[理學]第2章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-03-18 02:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ：樹形拓撲。 Inter、廣域網(wǎng)主要結(jié)構(gòu) 41 局域網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高 布線容易，連線總長度小于星型結(jié)構(gòu) 易對站點擴充和刪除 缺點： 總線任務(wù)重，易產(chǎn)生瓶頸問題 總線本身的故障對系統(tǒng)是毀滅性的 ：總線拓撲?，F(xiàn)場總線主要結(jié)構(gòu)。 42 局域網(wǎng)技術(shù) 總線概述（補充） ： 總線與總線段： 總線就是 傳輸信號或信息的公共路徑 ，是 遵循同一技術(shù)規(guī)范的連接與操作方式。一組設(shè)備通過總線連在一起成為 “ 總線段 ”，可以通過總線段互聯(lián)把多個總線段連接成一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 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 “ 總線主設(shè)備 ” ，也就是它能主動發(fā)起通信的能力，又稱命令者，比如監(jiān)控設(shè)備。 總線從設(shè)備： 不能在總線上主動發(fā)起通信、只能掛接在總線上，對總線信息進行接收查詢的設(shè)備稱為從設(shè)備，或基本設(shè)備，比如各控制器。 43 局域網(wǎng)技術(shù) 總線概述（補充） ： 總線協(xié)議： 管理 主、從設(shè)備使用 總線的一套規(guī)則 成為 “ 總線協(xié)議 ” 。即主從設(shè)備事先約定好的收發(fā)方式和順序。 控制信號： 總線協(xié)議的具體表征，三類控制信號： (1)控制設(shè)備； (2)控制傳輸：比如幀格式和傳輸速率等等； (3)表征地址和數(shù)據(jù)意義：用于告知其它設(shè)備自身的屬性。 44 局域網(wǎng)技術(shù) 總線概述（補充） ： 總線操作（各現(xiàn)場總線協(xié)議的核心內(nèi)容）： 總線上命令者和響應者之間的 連接、數(shù)據(jù)傳送、脫開 這一操作過程成為一次總線操作，或者叫做一個總線交易，實際就是一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程。各種現(xiàn)場總線這一過程不同，主要用協(xié)議表征。 （ 1） 尋址 ： 物理尋址：通過對方的 具體位置 和對方建立通信，比如程序中指明第二段第三個設(shè)備。 邏輯尋址：通過對方的 IP地址、 MAC地址或名稱標識 和對方建立通信。和具體位置無關(guān)。 45 局域網(wǎng)技術(shù) 總線概述（補充） ： （ 2） 通信請求 ： 通信請求是由總線上某一設(shè)備向另一設(shè)備發(fā)出的請求信號，要求后者給予注意并進行某種服務(wù)。一般是主設(shè)備呼叫從設(shè)備。 不同的總線標準中，通信請求的方式是多種多樣的。比如菊花鏈方式中，就需要一個通信處理器來檢測通信請求，當檢測到某個設(shè)備有通信的要求，就把總線占有權(quán)給該設(shè)備。 （ 3） 總線仲裁 ： 多個設(shè)備可能在同時都發(fā)出請求信號，也就是總線在傳送信息的操作過程中可能會發(fā)生沖突，為解決這種沖突，就需要裁決哪一個主設(shè)備可以占用總線，這就是總線仲裁。 總線仲裁的原則： 介質(zhì)訪問方法 46 1）載波偵聽 (CSMA)： 最常用的介質(zhì)訪問控制方法。 原理： 每個工作站在 發(fā)送信息之前 ，都要 監(jiān)聽傳輸線 上是否有信息在發(fā)送，也叫 “ 載波監(jiān)聽 ” 。如果 介質(zhì)是空閑 的，則 可以發(fā)送 。如果 介質(zhì)是忙 的， 則等待一定間隔 后重試。 具體措施： 不堅持 CSMA（非持續(xù)堅持）、 1－堅持 CSMA（持續(xù)堅持） P－堅持 CSMA（概率堅持） 局域網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)各站點的發(fā)送是隨機的，必須在網(wǎng)絡(luò)上爭用傳輸介質(zhì)，故稱之為爭用技術(shù)。若同一時刻有多個工作站向傳輸線路發(fā)送信息，則這些信息會在傳輸線上相互混淆而遭破壞，稱為 “ 沖突 ” 。為盡量避免由于競爭引起的沖突，必須采取介質(zhì)訪問控制方法。 47 （ 1） .不堅持 CSMA ? 站點在發(fā)送數(shù)據(jù)前先監(jiān)聽信道 ， 若信道忙則 放棄 偵 聽 ， 等待一個 隨機時間 后再 偵 聽 ， 若信道空閑則發(fā)送數(shù)據(jù) 。 ? 