網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件

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1、第第2 2章章網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 1網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件第一節(jié)第一節(jié) 總線的基本概念與操作總線的基本概念與操作 第二節(jié)第二節(jié) 通信系統(tǒng)簡介通信系統(tǒng)簡介第三節(jié)第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及傳輸介質(zhì)第四節(jié)第四節(jié) 通信系統(tǒng)的協(xié)議模型通信系統(tǒng)的協(xié)議模型第五節(jié)第五節(jié) 差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制第六節(jié)第六節(jié) 現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)第七節(jié)第七節(jié) 網(wǎng)絡(luò)硬件網(wǎng)絡(luò)硬件第八節(jié)第八節(jié) 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)2網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件一、總線的基本概念一、總線的基本概念（1 1）總線與總線段）總線與總線段(bus segment)(bus segment)。廣義說，廣義說，總線總線是傳輸信號(hào)或信息的公共路徑，

2、是遵循是傳輸信號(hào)或信息的公共路徑，是遵循同一技術(shù)規(guī)范的連接與操作方式。同一技術(shù)規(guī)范的連接與操作方式。一組設(shè)備通過總線連在一起稱一組設(shè)備通過總線連在一起稱“總線段總線段”(bus(bus segment)segment)。通過總線段相互連接把多個(gè)總線段連接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系通過總線段相互連接把多個(gè)總線段連接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。統(tǒng)。第一節(jié)第一節(jié) 總線的基本概念與操作總線的基本概念與操作3網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件（2 2）總線主設(shè)備）總線主設(shè)備可在總線上發(fā)起信息傳輸?shù)脑O(shè)備叫做可在總線上發(fā)起信息傳輸?shù)脑O(shè)備叫做“總線主設(shè)備總線主設(shè)備”(bus master)(bus master)，又稱命令者。，又稱命令者。（3

3、3）總線從主設(shè)備）總線從主設(shè)備不能在總線上主動(dòng)發(fā)起通信、只能掛接在總線上、不能在總線上主動(dòng)發(fā)起通信、只能掛接在總線上、對(duì)總線信息進(jìn)行接收查詢的設(shè)備稱為總線從設(shè)備對(duì)總線信息進(jìn)行接收查詢的設(shè)備稱為總線從設(shè)備(bus slaver)(bus slaver)，也稱基本設(shè)備。，也稱基本設(shè)備。在總線上可能有多個(gè)主設(shè)備，某一設(shè)備既可以是主在總線上可能有多個(gè)主設(shè)備，某一設(shè)備既可以是主設(shè)備，也可以是從設(shè)備，但不能同時(shí)既是主設(shè)備又設(shè)備，也可以是從設(shè)備，但不能同時(shí)既是主設(shè)備又是從設(shè)備。是從設(shè)備。4網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件（4 4）控制信號(hào)（三種類型）控制信號(hào)（三種類型）控制連在總線上的設(shè)備，讓它進(jìn)行所規(guī)定的操作，控制

4、連在總線上的設(shè)備，讓它進(jìn)行所規(guī)定的操作，如設(shè)備清零、初始化、啟動(dòng)和停止等。如設(shè)備清零、初始化、啟動(dòng)和停止等。用于改變總線操作的方式，如改變數(shù)據(jù)流的方向，用于改變總線操作的方式，如改變數(shù)據(jù)流的方向，選擇數(shù)據(jù)字段的寬度和字節(jié)等。選擇數(shù)據(jù)字段的寬度和字節(jié)等。表明地址和數(shù)據(jù)的含義，如對(duì)于地址，可用于指定表明地址和數(shù)據(jù)的含義，如對(duì)于地址，可用于指定某一地址空間，或表示出現(xiàn)了廣播操作；對(duì)于數(shù)據(jù)，某一地址空間，或表示出現(xiàn)了廣播操作；對(duì)于數(shù)據(jù)，可用于指定它能否轉(zhuǎn)譯成輔助地址或命令?？捎糜谥付ㄋ芊褶D(zhuǎn)譯成輔助地址或命令。5網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件（5）總線協(xié)議）總線協(xié)議管理主、從設(shè)備使用總線的一套規(guī)則稱為管理主、

5、從設(shè)備使用總線的一套規(guī)則稱為“總線協(xié)總線協(xié)議議”(bus protocol)(bus protocol)。這是一套事先規(guī)定的、必須共。這是一套事先規(guī)定的、必須共同遵守的規(guī)約。同遵守的規(guī)約。6網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件二、總線操作的基本內(nèi)容二、總線操作的基本內(nèi)容（1）總線操作）總線操作總線上命令者與響應(yīng)者之間的連結(jié)總線上命令者與響應(yīng)者之間的連結(jié)數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送脫開脫開這一操作序列稱為一次總線這一操作序列稱為一次總線“交易交易”(transaction)(transaction)，或者叫做一次總線操作?；蛘呓凶鲆淮慰偩€操作?！懊撻_脫開”(disconnect)(disconnect)是指完成數(shù)據(jù)傳送操

6、作以后，是指完成數(shù)據(jù)傳送操作以后，命令者斷開與響應(yīng)者的連接。命令者斷開與響應(yīng)者的連接。7網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件（2 2）總線傳送）總線傳送n“讀讀”(read)(read)數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作:讀來自響應(yīng)者的數(shù)據(jù)；讀來自響應(yīng)者的數(shù)據(jù)；n寫寫”(write)(write)數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作:向響應(yīng)者寫數(shù)據(jù)。向響應(yīng)者寫數(shù)據(jù)。n讀寫操作都需要在命令者和響應(yīng)者之間傳遞數(shù)據(jù)。讀寫操作都需要在命令者和響應(yīng)者之間傳遞數(shù)據(jù)。（3 3）請求通信）請求通信n通信請求通信請求:由總線上某一設(shè)備向另一設(shè)備發(fā)出的請求由總線上某一設(shè)備向另一設(shè)備發(fā)出的請求信號(hào)，要求后者給予注意并進(jìn)行某種服務(wù)。它們有信號(hào)，要求后者給予注意并進(jìn)行某

7、種服務(wù)。它們有可能要求傳送數(shù)據(jù)，也有可能要求完成某種動(dòng)作?？赡芤髠魉蛿?shù)據(jù)，也有可能要求完成某種動(dòng)作。8網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件（4 4）尋址）尋址 尋址過程是命令者與一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備建立起聯(lián)系尋址過程是命令者與一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備建立起聯(lián)系的一種總線操作。的一種總線操作。通常有以下三種尋址方式通常有以下三種尋址方式:（a a）物理尋址）物理尋址 用于選擇某一總線段上某一特定位置用于選擇某一總線段上某一特定位置的從設(shè)備作為響應(yīng)者。的從設(shè)備作為響應(yīng)者。（b b）邏輯尋址）邏輯尋址 用于指定存儲(chǔ)單元的某一個(gè)通用區(qū)，用于指定存儲(chǔ)單元的某一個(gè)通用區(qū)，而并不顧及這些存儲(chǔ)單元在設(shè)備中的物理分布。而并不顧及這些存

8、儲(chǔ)單元在設(shè)備中的物理分布。（c c）廣播尋址）廣播尋址 廣播尋址用于選擇多個(gè)響應(yīng)者。廣播尋址用于選擇多個(gè)響應(yīng)者。9網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件（5 5）總線仲裁）總線仲裁總線在傳送信息的操作過程中有可能會(huì)發(fā)生總線在傳送信息的操作過程中有可能會(huì)發(fā)生“沖突沖突”(contention)(contention)。為解決這種沖突，就需。為解決這種沖突，就需進(jìn)行總線占有權(quán)的進(jìn)行總線占有權(quán)的“仲裁仲裁”（arbitration)arbitration)?？偩€仲裁總線仲裁是用于裁決哪一個(gè)主設(shè)備是下一個(gè)占是用于裁決哪一個(gè)主設(shè)備是下一個(gè)占有總線的設(shè)備。有總線的設(shè)備?？偩€仲裁操作和數(shù)據(jù)傳送操作是完全分開且并總線仲裁操作

9、和數(shù)據(jù)傳送操作是完全分開且并行工作的，因此總線占有權(quán)的交接過程不會(huì)耽行工作的，因此總線占有權(quán)的交接過程不會(huì)耽誤總線操作。誤總線操作。10網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件（6 6）總線定時(shí)）總線定時(shí)n總線操作用總線操作用“定時(shí)定時(shí)”(timing)(timing)信號(hào)進(jìn)行同步。信號(hào)進(jìn)行同步。n定時(shí)信號(hào)定時(shí)信號(hào)用于指明總線上的數(shù)據(jù)和地址在什么時(shí)刻用于指明總線上的數(shù)據(jù)和地址在什么時(shí)刻是有效的。是有效的。n定時(shí)信號(hào)有異步和同步兩種。定時(shí)信號(hào)有異步和同步兩種。（7 7）出錯(cuò)檢測）出錯(cuò)檢測n在總線上傳送信息時(shí)會(huì)因噪聲和干擾而出錯(cuò)，因此在總線上傳送信息時(shí)會(huì)因噪聲和干擾而出錯(cuò)，因此在高性能的總線中一般設(shè)有出錯(cuò)碼產(chǎn)生和校

