【正文】 1 計算機控制技術 2022/2/17 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 Network and Communication Technology of Computer Control System 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 2 本章主要內(nèi)容 ? 計算機網(wǎng)絡概述 ? 數(shù)據(jù)通信技術 ? 工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡與通訊 3 計算機控制技術 2022/2/17 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 Unit 1 計算機網(wǎng)絡概述 Introduction of Computer Network 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 4 本節(jié)主要內(nèi)容 ? 計算機網(wǎng)絡的定義 ? 計算機網(wǎng)絡的分類 ? 計算機網(wǎng)絡的協(xié)議層次模型 ? 計算機局域網(wǎng) ? 計算機網(wǎng)絡互聯(lián)設備 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 5 .1計算機網(wǎng)絡的定義 ? 計算機網(wǎng)絡是指把若干臺地理位置不同且具有獨立功能的計算機或設備 ， 通過通訊設備和線路相互連接起來 ， 以實現(xiàn)信息的傳輸和資源共享的一種計算機系統(tǒng) 。 ? 網(wǎng)絡中的各臺計算機或設備 （ 或稱為節(jié)點 ）之間相互通信 ， 并能實現(xiàn)資源共享 。 ? 資源包括硬件資源 、 軟件資源和數(shù)據(jù)庫資源 。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 6 計算機網(wǎng)絡的分類（ 1） – 局域網(wǎng) LAN（ Local Area Network) ? 計算機硬件設備不大、通信線路不長、采用單一的傳輸介質(zhì)、覆蓋范圍小。 – 區(qū)域網(wǎng) MAN (Metropolitan Area NetWork) ? 通常覆蓋一個區(qū)域城市，又稱城域網(wǎng)。 – 廣域網(wǎng) WAN（ Wide Area Network) ? 不僅可以把多個局域網(wǎng)連在一起，也可以把世界各地的局域網(wǎng)連在一起，傳輸裝置和媒體由電信部門提供。 ? 計算機控制系統(tǒng)中一般采用局域網(wǎng)或局域網(wǎng)的互連。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 7 計算機網(wǎng)絡的分類（ 2） ? ? 網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)定義： 在計算機通信網(wǎng)絡中 ， 網(wǎng)絡的拓撲 (Topology)結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡中的各臺計算機 、 設備之間相互連接的方式 。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 8 計算機網(wǎng)絡的分類（ 3） 按網(wǎng)絡的拓樸結(jié)構(gòu)分類： – 星形網(wǎng) : 以一臺中心處理機為主而構(gòu)成的網(wǎng)絡，其他入網(wǎng)的計算機僅與該中心處理機之間有直接的物理鏈路，中心處理機采用分時的方法為入網(wǎng)機器服務。 – 總線型網(wǎng) :所有入網(wǎng)機器共用一條傳輸線路 ， 機器通過專用的分接頭接入線路 。 由于線路對信號的衰減作用 ， 總線形網(wǎng)僅用于有限的區(qū)域 ， 常用于組建局域網(wǎng) 。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 9 計算機網(wǎng)絡的分類（ 4） 按網(wǎng)絡的拓樸結(jié)構(gòu)分類： – 環(huán)形網(wǎng) :入網(wǎng)機器通過中繼器接入網(wǎng)絡 ， 每個中繼器僅與兩個相鄰的中繼器有直接的物理線路 ， 所有的中繼器及其物理線路構(gòu)成了一個環(huán)狀的網(wǎng)絡系統(tǒng) ，環(huán)形網(wǎng)也是局域網(wǎng)的一種主要形式 。 – 網(wǎng)狀網(wǎng)絡 :利用專門負責數(shù)據(jù)通信和傳輸?shù)墓?jié)點機構(gòu)成的網(wǎng)絡 ， 入網(wǎng)機器直接接入節(jié)點機進行通信 ，網(wǎng)狀網(wǎng)絡主要用于地理范圍大 、 入網(wǎng)機器多的環(huán)境 ，例如構(gòu)造廣域網(wǎng) 。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 10 計算機網(wǎng)絡的分類（ 5） ? – 專用網(wǎng)： – 公用網(wǎng)： 由電信部門組建 、 管理和控制 ， 網(wǎng)絡內(nèi)的傳輸和轉(zhuǎn)換可供任何部門和個人使用；公用網(wǎng)常用于遠程網(wǎng)絡的構(gòu)建 ， 支持用戶的遠程通信 。 由用戶部門組建經(jīng)營的網(wǎng)絡 ， 不允許其它用戶和部門使用；由于投資因素 ， 專用網(wǎng)常為局域網(wǎng)或者是通過租借電信部門的線路而組建的廣域網(wǎng) 。