【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 B中 繼 節(jié) 點(diǎn)應(yīng) 用 實(shí) 體 “ X ”應(yīng) 用 實(shí) 體 “ Y ”應(yīng) 用 層表 示 層會(huì) 話(huà) 層傳 輸 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù) 據(jù) 鏈 路 層物 理 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù) 據(jù) 鏈 路 層物 理 層物 理 媒 體 （ 通 信 路 徑 ）O S I 參 考 模 型 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輸所必須遵循的規(guī)則 ， 有時(shí)也被稱(chēng)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： RS232C、 RS422A、 RS423A、 RS485等均為物理層協(xié)議 。 功能： 將有差錯(cuò)的物理鏈路改造成對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層來(lái)說(shuō)是無(wú)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 。 網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)使網(wǎng)絡(luò)中傳輸分組。它以鏈路層提供的無(wú)差錯(cuò)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： 、 IP協(xié)議。 （ 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(lèi)似程序使報(bào)頭和控制報(bào)文進(jìn)行對(duì)話(huà) 。 功能： 從會(huì)話(huà)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數(shù)據(jù)完整性 。 協(xié)議： TCP協(xié)議 用戶(hù) (即兩個(gè)表示層進(jìn)程 )之間的連接稱(chēng)為會(huì)話(huà) 。為了建立會(huì)話(huà) ， 用戶(hù)必須提供希望連接的遠(yuǎn)程地址 (會(huì)話(huà)地址 )， 會(huì)話(huà)雙方首先需要彼此確認(rèn) ， 以證明它有權(quán)從事會(huì)話(huà)和接收數(shù)據(jù) ， 然后兩端必須同意在該會(huì)話(huà)中的各種選擇項(xiàng)的確定 ， 在這以后開(kāi)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(huà)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(méi)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(huà) ， 或根據(jù)規(guī)定 ， 在會(huì)話(huà)不能正常發(fā)生的情況下終止會(huì)話(huà) 。 要解決的問(wèn)題：如何描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并使之與機(jī)器無(wú)關(guān) 。 功能： 通過(guò)一些編碼規(guī)則定義在通信中傳送這些信息所需要的傳送語(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(lèi)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 。 應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)的功能分兩大部份，即用戶(hù)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。這一層解決了數(shù)據(jù)傳輸完整性的問(wèn)題或與發(fā)送／接收設(shè)備的速度不匹配的問(wèn)題。 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802課題組成立于 1980年 2月，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) 存取控制子層 MAC。 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(guò)介質(zhì)存取部件 (也稱(chēng)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) (CSMA／ CD)、 令牌總線(xiàn)(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)。 