10、驗(yàn)機(jī)構(gòu)，在高性能的總線中一般設(shè)有出錯(cuò)碼產(chǎn)生和校驗(yàn)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)傳送過程的出錯(cuò)檢測。以實(shí)現(xiàn)傳送過程的出錯(cuò)檢測。11網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件（8 8）容錯(cuò)）容錯(cuò)n設(shè)備在總線上傳送信息出錯(cuò)時(shí)，如何減少故障對(duì)系設(shè)備在總線上傳送信息出錯(cuò)時(shí)，如何減少故障對(duì)系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的重配置能力是十分重要的。統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的重配置能力是十分重要的。n故障對(duì)分布式仲裁的影響就比菊花鏈?zhǔn)街俨眯　：蠊收蠈?duì)分布式仲裁的影響就比菊花鏈?zhǔn)街俨眯?。后者在設(shè)備出故障時(shí)，會(huì)直接影響它后面設(shè)備的工作。者在設(shè)備出故障時(shí)，會(huì)直接影響它后面設(shè)備的工作?？偩€系統(tǒng)應(yīng)能支持軟件利用一些新技術(shù)，如動(dòng)態(tài)重總線系統(tǒng)應(yīng)能支持軟件利用一些新技術(shù)，如動(dòng)態(tài)重

11、新分配地址，把故障隔離開來，關(guān)閉或更換故障單新分配地址，把故障隔離開來，關(guān)閉或更換故障單元。元。12網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件一、通信系統(tǒng)的組成一、通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)是傳遞信息所需的一切技術(shù)設(shè)備的總和。通信系統(tǒng)是傳遞信息所需的一切技術(shù)設(shè)備的總和。一般由信息源和信息接收者，發(fā)送、接收設(shè)備，傳輸一般由信息源和信息接收者，發(fā)送、接收設(shè)備，傳輸媒介幾部分組成。媒介幾部分組成。第二節(jié)第二節(jié) 通信系統(tǒng)簡介通信系統(tǒng)簡介13網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件 1.1.信息源和接收者信息源和接收者信息源和接收者是信息的產(chǎn)生者和使用者。信息源和接收者是信息的產(chǎn)生者和使用者。在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸?shù)男畔⑹菙?shù)據(jù)，是數(shù)字化在數(shù)字通信

12、系統(tǒng)中傳輸?shù)男畔⑹菙?shù)據(jù)，是數(shù)字化了的信息。這些信息可能是原始數(shù)據(jù)，也可能是了的信息。這些信息可能是原始數(shù)據(jù)，也可能是經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后的結(jié)果，還可能是某些指令或標(biāo)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后的結(jié)果，還可能是某些指令或標(biāo)志。志。信息源可根據(jù)輸出信號(hào)的性質(zhì)不同分為模擬信息信息源可根據(jù)輸出信號(hào)的性質(zhì)不同分為模擬信息源和離散信息源。源和離散信息源。14網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件2.2.發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備n發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信息源和傳輸媒介匹配發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信息源和傳輸媒介匹配起來，即將信息源產(chǎn)生的消息信號(hào)經(jīng)過編碼，并起來，即將信息源產(chǎn)生的消息信號(hào)經(jīng)過編碼，并變換為便于傳送的信號(hào)形式，送往傳輸媒介。變換為便于傳送的

13、信號(hào)形式，送往傳輸媒介。n信源編碼信源編碼：把連續(xù)消息變換為數(shù)字信號(hào)；：把連續(xù)消息變換為數(shù)字信號(hào)；n信道編碼信道編碼：使數(shù)字信號(hào)與傳輸介質(zhì)匹配，提高傳：使數(shù)字信號(hào)與傳輸介質(zhì)匹配，提高傳輸?shù)目煽啃曰蛴行?。輸?shù)目煽啃曰蛴行?。n發(fā)送設(shè)備還要包括為達(dá)到某些特殊要求所進(jìn)行的發(fā)送設(shè)備還要包括為達(dá)到某些特殊要求所進(jìn)行的各種處理，如多路復(fù)用、保密處理、糾錯(cuò)編碼處各種處理，如多路復(fù)用、保密處理、糾錯(cuò)編碼處理等。理等。15網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件3.3.傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)指發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備之間信號(hào)傳遞所經(jīng)媒介。指發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備之間信號(hào)傳遞所經(jīng)媒介?？梢允菬o線的，也可以是有線的可以是無線的，也可以是有線的(包

14、括光纖包括光纖)。有線和。有線和無線均有多種傳輸媒介，如電磁波、紅外線為無線傳無線均有多種傳輸媒介，如電磁波、紅外線為無線傳輸介質(zhì)，各種電纜、光纜、雙絞線等為有線傳輸介質(zhì)。輸介質(zhì)，各種電纜、光纜、雙絞線等為有線傳輸介質(zhì)。介質(zhì)在傳輸過程中必然會(huì)引入某些干擾，如熱噪聲、介質(zhì)在傳輸過程中必然會(huì)引入某些干擾，如熱噪聲、脈沖干擾、衰減等。媒介的固有特性和干擾特性直接脈沖干擾、衰減等。媒介的固有特性和干擾特性直接關(guān)系到變換方式的選取關(guān)系到變換方式的選取。16網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件4.4.接收設(shè)備接收設(shè)備n基基本本功功能能:完完成成發(fā)發(fā)送送設(shè)設(shè)備備的的反反變變換換，即即進(jìn)進(jìn)行行解解調(diào)調(diào)、譯碼、解密等。譯碼、

15、解密等。n任任務(wù)務(wù):從從帶帶有有干干擾擾的的信信號(hào)號(hào)中中正正確確恢恢復(fù)復(fù)出出原原始始信信息息來來，對(duì)對(duì)于于多多路路復(fù)復(fù)用用信信號(hào)號(hào)，還還包包括括解解除除多多路路復(fù)復(fù)用用，實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)正正確分路。確分路。n 以以上上所所述述是是單單向向通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)，但但在在大大多多數(shù)數(shù)場場合合下下，信信源源兼兼為為收收信信者者，通通信信的的雙雙方方需需要要隨隨時(shí)時(shí)交交流流信信息息，因此要求雙向通信。因此要求雙向通信。17網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件通信方式按照信息的通信方式按照信息的傳輸方向傳輸方向分為分為 ：(1)(1)單單工工 (simplex)simplex)方方式式 信信息息只只能能沿沿單單方方向向傳傳輸輸?shù)?/p>

16、的通信方式稱為單工方式；通信方式稱為單工方式；(2)(2)半半雙雙工工(Half Half duplex)duplex)方方式式 信信息息可可以以沿沿著著兩兩個(gè)個(gè)方方向向傳傳輸輸，但但在在某某一一時(shí)時(shí)刻刻只只能能沿沿一一個(gè)個(gè)方方向向傳傳輸輸?shù)耐ㄐ欧绞椒Q為半雙工方式；的通信方式稱為半雙工方式；(3)(3)全雙工全雙工(Full duplex)Full duplex)方式方式 信息可以同時(shí)沿著信息可以同時(shí)沿著兩個(gè)方向傳輸?shù)耐ㄐ欧绞椒Q為全雙工方式。兩個(gè)方向傳輸?shù)耐ㄐ欧绞椒Q為全雙工方式。二、傳輸方式二、傳輸方式18網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件單工、半雙工和全雙工通信方式單工、半雙工和全雙工通信方式19網(wǎng)絡(luò)與

17、數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件n基帶傳輸基帶傳輸 n載波（帶）傳輸載波（帶）傳輸 n寬帶傳輸寬帶傳輸 n異步轉(zhuǎn)移模式異步轉(zhuǎn)移模式ATM三、傳輸模式三、傳輸模式20網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件1.1.基帶傳輸基帶傳輸 基帶傳輸：在基本不改變數(shù)據(jù)信號(hào)頻率的情況下，基帶傳輸：在基本不改變數(shù)據(jù)信號(hào)頻率的情況下，在數(shù)字通信中直接傳送數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)，即按數(shù)在數(shù)字通信中直接傳送數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)，即按數(shù)據(jù)波的原樣進(jìn)行傳輸，不采用任何調(diào)制措施。據(jù)波的原樣進(jìn)行傳輸，不采用任何調(diào)制措施。是目前廣泛應(yīng)用的最基本的數(shù)據(jù)傳輸方式。是目前廣泛應(yīng)用的最基本的數(shù)據(jù)傳輸方式。局域網(wǎng)、控制局域網(wǎng)局域網(wǎng)、控制局域網(wǎng)特點(diǎn)特點(diǎn)21網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件2.2

