏輯鏈路控制；IEEE 802.3：CSMACD總線訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE 802.4：Token Passing Bus訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE 802.5：Token Passing Ring訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE 802.6：城市網(wǎng)絡(luò)訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE 802.7：為寬帶網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；IEEE 802.8：為光纖網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；IEEE 802.9：為集成聲音數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。,物理信號(hào)層(PS)：完成數(shù)據(jù)的封裝拆裝、數(shù)據(jù)的發(fā)送接收管理等功能，并通過介質(zhì)存取部件(也稱收發(fā)器)收發(fā)數(shù)據(jù)信號(hào)。 介質(zhì)存取控制層(MAC)：支持介質(zhì)存取，并為邏輯鏈路控制層提供服務(wù)。它支持的介質(zhì)存取法包括：載波檢測(cè)多路存取沖突檢測(cè)(CSMACD)、令牌總線(Token Bus)和令牌環(huán)(Token Ring)。 邏輯鏈路控制層(LLC)：支持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路功能、數(shù)據(jù)流控制、命令解釋及產(chǎn)生響應(yīng)等，并規(guī)定局部網(wǎng)絡(luò)邏輯鏈路控制協(xié)議(LNLLC)。 此外，網(wǎng)絡(luò)層也有變化。在IE