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 11 計算機網(wǎng)絡的分類（ 6） ? – 報文交換網(wǎng)： – 分組交換網(wǎng)： – 電路交換網(wǎng)： 類同報文交換技術 ， 但規(guī)定了交換機處理和傳輸數(shù)據(jù)的長度 （ 稱之為分組 ） ， 不同用戶的數(shù)據(jù)分組可以交織出現(xiàn)在網(wǎng)絡中的物理鏈路上傳輸 。 類同電話方式 ， 具有建立鏈路 、 數(shù)據(jù)傳輸和釋放鏈路三個階段；通信過程中 ， 自始至終占用該鏈路 。 且不允許其它用戶共享其信道資源 。 交換機采用具有 “ 存儲 — 轉(zhuǎn)發(fā) ” 能力的計算機 ， 用戶數(shù)據(jù)可以暫時保存在交換機內(nèi) ， 等待線路空閑時 ， 再進行用戶數(shù)據(jù)的一次傳輸 。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 12 計算機網(wǎng)絡的分類（ 7） ? – 通信子網(wǎng) ? 網(wǎng)絡中面向數(shù)據(jù)通信的資源集合 ， 主要支持用戶數(shù)據(jù)的傳輸；該子網(wǎng)包括傳輸線路 、 交換機和網(wǎng)絡控制中心等硬件設施 。 – 資源子網(wǎng) ? 網(wǎng)絡中面向數(shù)據(jù)處理的資源集合 ， 主要支持用戶的應用；該子網(wǎng)由用戶的主機資源組成 ， 包括接入網(wǎng)絡的用戶主機 ， 以及面向應用的外設 （ 例如終端 ） 、 軟件和可共享的數(shù)據(jù) （ 例如公共數(shù)據(jù)庫 ）等 。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 13 計算機網(wǎng)絡的協(xié)議層次模型（ 1） ? 計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的實質(zhì) – 定義和描述一組用于計算機及其通訊設施之間互連的標準和規(guī)范的集合 ， 遵循這組規(guī)范可以很方便的實現(xiàn)計算機設備之間的通訊 。 ? 制定標準和協(xié)議的目的 – 能夠支持異種計算機間的互連與通信 – 能夠支持多種通信媒體 – 能夠支持多種處理業(yè)務 – 能夠支持高級的人機接口 – 具有可擴充能力 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 14 計算機網(wǎng)絡的協(xié)議層次模型（ 2） 應 用 層 表 示 層 會 話 層 傳 輸 層 網(wǎng) 絡 層 物 理 層 數(shù)據(jù)鏈路層 邏輯鏈路控制層（ LLC） 介質(zhì)存取控制層（ MAC） 七層模型示意圖 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 15 計算機網(wǎng)絡的協(xié)議層次模型（ 3） (開放系統(tǒng)互連 )模型 ? 物理層 （ Physical Layer） – 提供了建立網(wǎng)絡的物理及電氣連接特性，如雙絞線電纜、光纜、同軸電纜、連接器等等?？梢哉J為這一層是一個硬件層，通常做成芯片，印刷電路板（網(wǎng)絡適配器）和電纜等。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 16 計算機網(wǎng)絡的協(xié)議層次模型（ 4） ? 數(shù)據(jù)鏈路層（ Data Link Layer） – 介質(zhì)存取控制（ MAC）層： MAC子層負責網(wǎng)絡訪問（無論是令牌傳遞還是帶沖突的邏輯鏈路控制檢測）和網(wǎng)絡控制。 – 邏輯鏈路控制（ LLC）層。 LLC子層工作于 MAC子層之上，主要負責發(fā)送和接收用戶的數(shù)據(jù)信息。 這一層的大部分或全部內(nèi)容由網(wǎng)絡適配器上的芯片實現(xiàn)，而再往上的各層則是由軟件（網(wǎng)絡驅(qū)動器）來實現(xiàn)的。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 17 計算機網(wǎng)絡的協(xié)議層次模型（ 5） ? 網(wǎng)絡層 （ Network Layer） – 這一層切換路由信息包，使之到達它們的目的地。網(wǎng)絡層負責尋址及傳送信息包。 ? 傳輸層 （ Transport Layer） – 當同一時刻有多個信息包在傳送時，傳輸層將控制信息報文組成部件的順序并規(guī)范輸入的信息流。如果來了一個重復的信息包，傳輸層將識別出它是重復的并將其丟棄。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 18 計算機網(wǎng)絡的協(xié)議層次模型（ 6） ? 會話層（ Session Layer） – 這一層的功能是使運行于兩個工作站上的應用程序能夠協(xié)調(diào)其間的通信使之成為一個獨立的會話，可以把它當作是一個高度結(jié)構(gòu)化的對話。會話層負責會話的建立，支持會話期間對信息包的發(fā)送與接收的管理及結(jié)束會話。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡與通信技術 2022/2/17 計算機控制技術 19 計算機網(wǎng)絡的協(xié)議層次模型（ 7） ? 表示層（ Presentation Layer） – 當各種計算機打算彼此傳送