18、.載波（帶）傳輸載波（帶）傳輸載波傳輸：先用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，然后進(jìn)載波傳輸：先用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，然后進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏斈Ｊ?。行傳輸?shù)膫鬏斈Ｊ?。最基本的最基本的調(diào)制方式調(diào)制方式：幅值鍵控：幅值鍵控(ASK)，頻移鍵控頻移鍵控(FSK)和相移鍵控和相移鍵控(PSK)3種。種。在載波傳輸中，發(fā)送設(shè)備首先要產(chǎn)生某個(gè)頻率的信在載波傳輸中，發(fā)送設(shè)備首先要產(chǎn)生某個(gè)頻率的信號(hào)作為基波來承載信息信號(hào)，這個(gè)基波就稱為載波號(hào)作為基波來承載信息信號(hào)，這個(gè)基波就稱為載波信號(hào)，基波頻率就稱為載波頻率信號(hào)，基波頻率就稱為載波頻率;然后按幅值鍵控、然后按幅值鍵控、頻移鍵控、相移鍵控等不頻移鍵控、相移鍵控等不同方式

19、改變載波信號(hào)的幅同方式改變載波信號(hào)的幅值、頻率、相位，形成調(diào)制信號(hào)后發(fā)送。值、頻率、相位，形成調(diào)制信號(hào)后發(fā)送。22網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件3.3.寬帶傳輸寬帶傳輸 n寬帶傳輸與基帶傳輸?shù)闹饕獏^(qū)別寬帶傳輸與基帶傳輸?shù)闹饕獏^(qū)別:一是數(shù)據(jù)傳輸速率不同，基帶網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率范一是數(shù)據(jù)傳輸速率不同，基帶網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率范圍為圍為0 l0Mbit/s，寬帶網(wǎng)可達(dá)寬帶網(wǎng)可達(dá)0400Mbit/s;二是寬帶網(wǎng)可劃分為多條基帶信道，能提供良好的通二是寬帶網(wǎng)可劃分為多條基帶信道，能提供良好的通信路徑。信路徑。n一般寬帶局域網(wǎng)可與有線電視系統(tǒng)共建，以節(jié)省投一般寬帶局域網(wǎng)可與有線電視系統(tǒng)共建，以節(jié)省投資。資。23網(wǎng)絡(luò)與數(shù)

20、據(jù)通信基礎(chǔ)課件4.4.異步轉(zhuǎn)移模式異步轉(zhuǎn)移模式ATMATMnATM(AsynchronousTransferMode)是一種新的傳輸是一種新的傳輸與交換數(shù)字信息的技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)的主要與交換數(shù)字信息的技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)，被規(guī)定為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)技術(shù)，被規(guī)定為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)的的傳輸模式。傳輸模式。n轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移包含傳輸與交換兩方面的內(nèi)容。包含傳輸與交換兩方面的內(nèi)容。nATM是一種在用戶接入是一種在用戶接入、傳輸和交換級(jí)綜合處理傳輸和交換級(jí)綜合處理各種通信問題的技術(shù)。它支持多媒體通信，包括數(shù)各種通信問題的技術(shù)。它支持多媒體通信，包括數(shù)據(jù)、語音和視頻信號(hào)，按需分

21、配頻帶，具有低延遲據(jù)、語音和視頻信號(hào)，按需分配頻帶，具有低延遲特性，速度可達(dá)特性，速度可達(dá)155Mbit/s一一24Gbit/s,也有也有25Mbit/s和和50Mbil/s的的ATM技術(shù)。技術(shù)。24網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件異步傳輸與同步傳輸異步傳輸與同步傳輸串行傳輸與并行傳輸串行傳輸與并行傳輸25網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件 1 1基帶傳輸中數(shù)據(jù)的表示方法基帶傳輸中數(shù)據(jù)的表示方法 (1)(1)信息傳輸有平衡傳輸和非平衡傳輸。信息傳輸有平衡傳輸和非平衡傳輸。(2)(2)根據(jù)對(duì)零電平的關(guān)系，信息傳輸可以分為歸零傳根據(jù)對(duì)零電平的關(guān)系，信息傳輸可以分為歸零傳輸和不歸零傳輸。輸和不歸零傳輸。(3)(3)根據(jù)信

22、號(hào)的極性，信息傳輸分為單極性傳輸和雙根據(jù)信號(hào)的極性，信息傳輸分為單極性傳輸和雙極性傳輸。極性傳輸。單極性碼單極性碼 雙極性碼雙極性碼四、二進(jìn)制表示方法四、二進(jìn)制表示方法26網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件 常用的數(shù)據(jù)表示方法常用的數(shù)據(jù)表示方法a)a)平衡、歸零、雙極性平衡、歸零、雙極性b)b)平衡、歸零、單極性平衡、歸零、單極性c)c)平衡、不歸零、單極性平衡、不歸零、單極性d)d)非平衡非平衡、歸零、雙極性、歸零、雙極性e)e)非平衡、歸零、單極性非平衡、歸零、單極性f)f)非平衡、不歸零、單極性非平衡、不歸零、單極性27網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件2 2載帶傳輸中的數(shù)據(jù)表示方法載帶傳輸中的數(shù)據(jù)表示方法(1

23、)(1)調(diào)幅方式調(diào)幅方式 AM(Amplitude Modulation)又稱為幅移鍵控法又稱為幅移鍵控法 ASK(Amplitude-Shift Keying)(2)調(diào)頻方式調(diào)頻方式 FM(Frequency Modulation)又稱為頻移鍵控法又稱為頻移鍵控法FSK(Frequency-Shift Keying)(3)調(diào)相方式調(diào)相方式 PM(Phase Modulation)又稱為相移鍵控法又稱為相移鍵控法PSK(Phase-Shift Keying)28網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件 數(shù)據(jù)調(diào)制方式數(shù)據(jù)調(diào)制方式（a）調(diào)幅調(diào)幅（b）調(diào)頻調(diào)頻（c）調(diào)相調(diào)相29網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中通

24、常采用三種數(shù)據(jù)交換方式：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中通常采用三種數(shù)據(jù)交換方式：n 線路交換方式線路交換方式n 報(bào)文交換方式報(bào)文交換方式n 報(bào)文分組交換方式報(bào)文分組交換方式 報(bào)文分組交換方式包含：報(bào)文分組交換方式包含：虛電路虛電路 數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)五、數(shù)據(jù)交換方式五、數(shù)據(jù)交換方式30網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件一、通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一、通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) n在分布控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是星型、環(huán)在分布控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是星型、環(huán)型和總線型。型和總線型。通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(a)星形結(jié)構(gòu)；星形結(jié)構(gòu)；(b)環(huán)型結(jié)構(gòu)；環(huán)型結(jié)構(gòu)；(c)總線型結(jié)總線型結(jié)構(gòu)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

25、及傳輸介質(zhì)31網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件1星型結(jié)構(gòu)在星型結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都通過一條鏈路連接到一個(gè)中央節(jié)點(diǎn)上去。任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信都要經(jīng)過中央節(jié)點(diǎn)。中央節(jié)點(diǎn)有一個(gè)開關(guān)裝置來接通兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信路徑。因此，中央節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造是比較復(fù)雜的，一旦發(fā)生故障，整個(gè)通信系統(tǒng)就要癱瘓。因此，這種系統(tǒng)的可靠性是比較低的，在分散控制系統(tǒng)中應(yīng)用得較少。32網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件2環(huán)型結(jié)構(gòu)在環(huán)型結(jié)構(gòu)中，所有的節(jié)點(diǎn)通過鏈路組成一個(gè)環(huán)形。需要發(fā)送信息的節(jié)點(diǎn)將信息送到環(huán)上，信息在環(huán)上只能按某一確定的方向傳輸。當(dāng)信息到達(dá)接收節(jié)點(diǎn)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)識(shí)別信息中的目的地址與自己的地址相同，就將信息取出，并加上確認(rèn)標(biāo)記，以便由發(fā)送節(jié)點(diǎn)清除。

26、33網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件3總線型結(jié)構(gòu)所有的站都通過相應(yīng)的硬件接口直接接到總線上。由于所有的節(jié)點(diǎn)都共享一條公用的傳輸線路，所以每次只能由一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，信息由發(fā)送它的節(jié)點(diǎn)向兩端擴(kuò)散。這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)又稱為廣播式網(wǎng)絡(luò)。某節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息之前，必須保證總線上沒有其他信息正在傳輸。當(dāng)這一條件滿足時(shí)，它才能把信息送上總線。34網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件二、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)二、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)n網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，實(shí)際傳送信息網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，實(shí)際傳送信息的載體。的載體。n常用的傳輸介質(zhì)有電話線、同軸電纜、雙絞線、常用的傳輸介質(zhì)有電話線、同軸電纜、雙絞線、光導(dǎo)纖維、無線與衛(wèi)星通信。光導(dǎo)纖維、無線與