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)價(jià)和選型 (1)大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型 (2)中小型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型 1．工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)價(jià) 性能評(píng)價(jià)指標(biāo)： 傳輸速率 、 吞吐能力 、 穩(wěn)定性 、確定性 、 可靠性和靈活性 。 令牌環(huán)與令牌總線(xiàn)的性能比較： 傳輸速率： 環(huán)形是點(diǎn)到點(diǎn)連接 ， 傳輸效率高；總線(xiàn)形是多點(diǎn)連接 ， 在總線(xiàn)上形成邏輯環(huán) ， 邏輯環(huán)不固定 ， 令牌傳遞和維護(hù)算法比環(huán)形復(fù)雜 。 吞吐能力 ：令牌環(huán)數(shù)據(jù)吞吐能力高于令牌總線(xiàn) ，原因在于控制結(jié)構(gòu)上的差異 。 令牌總線(xiàn)是廣播式 ， 數(shù)據(jù) 、 令牌 、 回答都要獨(dú)占介質(zhì) ， 使數(shù)據(jù)傳送有效時(shí)間減少；令牌是順序循環(huán)訪(fǎng)問(wèn) ， 一定條件下有并行工作的特性 ， 其數(shù)據(jù) 、 令牌 、 回答可同時(shí)傳遞 。 穩(wěn)定性 ：在負(fù)載變化的環(huán)境中 ， 令牌環(huán)的穩(wěn)定性較令牌總線(xiàn)好 。 確定性： 兩種控制結(jié)構(gòu)的通訊方式一樣 ， 確定性相同 。 靈活性： 總線(xiàn)是無(wú)源連接 ， 信息傳輸又不需轉(zhuǎn)發(fā) ，增減結(jié)點(diǎn)都無(wú)須斷開(kāi)原系統(tǒng) ， 可靠性和靈活性強(qiáng)于令牌環(huán) 。 (1)大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型 大型系統(tǒng)常采用分散型控制的模式 ， 系統(tǒng)主要分為三級(jí) ， 并采用縱向?qū)哟谓Y(jié)構(gòu) 。 ① 分散過(guò)程控制級(jí) ：主要完成自動(dòng)調(diào)節(jié)和程序控制 ， 可靠性 、 實(shí)時(shí)性要求較高 。 系統(tǒng)一般按調(diào)節(jié)回路或設(shè)備分布 ， 呈典型遞階控制特性 ， 橫向聯(lián)系少 。該級(jí)數(shù)據(jù)量不大 ， 數(shù)據(jù)包較短 ， 地理分布區(qū)域也較小 。采用令牌總線(xiàn) 、 主從總線(xiàn)或星形結(jié)構(gòu)比較合適 ， 從性能價(jià)格比考慮 ， 主從總線(xiàn)結(jié)構(gòu) 最佳 。 2．工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的選型 ② 集中操作監(jiān)控級(jí) ：該級(jí)數(shù)據(jù)處理量較大 ， 數(shù)據(jù)包較長(zhǎng)且規(guī)整 ， 實(shí)時(shí)性 、 可靠性 、 靈活性也較高 。 系統(tǒng)一般按設(shè)備和功能混合分布 ， 橫向聯(lián)系較多 。 因此 ， 該級(jí)采用 令牌總線(xiàn) 較好 。 ③ 綜合信息管理級(jí) ：該級(jí)數(shù)據(jù)多且傳輸量大，系統(tǒng)按功能橫向分布，地域范圍廣，靈活性要求較低，工作站容量大。因此，本級(jí)宜采用 令牌環(huán) 結(jié)構(gòu)。 (2)中小型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型 對(duì)只有集中操作監(jiān)控級(jí)和分散過(guò)程控制級(jí)的中小型系統(tǒng)：兩級(jí)同時(shí)使用令牌總線(xiàn)。 對(duì)傳輸量大、結(jié)點(diǎn)少且分散的場(chǎng)合：監(jiān)控級(jí)直接選用令牌環(huán)較好。 老企業(yè)技術(shù)改造：星形結(jié)構(gòu)。 分布式控制系統(tǒng) (DCS) 分布式控制系統(tǒng) (Distributed Control System DCS)也稱(chēng)集散控制系統(tǒng)。 DCS綜合了計(jì)算機(jī) (Computer)技術(shù)、控制 (Control)技術(shù)、 CRT顯示技術(shù)、通信(Commmunication)技術(shù)即 4C技術(shù) ，集中了連續(xù)控制、批量控制、邏輯順序控制、數(shù)據(jù)采集等功能。 DCS概述 DCS的分散過(guò)程控制級(jí) DCS的集中操作監(jiān)控級(jí) DCS的綜合信息管理級(jí) DCS概述 DCS的體系結(jié)構(gòu)通常為三級(jí)。第一級(jí)為分散過(guò)程控制級(jí)；第二級(jí)為集中操作監(jiān)控級(jí)；第三級(jí)為綜合信息管理級(jí)。各級(jí)之間由通訊網(wǎng)絡(luò)連接，級(jí)內(nèi)各裝置之間由本級(jí)的通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信聯(lián)系。 DCS結(jié)構(gòu)示意圖