信道利用率高于 1堅持 CSMA， 但延遲特性要差些 。 局域網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 48 （ 2） . 1堅持 CSMA ? 站點在發(fā)送數(shù)據(jù)前先偵聽信道 ， 若信道忙則 一直堅持 偵聽直至發(fā)現(xiàn)信道空閑 ， 一旦信道空閑立即 （ 概率 1） 發(fā)送數(shù)據(jù) ，發(fā)現(xiàn)沖突后隨機等待一段時間 ， 然后重新開始偵聽信道 。 ? 該協(xié)議適合于規(guī)模較小和負載較輕的網(wǎng)絡(luò) 。 局域網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 49 ?（ 3） p堅持 CSMA ? 適用于時分信道 。 站點在發(fā)送數(shù)據(jù)前先偵聽信道 ， 信道忙則等到下一個時間片再偵聽 ， 信道空閑則以 概率 p發(fā)送數(shù)據(jù) ， 以概率 1p將發(fā)送推遲到下一個時間片 。 下一個時間片執(zhí)行相同的操作直至發(fā)送成功或檢測到信道忙 。 ? 該協(xié)議 試圖在 1堅持 CSMA和非堅持 CSMA間取得性能的折衷 ， 影響協(xié)議性能的關(guān)鍵在于 p的選擇 。 由具體通信協(xié)議軟件指定 p的具體數(shù)值 。 局域網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 50 局域網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) ?p堅持 CSMA 51 局域網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 3）令牌訪問控制 源于環(huán)形結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在也用于總線結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。是一種絕對不會發(fā)生沖突的控制機制。 某一瞬間只允許一個站點發(fā)送報文。具體措施： A：令牌傳遞（指令報文） B：時間原則（不同時間點發(fā)送） 52 局域網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)的參考模型 ?OSI/RM 模型的提出 ?世界上第一個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)由 IBM公司提出（ 74年 SNA），以后其他公司也相繼提出自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如：Digital公司的 DNA，美國國防部的 TCP/IP等，多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)并存，其結(jié)果是若采用 IBM的結(jié)構(gòu)，只能選用 IBM的產(chǎn)品，只能與同種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。 ?為了促進計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，國際標準化組織 ISO于 1977年成立了一個委員會，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，提出了不 基于具體機型、操作系統(tǒng)或公司的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) ，稱為開放系統(tǒng)互聯(lián)模型（ OSI參考， open system interconnection） 53 局域網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)的參考模型 OSI/RM 模型劃分層次的原則 ?網(wǎng)絡(luò)中 各結(jié)點 都有 相同的層次 ?不同結(jié)點 相同層次 具有 相同的功能 ?同一結(jié)點 相鄰層 間通過 接口通信 ?每一層 可以 使用下層 提供的 服務(wù) ，并向上層提供服務(wù)不同結(jié)點的同等層間通過協(xié)議來實現(xiàn)對等層間的通信 ?將 相似的功能 集中在 同一層 中。 54 局域網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)的參考模型 信件投遞過程示意 55 局域網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)的參考模型
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