27、衛(wèi)星通信。n主要特性主要特性：1）物理特性物理特性:傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述;2）傳傳輸輸特特性性:傳傳輸輸介介質(zhì)質(zhì)允允許許傳傳送送數(shù)數(shù)字字或或模模擬擬信信號(hào)號(hào)以以及調(diào)制技術(shù)、傳輸容量、傳輸?shù)念l率范圍及調(diào)制技術(shù)、傳輸容量、傳輸?shù)念l率范圍;3）連通特性連通特性:允許點(diǎn)允許點(diǎn)-點(diǎn)或多點(diǎn)連接點(diǎn)或多點(diǎn)連接 4）地理范圍地理范圍:傳輸介質(zhì)最大傳輸距離傳輸介質(zhì)最大傳輸距離 5）抗抗干干擾擾性性:傳傳輸輸介介質(zhì)質(zhì)防防止止噪噪聲聲與與電電磁磁干干擾擾對(duì)對(duì)傳傳輸輸數(shù)據(jù)影響的能力。數(shù)據(jù)影響的能力。35網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件1.1.雙絞線的主要特性雙絞線的主要特性(1)(1)物理特性物理特性n雙

28、雙絞絞線線由由按按規(guī)規(guī)則則螺螺旋旋結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)排排列列的的2根根或或4根根絕絕緣緣線線組組成成。一一對(duì)對(duì)線線可可以以作作為為一一條條通通信信線線路路，各各個(gè)個(gè)線線對(duì)對(duì)螺螺旋旋排排列列的的目目的的是是使使各各線對(duì)之間的電磁干擾最小。線對(duì)之間的電磁干擾最小。36網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件(2)(2)傳輸特性傳輸特性n雙絞線最普遍的應(yīng)用是語音信號(hào)的模擬傳輸。雙絞線最普遍的應(yīng)用是語音信號(hào)的模擬傳輸。n數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸速速率率可可達(dá)達(dá)9600bit/s，24條條音音頻頻通通道道總總的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳輸速率可達(dá)傳輸速率可達(dá)230Kbit/s。(3)(3)連通特性連通特性用于點(diǎn)用于點(diǎn)-點(diǎn)連接，也可用于多點(diǎn)連接。點(diǎn)連接，

29、也可用于多點(diǎn)連接。(4)(4)地理范圍地理范圍雙絞線用作遠(yuǎn)程中繼線時(shí)，最大距離可達(dá)雙絞線用作遠(yuǎn)程中繼線時(shí)，最大距離可達(dá)15km;用于用于l0Mbit/s局域網(wǎng)時(shí)，與集線器的距離最大為局域網(wǎng)時(shí)，與集線器的距離最大為100m。(5)(5)抗干擾性抗干擾性雙絞線的抗干擾性取決于一束線中相鄰線對(duì)的扭曲長度雙絞線的抗干擾性取決于一束線中相鄰線對(duì)的扭曲長度及適當(dāng)?shù)钠帘?。在低頻傳輸時(shí)，及適當(dāng)?shù)钠帘?。在低頻傳輸時(shí)，其抗干擾能力相當(dāng)于同其抗干擾能力相當(dāng)于同軸電纜。在軸電纜。在1010010100kHzkHz時(shí)，其抗干擾能力低于同軸電纜。時(shí)，其抗干擾能力低于同軸電纜。37網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件2.2.同軸電纜的主

30、要特性同軸電纜的主要特性(1)(1)物理特性物理特性 它它由由內(nèi)內(nèi)導(dǎo)導(dǎo)體體、外外屏屏蔽蔽層層、絕絕緣緣層層及及外外部部保保護(hù)護(hù)層層組組成成。同同軸軸介介質(zhì)質(zhì)的的特特性性參參數(shù)數(shù)由由內(nèi)內(nèi)、外外導(dǎo)導(dǎo)體體及及絕絕緣緣層層的的電電參參數(shù)和機(jī)械尺寸決定數(shù)和機(jī)械尺寸決定。38網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件(2)(2)傳輸特性傳輸特性 根根據(jù)據(jù)同同軸軸電電纜纜通通頻頻帶帶，同同軸軸電電纜纜可可以以分分為為基基帶帶同同軸軸電電纜纜和和寬寬帶同軸電纜兩類。帶同軸電纜兩類。n基帶同軸電纜一般僅用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)傳輸?；鶐S電纜一般僅用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)傳輸。n寬寬帶帶同同軸軸電電纜纜可可以以使使用用頻頻分分多多路路復(fù)復(fù)用用方

31、方法法，將將一一條條寬寬帶帶同同軸軸電電纜纜的的頻頻帶帶劃劃分分成成多多條條通通信信信信道道，使使用用各各種種調(diào)調(diào)制制方方案案，支支持持多多路路傳傳輸輸。寬寬帶帶同同軸軸電電纜纜也也可可以以只只用用于于一一條條通通信信信信道道的高速數(shù)字通信，此時(shí)稱之為單通道寬帶。的高速數(shù)字通信，此時(shí)稱之為單通道寬帶。(3)(3)連通特性連通特性n同軸電纜支持點(diǎn)同軸電纜支持點(diǎn)-點(diǎn)連接，也支持多點(diǎn)連接。點(diǎn)連接，也支持多點(diǎn)連接。(4)(4)地理范圍地理范圍n基帶同軸電纜最大距離限制在幾基帶同軸電纜最大距離限制在幾km范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。n寬帶同軸電纜最大距離可達(dá)幾十寬帶同軸電纜最大距離可達(dá)幾十km。(5)(5)抗干擾性

32、抗干擾性n同軸電纜的結(jié)構(gòu)使得它的抗干擾能力較強(qiáng)。同軸電纜的結(jié)構(gòu)使得它的抗干擾能力較強(qiáng)。39網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件3.3.光纜的主要特性光纜的主要特性n光光纜纜是是網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)傳傳輸輸介介質(zhì)質(zhì)中中性性能能最最好好、應(yīng)應(yīng)用用最最廣廣泛的一種。泛的一種。n光光纖纖是是一一種種直直徑徑為為50一一100m的的柔柔軟軟、能能傳傳導(dǎo)光波的介質(zhì)。導(dǎo)光波的介質(zhì)。40網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件n光光纖纖最最普普遍遍的的連連接接方方法法是是點(diǎn)點(diǎn)-點(diǎn)點(diǎn)方方式式，在在某某些實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中也可采用多點(diǎn)連接方式。些實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中也可采用多點(diǎn)連接方式。n光光纖纖信信號(hào)號(hào)衰衰減減極極小小，可可以以在在68km距距離離內(nèi)內(nèi)不不使用中繼器，實(shí)現(xiàn)

33、高速率數(shù)據(jù)傳輸。使用中繼器，實(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸。n光光纖纖不不受受外外界界電電磁磁干干擾擾與與噪噪聲聲的的影影響響，能能在在長長距距離離、高高速速度度傳傳輸輸中中保保持持低低誤誤碼碼率率。光光纖纖傳輸?shù)陌踩耘c保密性極好。傳輸?shù)陌踩耘c保密性極好。41網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件三、介質(zhì)訪問控制方式三、介質(zhì)訪問控制方式 1.CSMA/CD(1.CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測沖突檢測)n載載波波監(jiān)監(jiān)聽聽CSMA的的控控制制方方案案是是先先聽聽再再講講。一一個(gè)個(gè)站站要要發(fā)發(fā)送送，首首先先需需監(jiān)監(jiān)聽聽總總線線，以以決決定定介介質(zhì)質(zhì)上上是是否否存存在在其其他他站站的的發(fā)發(fā)送送信信

34、號(hào)號(hào)。如如果果介介質(zhì)質(zhì)是是空空閑閑的的，則則可可以以發(fā)發(fā)送送。如果介質(zhì)是忙的，則等待一定間隔后重試。如果介質(zhì)是忙的，則等待一定間隔后重試。2.2.令牌令牌(標(biāo)記標(biāo)記)訪問控制方式訪問控制方式n令令牌牌方方式式是是一一種種按按一一定定順順序序在在各各站站點(diǎn)點(diǎn)傳傳遞遞令令牌牌(Token)的的方方法法。誰誰得得到到令令牌牌，誰誰才才有有發(fā)發(fā)報(bào)報(bào)權(quán)權(quán)。令令牌牌訪訪間間原原理理可可用用于于環(huán)環(huán)形形網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，構(gòu)構(gòu)成成令令牌牌環(huán)環(huán)形形網(wǎng)網(wǎng);也也可用于總線網(wǎng)，構(gòu)成令牌總線網(wǎng)絡(luò)?？捎糜诳偩€網(wǎng)，構(gòu)成令牌總線網(wǎng)絡(luò)。42網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件一、一、OSIOSI參考模型參考模型n為為了了實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)不不同同廠廠家家生生

35、產(chǎn)產(chǎn)的的設(shè)設(shè)備備之之間間的的互互聯(lián)聯(lián)操操作作與與數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交交換換，國國際際標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化組組織織ISO/TC97于于1978年年建建立立了了“開開放放系系統(tǒng)統(tǒng)互互聯(lián)聯(lián)”分分技技術(shù)術(shù)委委員員會(huì)會(huì)，起起草草了了開開放放系系統(tǒng)統(tǒng)互互聯(lián)聯(lián)參參考考模模型型OSI(open system interconnection)的的建建議議草草案案，形成形成OSI參考模型。參考模型。n開開放放并并不不是是指指對(duì)對(duì)特特定定系系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)具具體體的的互互聯(lián)聯(lián)技技術(shù)術(shù)或或手手段段，而而是是對(duì)對(duì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的的認(rèn)認(rèn)同同。一一個(gè)個(gè)系系統(tǒng)統(tǒng)是是開開放放系系統(tǒng)統(tǒng)，是是指指它它可可以以與與世世界界上上任任一一遵遵守守相相同同標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)

36、的的其其他他系系統(tǒng)統(tǒng)互互聯(lián)聯(lián)通通信。信。第四節(jié)第四節(jié) 通信系統(tǒng)的協(xié)議模型通信系統(tǒng)的協(xié)議模型43網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件44網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件1.1.物理層物理層(physical layer)n涉涉及及到到通通信信在在信信道道上上傳傳輸輸?shù)牡脑际急缺忍靥亓髁?。設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)上上必必須須保保證證一一方方發(fā)發(fā)出出二二進(jìn)進(jìn)制制“1”時(shí)時(shí)，另另一一方方收到的也是收到的也是“1”而不是而不是“0”。n典典型型問問題題（1）用用多多少少伏伏特特電電壓壓表表示示“1”，多多少少伏伏特特電電壓壓表表示示“0”（2）一一個(gè)個(gè)比比特特持持續(xù)續(xù)多多少少微微秒秒（3）傳傳輸輸是是否否在在兩兩個(gè)個(gè)方方向向上上同同時(shí)時(shí)進(jìn)

37、進(jìn)行行（4）最最初初的的連連接接如如何何建建立立和和完完成成通通信信后后連連接接如如何何終終止止（5）網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)接接插插件件有有多多少少針針以以及及各各針針的用途。的用途。n主主要要是是處處理理機(jī)機(jī)械械的的、電電氣氣的的和和過過程程的的接接口口，以以及物理層下的物理傳輸介質(zhì)等問題及物理層下的物理傳輸介質(zhì)等問題。45網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件2.2.數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層(data link layer)n主要任務(wù)是主要任務(wù)是加強(qiáng)物理層傳輸原始比特的功能加強(qiáng)物理層傳輸原始比特的功能，使，使之對(duì)網(wǎng)絡(luò)層顯現(xiàn)為一條無錯(cuò)線路。之對(duì)網(wǎng)絡(luò)層顯現(xiàn)為一條無錯(cuò)線路。（1）通過在幀的前面和后面）通過在幀的前面和后面附加上特

38、殊的二進(jìn)制編附加上特殊的二進(jìn)制編碼碼模式來產(chǎn)生和識(shí)別幀邊界。模式來產(chǎn)生和識(shí)別幀邊界。（2）解決由于）解決由于幀的破壞、丟失和重復(fù)幀的破壞、丟失和重復(fù)所出現(xiàn)的問題。所出現(xiàn)的問題。46網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件（3）防止高速發(fā)送方的數(shù)據(jù)把低速的接收方防止高速發(fā)送方的數(shù)據(jù)把低速的接收方“淹沒淹沒”。采用某種流量調(diào)節(jié)機(jī)制，使發(fā)送方知道當(dāng)前接收方采用某種流量調(diào)節(jié)機(jī)制，使發(fā)送方知道當(dāng)前接收方還有多少緩存空間。還有多少緩存空間。（4）雙向傳輸數(shù)據(jù)雙向傳輸數(shù)據(jù)：從：從A到到B數(shù)據(jù)幀的確認(rèn)幀將同從數(shù)據(jù)幀的確認(rèn)幀將同從B到到A的數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)幀競爭線路的使用權(quán)競爭線路的使用權(quán)。（5）廣播式網(wǎng)絡(luò)廣播式網(wǎng)絡(luò)：控制對(duì)：控制對(duì)

39、共享信道共享信道的訪問，數(shù)據(jù)鏈路的訪問，數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)特殊的層的一個(gè)特殊的子層介質(zhì)訪問子層子層介質(zhì)訪問子層。47網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件3.3.網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層(network layer)n關(guān)系到子網(wǎng)的運(yùn)行控制，其中一個(gè)關(guān)系到子網(wǎng)的運(yùn)行控制，其中一個(gè)關(guān)鍵問題關(guān)鍵問題是是確確定分組從源端到目的端如何選擇路由定分組從源端到目的端如何選擇路由。n過多分組過多分組，相互阻塞通路，相互阻塞通路擁塞控制擁塞控制n網(wǎng)絡(luò)層設(shè)有網(wǎng)絡(luò)層設(shè)有記賬功能記賬功能，軟件必須對(duì)每一個(gè)顧客究，軟件必須對(duì)每一個(gè)顧客究竟發(fā)送了多少分組、多少字符或多少比特進(jìn)行記竟發(fā)送了多少分組、多少字符或多少比特進(jìn)行記數(shù)，以便于生成賬單。數(shù)，以便于

40、生成賬單。n分組跨越網(wǎng)絡(luò)：尋址方法完全不同，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也分組跨越網(wǎng)絡(luò)：尋址方法完全不同，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也不同，不同，異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。48網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件4.4.傳輸層傳輸層(transport layer)n基本功能是基本功能是從會(huì)話層接收數(shù)據(jù)，并且在必要時(shí)把它從會(huì)話層接收數(shù)據(jù)，并且在必要時(shí)把它分成較小的單元，傳遞給網(wǎng)絡(luò)層分成較小的單元，傳遞給網(wǎng)絡(luò)層，并確保到達(dá)對(duì)方，并確保到達(dá)對(duì)方的各段信息正確無誤。的各段信息正確無誤。n會(huì)話層每請求建立一個(gè)傳輸連接，傳輸層就為其會(huì)話層每請求建立一個(gè)傳輸連接，傳輸層就為其創(chuàng)創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)連接建一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)連接。n最流行的傳輸連接是一條最流行的傳輸

41、連接是一條無錯(cuò)的、按發(fā)送順序傳輸無錯(cuò)的、按發(fā)送順序傳輸報(bào)文或字節(jié)的點(diǎn)到點(diǎn)的信道報(bào)文或字節(jié)的點(diǎn)到點(diǎn)的信道。n傳輸層是真正的傳輸層是真正的從源到目標(biāo)從源到目標(biāo) 端到端端到端的層的層。49網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件5.5.會(huì)話層會(huì)話層(Session layer)n允許允許不同機(jī)器上的用戶建立會(huì)話不同機(jī)器上的用戶建立會(huì)話(session)關(guān)系關(guān)系。n管理對(duì)話管理對(duì)話：（1）方式方式：會(huì)話層允許信息：會(huì)話層允許信息同時(shí)雙向同時(shí)雙向傳輸，或傳輸，或任一時(shí)刻任一時(shí)刻只能只能單向單向傳輸。傳輸。（2）令牌管理令牌管理(token management)：令牌可以在會(huì)話令牌可以在會(huì)話雙雙方方之間之間交換交換，只有

42、，只有持有令牌持有令牌的一方可以的一方可以執(zhí)行執(zhí)行某種某種關(guān)鍵關(guān)鍵操作操作。（3）同步同步(synchronization)：在數(shù)據(jù)流中插人檢查點(diǎn)在數(shù)據(jù)流中插人檢查點(diǎn)，每次網(wǎng)絡(luò)崩潰后，僅需要重傳最后一個(gè)檢查點(diǎn)以后的每次網(wǎng)絡(luò)崩潰后，僅需要重傳最后一個(gè)檢查點(diǎn)以后的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。50網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件6.6.表示層表示層(presentation layer)n完成某些完成某些特定功能特定功能：所傳輸?shù)模核鶄鬏數(shù)男畔⒌恼Z法和語義信息的語法和語義。n為為了了讓讓采采用用不不同同表表示示法法的的計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)之之間間能能進(jìn)進(jìn)行行通通信信，交交換換中中使使用用的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可以以用用抽抽象象的的方

43、方式式來來定定義義，并并且且使使用用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的的編編碼碼方方式式。表表示示層層管管理理這這些些抽抽象象數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，并并且且在在計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)內(nèi)內(nèi)部部表表示示法法和和網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)表示法之間進(jìn)行準(zhǔn)表示法之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換。51網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件7.7.應(yīng)用層應(yīng)用層(application layer)n包含大量人們包含大量人們普遍需要的協(xié)議普遍需要的協(xié)議。n虛擬終端軟件虛擬終端軟件都位于應(yīng)用層。都位于應(yīng)用層。n解決不同的解決不同的系統(tǒng)之間傳輸文件系統(tǒng)之間傳輸文件所需處理的各種所需處理的各種不兼不兼容容問題。問題。n文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程作業(yè)輸入、名錄查詢和文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程作業(yè)

44、輸入、名錄查詢和其他各種通用和專用的功能。其他各種通用和專用的功能。52網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件二、二、TCP/IPTCP/IP參考模型參考模型n計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的祖祖父父ARPANET和和其其后后繼繼的的因因特特網(wǎng)網(wǎng)使使用用 的的 參參 考考 模模 型型 TCP/IP參參 考考 模模 型型 (TCP/IP reference model)。nARPANET是是由由美美國國國國防防部部DoD(USDepartment of Defense)贊助的研究網(wǎng)絡(luò)。贊助的研究網(wǎng)絡(luò)。n主要設(shè)計(jì)目標(biāo)：主要設(shè)計(jì)目標(biāo)：n 無縫隙地連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)無縫隙地連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)n 網(wǎng)絡(luò)不受子網(wǎng)硬件損失的影響網(wǎng)絡(luò)不受子網(wǎng)硬件

45、損失的影響53網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件54網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件1.1.互聯(lián)網(wǎng)層互聯(lián)網(wǎng)層n基于無連接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層的分組交換網(wǎng)絡(luò)基于無連接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層的分組交換網(wǎng)絡(luò)。n功能是功能是使主機(jī)可以把分組發(fā)往任何網(wǎng)絡(luò)并使分組使主機(jī)可以把分組發(fā)往任何網(wǎng)絡(luò)并使分組獨(dú)立地傳向目標(biāo)獨(dú)立地傳向目標(biāo)(可能經(jīng)由不同的網(wǎng)絡(luò)可能經(jīng)由不同的網(wǎng)絡(luò))。這些。這些分組到達(dá)的順序和發(fā)送的順序可能不同，因此如分組到達(dá)的順序和發(fā)送的順序可能不同，因此如果需要按順序發(fā)送及接收時(shí)，高層必須對(duì)分組排果需要按順序發(fā)送及接收時(shí)，高層必須對(duì)分組排序。序。n互聯(lián)網(wǎng)層定義了正式的互聯(lián)網(wǎng)層定義了正式的分組格式和協(xié)議分組格式和協(xié)議，即，即IP協(xié)協(xié)議議(inte

46、rnet protocol)。55網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件2.2.傳輸層傳輸層n功功能能：使使源源端端和和目目標(biāo)標(biāo)端端主主機(jī)機(jī)上上的的對(duì)對(duì)等等實(shí)實(shí)體體可可以以進(jìn)進(jìn)行行會(huì)話和會(huì)話和OSI的傳輸層一樣。的傳輸層一樣。n定義了定義了兩個(gè)端到端的協(xié)議兩個(gè)端到端的協(xié)議：n傳輸控制協(xié)議傳輸控制協(xié)議TCP(transmission control protocol)：面面向向連連接接的的協(xié)協(xié)議議，允允許許從從一一臺(tái)臺(tái)機(jī)機(jī)器器發(fā)發(fā)出出的的字字節(jié)節(jié)流流無無差差錯(cuò)錯(cuò)地地發(fā)發(fā)往往互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)上上的的其其他他機(jī)機(jī)器器。它它把把輸輸人人的的字字節(jié)節(jié)流流分分成成報(bào)報(bào)文文段段并并傳傳給給互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)層層。在在接接收收端端，T

47、CP接接收收進(jìn)進(jìn)程程把把收收到到的的報(bào)報(bào)文文再再組組裝裝成成輸輸出出流流。TCP還還要要處理流量控制。處理流量控制。56網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP(user datagram protocol)UDP(user datagram protocol)：一一個(gè)個(gè)不不可可靠靠的的、無無連連接接協(xié)協(xié)議議，用用于于不不需需要要TCPTCP的的排排序序和和流流量量控控制制能能力力而而是是自自己己完完成成這這些些功功能能的的應(yīng)應(yīng)用用程程序序。它它也也被被廣廣泛泛地地應(yīng)應(yīng)用用于于只只有有一一次次的的、客客戶戶-服服務(wù)務(wù)器器模模式式的的請請求求-應(yīng)應(yīng)答答查查詢詢，以以及及快快速速遞

48、遞交交比比準(zhǔn)準(zhǔn)確確遞遞交交更重要的應(yīng)用程序，如傳輸語音或影像。更重要的應(yīng)用程序，如傳輸語音或影像。57網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件TCPIPTCPIP協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)58網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件3.3.應(yīng)用層應(yīng)用層nTCP/IP模模型型沒沒有有會(huì)會(huì)話話層層和和表表示示層層。來來自自O(shè)SI模模型型的的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)已已經(jīng)經(jīng)證證明明，它它們們對(duì)對(duì)大大多多數(shù)數(shù)應(yīng)應(yīng)用用程程序序都都沒沒有有用處。用處。n包包含含所所有有的的高高層層協(xié)協(xié)議議。最最早早引引人人的的是是虛虛擬擬終終端端協(xié)協(xié)議議(TELNET)、文文件件傳傳輸輸協(xié)協(xié)議議(FTP)和和電電子子郵郵件件協(xié)協(xié)議議(SMTP)。59網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件4.4

49、.主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層n互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)層層的的下下面面什什么么都都沒沒有有，TCP/IP參參考考模模型型沒沒有有真真正正描描述述這這一一部部分分，只只是是指指出出主主機(jī)機(jī)必必須須使使用用某某種種協(xié)協(xié)議議與與網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)連連接接，以以便便能能在在其其上上傳傳遞遞IP分分組組。這這個(gè)個(gè)協(xié)協(xié)議議末末被被定定義義，并并且且隨隨主主機(jī)機(jī)和和網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的不不同同而而不同不同。60網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件三、三、0 0SISI參考模型和參考模型和TCP/IPTCP/IP參考模型的比較參考模型的比較n很多相似之處，層的功能也大體相似。很多相似之處，層的功能也大體相似。n傳輸層及傳輸層以上的層都為希望通信的進(jìn)程提供

50、傳輸層及傳輸層以上的層都為希望通信的進(jìn)程提供端到端的、與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的傳輸服務(wù)。端到端的、與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的傳輸服務(wù)。（1）三個(gè)概念三個(gè)概念：nOSI模型模型有三個(gè)主要概念有三個(gè)主要概念:n 服務(wù)、服務(wù)、接口、接口、協(xié)議協(xié)議nTCP/IP參考模型參考模型最初沒有明確區(qū)分服務(wù)、接口和協(xié)最初沒有明確區(qū)分服務(wù)、接口和協(xié)議，后來改進(jìn)：互聯(lián)網(wǎng)層提供的真正服務(wù)只是議，后來改進(jìn)：互聯(lián)網(wǎng)層提供的真正服務(wù)只是發(fā)送發(fā)送IP分組分組(SEND IP PACKET)和和接收接收IP分組分組(RECElVE IP PACKET)。61網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件（2）OSI模型中的協(xié)議比模型中的協(xié)議比TCP/IP參考模型的協(xié)議參考模型

51、的協(xié)議具有更好的隱藏性具有更好的隱藏性，在，在技術(shù)發(fā)生變化技術(shù)發(fā)生變化時(shí)能相對(duì)比時(shí)能相對(duì)比較容易地較容易地替換掉替換掉。nOSI參考模型產(chǎn)生在協(xié)議發(fā)表之前。這意味著該參考模型產(chǎn)生在協(xié)議發(fā)表之前。這意味著該模型沒有偏向于任何特定的協(xié)議，因此非常通用。模型沒有偏向于任何特定的協(xié)議，因此非常通用。n而而TCP/IP卻正好相反。首先出現(xiàn)的是協(xié)議，模卻正好相反。首先出現(xiàn)的是協(xié)議，模型實(shí)際上是對(duì)己有協(xié)議的描述。因此，不會(huì)出現(xiàn)型實(shí)際上是對(duì)己有協(xié)議的描述。因此，不會(huì)出現(xiàn)協(xié)議不能匹配模型的情況，它們配合得相當(dāng)好。協(xié)議不能匹配模型的情況，它們配合得相當(dāng)好。惟一的問題是該模型不適合于任何其他協(xié)議棧。惟一的問題是該模

52、型不適合于任何其他協(xié)議棧。62網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件（3）面向連接的和無連接的通信面向連接的和無連接的通信nOSI模型模型在在網(wǎng)絡(luò)層支持無連接和面向連接網(wǎng)絡(luò)層支持無連接和面向連接的通的通信，但在信，但在傳輸層僅有面向連接傳輸層僅有面向連接的通信。的通信。nTCP/IP模型模型在網(wǎng)絡(luò)層僅有一種通信模式，但在網(wǎng)絡(luò)層僅有一種通信模式，但在傳輸層支持兩種模式在傳輸層支持兩種模式，給了用戶選擇的機(jī)，給了用戶選擇的機(jī)會(huì)。會(huì)。63網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件四、現(xiàn)場總線的通信模型四、現(xiàn)場總線的通信模型n具有具有7 7層結(jié)構(gòu)的層結(jié)構(gòu)的OSlOSl參考模型可支持的通信功能是參考模型可支持的通信功能是相當(dāng)強(qiáng)大的。相當(dāng)強(qiáng)

53、大的。n工業(yè)數(shù)據(jù)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成開放互聯(lián)系統(tǒng)，工業(yè)數(shù)據(jù)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成開放互聯(lián)系統(tǒng)，制定和選擇通信模型：制定和選擇通信模型：7 7層層0 0SISI參考模型是否適應(yīng)參考模型是否適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的通信環(huán)境，工業(yè)現(xiàn)場的通信環(huán)境，簡化型簡化型是否更適合于控制是否更適合于控制網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需要？網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需要？n工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場存在大量的傳感器、控制器、執(zhí)行工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場存在大量的傳感器、控制器、執(zhí)行器等，零散地分布在一個(gè)器等，零散地分布在一個(gè)較大范圍較大范圍內(nèi)，構(gòu)成控制內(nèi)，構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)，其單個(gè)節(jié)點(diǎn)單個(gè)節(jié)點(diǎn)面向控制的面向控制的信息量不大信息量不大，信息，信息傳輸?shù)膫鬏數(shù)娜蝿?wù)任務(wù)相對(duì)也比較相對(duì)也比

54、較簡單簡單，但對(duì)，但對(duì)實(shí)時(shí)性、快速實(shí)時(shí)性、快速性性的要求較高。的要求較高。64網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件幾種典型現(xiàn)場總線的通信參考模型幾種典型現(xiàn)場總線的通信參考模型與與OSIOSI模型的對(duì)照模型的對(duì)照65網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件LonWorksLonWorks、CANCAN與與0 0SISI模型分層比較模型分層比較66網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件 第五節(jié)第五節(jié) 差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制n差錯(cuò)控制：有效地檢測錯(cuò)誤并進(jìn)行糾正的方法稱差錯(cuò)差錯(cuò)控制：有效地檢測錯(cuò)誤并進(jìn)行糾正的方法稱差錯(cuò)控制?？刂啤分布控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)是在條件比較惡劣的工業(yè)環(huán)境下工作的，因此，在信息傳輸過程中，各種各樣的干擾可能造成傳輸錯(cuò)誤。這些錯(cuò)誤輕

55、則會(huì)使數(shù)據(jù)發(fā)生變化，重則會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)過程事故。因此必須采取一定的措施來檢測錯(cuò)誤并糾正錯(cuò)誤，檢錯(cuò)和糾錯(cuò)統(tǒng)稱為差錯(cuò)控制。n突發(fā)錯(cuò)誤；由突發(fā)噪聲引起的，誤碼連續(xù)成片出現(xiàn)；n隨機(jī)錯(cuò)誤：由隨機(jī)噪聲引起的，誤碼與其前后的代碼是否出錯(cuò)無關(guān)。67網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件差錯(cuò)控制方法：在傳輸信息中附加冗余度在傳輸方法中附加冗余度 68網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件n奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)n編碼規(guī)則：在原信息后附加一位校驗(yàn)位編碼規(guī)則：在原信息后附加一位校驗(yàn)位(垂直校驗(yàn)垂直校驗(yàn))，或在原信息后附加一行校驗(yàn)行，或在原信息后附加一行校驗(yàn)行(水平校驗(yàn)水平校驗(yàn))，使得，使得整個(gè)碼字或碼組中的代碼整個(gè)碼字或碼組中的代碼“1”的個(gè)數(shù)成為偶數(shù)或的

56、個(gè)數(shù)成為偶數(shù)或奇數(shù)。奇數(shù)。n“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)的稱為的個(gè)數(shù)為偶數(shù)的稱為“偶數(shù)校驗(yàn)偶數(shù)校驗(yàn)”;n“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)的稱為的個(gè)數(shù)為奇數(shù)的稱為“奇數(shù)校驗(yàn)奇數(shù)校驗(yàn)”。n特點(diǎn)：校驗(yàn)?zāi)芰艿?，只能校?yàn)出：特點(diǎn)：校驗(yàn)?zāi)芰艿?，只能校?yàn)出：“1”或或”0“有奇數(shù)錯(cuò)誤，但不能確定是一個(gè)還是三個(gè)或有奇數(shù)錯(cuò)誤，但不能確定是一個(gè)還是三個(gè)或更多個(gè)奇數(shù)的錯(cuò)誤。也不能發(fā)現(xiàn)偶數(shù)個(gè)錯(cuò)誤及出更多個(gè)奇數(shù)的錯(cuò)誤。也不能發(fā)現(xiàn)偶數(shù)個(gè)錯(cuò)誤及出現(xiàn)現(xiàn)“1”錯(cuò)與錯(cuò)與“0”錯(cuò)次數(shù)和為偶數(shù)的錯(cuò)誤。錯(cuò)次數(shù)和為偶數(shù)的錯(cuò)誤。69網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件n循環(huán)冗余校驗(yàn)循環(huán)冗余校驗(yàn)n循環(huán)冗余校驗(yàn)（循環(huán)冗余校驗(yàn)（cyclic redundancy check,C

57、RC)對(duì)傳輸序列進(jìn)行一次規(guī)定的除法對(duì)傳輸序列進(jìn)行一次規(guī)定的除法操作，將除法操作的余數(shù)附加在傳輸信息的操作，將除法操作的余數(shù)附加在傳輸信息的后邊。在接收端，也對(duì)收到的數(shù)據(jù)做相同的后邊。在接收端，也對(duì)收到的數(shù)據(jù)做相同的除法。如果接收端除法得到的結(jié)果其余數(shù)不除法。如果接收端除法得到的結(jié)果其余數(shù)不是零，就表明發(fā)生了錯(cuò)誤。是零，就表明發(fā)生了錯(cuò)誤。n基于除法的循環(huán)冗余檢驗(yàn)，其計(jì)算量大于奇基于除法的循環(huán)冗余檢驗(yàn)，其計(jì)算量大于奇偶校驗(yàn)與求和校驗(yàn)，它能夠檢測出大約偶校驗(yàn)與求和校驗(yàn)，它能夠檢測出大約99.95%的錯(cuò)誤。的錯(cuò)誤。70網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)n循環(huán)冗余校驗(yàn)原理圖循環(huán)冗余校驗(yàn)原理圖發(fā)送方接收方

58、發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)f(x)實(shí)際發(fā)送數(shù)據(jù)字段校驗(yàn)字段接收的數(shù)據(jù)接收的數(shù)據(jù)f(x)生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式G(x)如果接收正確如果接收正確如果接收出錯(cuò)如果接收出錯(cuò)f(x)：比特序列作為多相式的系數(shù)比特序列作為多相式的系數(shù)G(x)：生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式k：為：為生成多項(xiàng)式的最高次冪生成多項(xiàng)式的最高次冪71網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)CRC-12:CRC-12:CRC-16:CRC-16:CRC-CCITT:CRC-CCITT:CRC-32:CRC-32:n解：待校驗(yàn)數(shù)據(jù)為110011（6比特）n 生成多相式為比特序列為：1101（4比特，k=3）n 將待校驗(yàn)數(shù)據(jù)比特序列乘以23，則產(chǎn)生的乘積為1

59、10011000n 將乘積用生成多項(xiàng)式比特序列去除，按模二算法應(yīng)得到余數(shù)為：001n 將余數(shù)比特序列加到乘積中:001+110011000=110011001n n 如果在數(shù)據(jù)傳輸中沒有錯(cuò)誤,那么接收端收到的帶有CRC校驗(yàn)碼的接收數(shù)據(jù)比特序列一定能被相同的多項(xiàng)式整除,如不能被整除則表明有錯(cuò)誤。例：待校驗(yàn)數(shù)據(jù)為例：待校驗(yàn)數(shù)據(jù)為110011110011。CRCCRC多項(xiàng)式為，寫多項(xiàng)式為，寫出循環(huán)冗余碼的計(jì)算和校驗(yàn)過程。出循環(huán)冗余碼的計(jì)算和校驗(yàn)過程。模二算法與算數(shù)算法類似，但減法不借位，加法不進(jìn)位，相當(dāng)于異或。72網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件n現(xiàn)現(xiàn)場場總總線線又又稱稱現(xiàn)現(xiàn)場場控控制制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，屬屬于于一一

60、種種特特殊殊類類型型的的計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，是是用用于于完完成成自自動(dòng)動(dòng)化化任任務(wù)務(wù)的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。絡(luò)系統(tǒng)。n從從現(xiàn)現(xiàn)場場控控制制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的的設(shè)設(shè)備備類類型型、傳傳輸輸信信息息的的種種類類、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)所所執(zhí)執(zhí)行行的的任任務(wù)務(wù)、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)所所處處的的工工作作環(huán)環(huán)境境等等方方面面，現(xiàn)現(xiàn)場場控控制制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)都都有有別別于于由由普普通通PCPC機(jī)機(jī)或其他計(jì)算機(jī)構(gòu)成的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)?；蚱渌?jì)算機(jī)構(gòu)成的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。第六節(jié)第六節(jié) 現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)73網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件一、現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)一、現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)n現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)大都是具有計(jì)算與通信能力現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)大都是具有計(jì)算與通信能力的

61、測量控制設(shè)備。的測量控制設(shè)備。n限限位位開開關(guān)關(guān)、感感應(yīng)應(yīng)開開關(guān)關(guān)等等各各類類開開關(guān)關(guān);條條形形碼碼閱閱讀讀器器;光光電電傳傳感感器器;溫溫度度、壓壓力力、流流量量、物物位位等等各各種種傳傳感感器器、變變送送器器;可可編編程程邏邏輯輯控控制制器器PLC;PID等等數(shù)數(shù)字字控控制制器器;各各種種數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)采采集集裝裝置置;作作為為監(jiān)監(jiān)視視操操作作設(shè)設(shè)備備的的監(jiān)監(jiān)控控計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)、工工作作站站及及其其外外設(shè)設(shè);各各種種調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)閥閥;電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)控控制制設(shè)設(shè)備備;變變頻頻器器;機(jī)機(jī)器器人人;作作為為現(xiàn)現(xiàn)場場控控制制網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的中繼器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)中繼器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)等。等。74網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通

62、信基礎(chǔ)課件n把單個(gè)分散的有通信能力的測量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)把單個(gè)分散的有通信能力的測量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使它們之間可以相互溝通，使它們之間可以相互溝通信息，由它們共同完成自控任務(wù)，這就是信息，由它們共同完成自控任務(wù)，這就是現(xiàn)場控制現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)。75網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件二、現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)二、現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)n將將現(xiàn)現(xiàn)場場運(yùn)運(yùn)行行的的各各種種信信息息傳傳送送到到遠(yuǎn)遠(yuǎn)離離現(xiàn)現(xiàn)場場的的控控制制室室(把把生生產(chǎn)產(chǎn)現(xiàn)現(xiàn)場場設(shè)設(shè)備備的的運(yùn)運(yùn)行行參參數(shù)數(shù)、狀狀態(tài)態(tài)以以及及故故障障信信息息等等送送往往控控制室制室)；n將將各各種種控控制制、維維護(hù)護(hù)、組組態(tài)態(tài)命命

63、令令等等送送往往位位于于現(xiàn)現(xiàn)場場的的測測量量控控制制現(xiàn)現(xiàn)場場設(shè)設(shè)備備中中；現(xiàn)現(xiàn)場場級(jí)級(jí)控控制制設(shè)設(shè)備備之之間間數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)聯(lián)聯(lián)系系與與溝溝通的作用；通的作用；n還還要要在在與與操操作作終終端端、上上層層管管理理網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)連連接接和和信信息息共享共享中發(fā)揮作用。中發(fā)揮作用。n參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)測覽和遠(yuǎn)程監(jiān)控參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)測覽和遠(yuǎn)程監(jiān)控76網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件n控制網(wǎng)絡(luò)必須解決的問題控制網(wǎng)絡(luò)必須解決的問題：惡劣的工作環(huán)境、控制網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)與互操作。惡劣的工作環(huán)境、控制網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)與互操作。n不同于普通計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)不同于普通計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸量量相相對(duì)對(duì)較較小小，傳傳輸輸速速率率相相對(duì)對(duì)

64、較較低低，多多為為短短幀幀傳傳送送，但但它它要要求求通通信信傳傳輸輸?shù)牡膶?shí)實(shí)時(shí)時(shí)性性強(qiáng)強(qiáng)，可靠性高?？煽啃愿?。n現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的特定需求現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的特定需求：滿足控制的實(shí)時(shí)性要求、工業(yè)環(huán)境下的抗干擾、滿足控制的實(shí)時(shí)性要求、工業(yè)環(huán)境下的抗干擾、總線供電等?？偩€供電等。77網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件三、現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性三、現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性n現(xiàn)現(xiàn)場場控控制制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)不不同同于于普普通通數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的最最大大特特點(diǎn)點(diǎn):它它必必須須滿滿足足對(duì)對(duì)現(xiàn)現(xiàn)場場控控制制的的實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)性性要要求求。實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)控控制制往往往往要要求求對(duì)對(duì)某某些些變變量量的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)準(zhǔn)準(zhǔn)確確定定時(shí)時(shí)刷刷新新。這這種種對(duì)對(duì)動(dòng)動(dòng)作作

65、時(shí)時(shí)間有實(shí)時(shí)要求的系統(tǒng)稱為實(shí)時(shí)系統(tǒng)。間有實(shí)時(shí)要求的系統(tǒng)稱為實(shí)時(shí)系統(tǒng)。n實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)系系統(tǒng)統(tǒng)的的運(yùn)運(yùn)行行不不僅僅要要求求系系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)動(dòng)作作在在邏邏輯輯上上的的正正確確性性，同同時(shí)時(shí)要要求求滿滿足足時(shí)時(shí)限限性性。實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)系系統(tǒng)統(tǒng)又又可可分分為為硬硬實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)和和軟軟實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)兩兩類類。硬硬實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)系系統(tǒng)統(tǒng)要要求求實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)任任務(wù)務(wù)必必須須在在規(guī)規(guī)定定的的時(shí)時(shí)限限完完成成，否否則則會(huì)會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生生嚴(yán)嚴(yán)重重的的后后果果;而而軟軟實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)系系統(tǒng)統(tǒng)中中的的實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)任任務(wù)務(wù)在在超超過過了了截截止止期期后后的的一一定定時(shí)時(shí)限限內(nèi)，系統(tǒng)仍可以執(zhí)行處理。內(nèi)，系統(tǒng)仍可以執(zhí)行處理。78網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件一、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)一、網(wǎng)絡(luò)傳

66、輸技術(shù)1.1.廣播式網(wǎng)絡(luò)廣播式網(wǎng)絡(luò)(broadcast network)(broadcast network)n廣播式網(wǎng)絡(luò)僅有廣播式網(wǎng)絡(luò)僅有一條通信信道一條通信信道，由網(wǎng)絡(luò)上的所，由網(wǎng)絡(luò)上的所有機(jī)器有機(jī)器共享共享，按某種語法組織的，按某種語法組織的分組或包分組或包 (packet)(packet)，可以，可以被任何機(jī)器發(fā)送被任何機(jī)器發(fā)送并被其他所有并被其他所有的機(jī)器的機(jī)器接收接收。分組的。分組的地址字段地址字段指明此分組應(yīng)被指明此分組應(yīng)被哪臺(tái)機(jī)器接收。一旦收到分組，各機(jī)器將檢查哪臺(tái)機(jī)器接收。一旦收到分組，各機(jī)器將檢查它的地址字段。如果是發(fā)送給它的，則處理該它的地址字段。如果是發(fā)送給它的，則處理該分組，否則將它丟棄。（一對(duì)一）分組，否則將它丟棄。（一對(duì)一）第七節(jié)第七節(jié) 網(wǎng)絡(luò)硬件網(wǎng)絡(luò)硬件79網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件n一對(duì)多一對(duì)多n廣播廣播(broadcasting)(broadcasting)：廣播系統(tǒng)也允許廣播系統(tǒng)也允許在地址字在地址字段中使用一段特殊代碼段中使用一段特殊代碼，以便，以便將分組發(fā)送到所有將分組發(fā)送到所有目標(biāo)目標(biāo)。使用此代碼的分組發(fā)出以后，網(wǎng)絡(luò)上的每。使用此代碼的分組發(fā)出以后