控制網絡技術期末考試復習綱要

1、控制網絡技術期末考試復習綱要（注：本復習綱要不保證完全把握考試要點，外加本課程知識點細而散亂，復習時請勿徹底脫離講義；時間緊迫，難免疏漏，望各位諒解！對于最后兩個章節(jié)CAN & PROFIBUS實在不好總結，故而本文件該部分參考價值很低；計算題參見文件結尾附錄。）第一章 緒論（了解）1、 現場總線：安裝在制造或過程區(qū)域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、串行、多點通信的數據總線。2、 現場總線系統(tǒng)的組成（見右圖）3、 現場總線是當今3C技術，即通信（Communication）、計算機（Computer）、控制（Control）技術發(fā)展的結合點。4、 現場總線的技術特點：現

2、場通信網絡數字通信網絡開放互連網絡現場設備互連網絡結構與功能高度分散的系統(tǒng)互操作性與互換性網絡5、 現場總線的優(yōu)點：導線和連接附件大量減少儀表和輸入輸出轉換器（卡件）大量減少設計、安裝和調試費用大大降低維護開銷大幅度下降系統(tǒng)可靠性提高系統(tǒng)測量與控制精度提高（后面略，了解即可，講義中共計11點）。第二章 數據通訊基礎1、 為何說傅里葉分析是數據通信的數學基礎？（原因共有三個層面，概要如下，自行用語言豐富）答：進行數據通信的信號都可以通過傅里葉分解轉化為不同頻率不同幅值的正弦信號。不同頻率的信號在傳播過程中受到的抑制效果不同，即不同頻率信號會出現不同效果的衰減。每條通信信道都有自己的信道帶寬和最大

3、數據傳輸速率，不在信道范圍內的信號進行傳輸就會出現失真，甚至根本不能傳送。2、 重要定義 信源：通信過程中產生和發(fā)送信息的設備或計算機。信宿：通信過程中接收和處理信息的設備或計算機。信道：通信過程中信源和信宿之間的通信線路。 數據率(Bit Rate) ：每秒鐘傳輸的二進制代碼位數，單位為比特/秒（bit/s或bps）。數據率也稱為比特率或數據傳輸速率調制速率Baud Rate：每秒鐘傳輸的電信號單元數或碼元數，單位為波特Baud。調制速率也稱為波特率或碼元速率注：注意二者區(qū)別，一個碼元可能存儲多位二進制信息。3、 Nyqust公式比特率與波特率的關系S = B log2N(bps)S是比特率

4、，B是波特率，N表示信號為N進制，或稱一個電信號單元可能狀態(tài)為N個。（注：此處可能有計算題，所有計算題參見附錄）4、 信道的技術指標 信道帶寬 (Channel Bandwidth) ：信道中傳輸的信號在不失真的情況下所占用的頻率范圍，通常稱為信道的通頻帶，單位HZ。注：信號帶寬：頻率分量的范圍；將信號頻譜中最高頻率減去最低頻率。注意二者區(qū)別，當信道的帶寬大于被傳送信號的帶寬時，信號才能順利通過信道。 信道容量(Channel Capacity) ：信道能夠傳送的最大數據率；單位時間內，信道能夠傳送的最大比特數。 吞吐量 ：信道在單位時間內成功傳輸的總信息量。 傳播速度(Propagation

5、 Speed)：通信線路上，信號單位時間內傳送的距離 （米/秒）。 出錯率(Bit Error Rate) ：誤碼率，二進制位在傳輸中被傳錯的概率；信道傳輸可靠性指標。誤碼率 P = 傳送錯的位數 / 傳送總位數。5、 香農定理信道的最大數據傳輸速率C-最大傳輸速率（bps）；H-信道帶寬；S/N-信噪比注：對于無噪聲信道（式中V為被傳信號的電平級數）：最大數據傳輸速率(b/s) 6、 數據通信的方式（通常有以下三種分類方法）：串行傳輸和并行傳輸同步傳輸和異步傳輸單工、半雙工、全雙工。單工通信：信息只能單方向傳輸半雙工通信：允許數據向兩個方向的任一方向流動，但每一時刻只能朝一個方向流動全雙工通

6、信：每個端既可同時發(fā)送，又可同時接收7、 數據編碼技術 數字數據的模擬信號調制：一個正弦波有三個主要特性定義：振幅、頻率和相位。相應的有三種將數字數據調至到模擬信號的機制：幅移鍵控法、頻移鍵控法、相移鍵控法。A）幅移鍵控法：用載波信號的不同幅值(A1和A2)來表示兩個二進制值“0”和“1”。B）頻移鍵控法：用載波信號不同的頻率(f1和f2)表示兩個二進制值“0”和“1”。C）相移鍵控法：用載波信號的不同的相位(1和2)來表示兩個二進制值“0”和“1”。 模擬信號轉換成數字信號脈沖編碼調制PCM8、 主干和多路復用 頻分多路復用FDM：把信道的可用頻帶分成多個互不交疊的頻段，每個信號占其中一個頻

7、段。接收時用適當的濾波器分離出不同信號，分別進行解調接收。 時分多路復用TDM：按傳輸信號的時間進行分割，使不同的信號在不同時間內傳送。即將整個傳輸時間分成許多時間間隔，每個時間片被一路信號占用。 波分多路復用WDM：光的頻分復用，在光纖信道上使用的頻分多路復用的一個實例。9、 常用傳輸介質：有線傳輸媒體（雙絞線、同軸電纜、光纖、磁介質等）和無線傳輸媒體（無線電、短波、光波、衛(wèi)星等）。第三章 計算機網絡基礎1、 計算機網絡是利用通信設備和線路將地理位置不同的、功能獨立的多個計算機系統(tǒng)連接起來，以功能完善的網絡軟件實現網絡的硬件、軟件及資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。（計算機網絡是計算機技術與通信技術

8、相結合的產物，它的定義略顯重要，老師在課堂上多次提及，但講義中無官方定義，前文摘自維基百科，請各位領略其內涵后自行描述）2、 網絡拓撲結構：星型樹形環(huán)形不規(guī)則形總線型完整型3、 計算機網絡的分類 按信息交換方式分：電路交換網、分組交換網及綜合交換網 按傳輸技術分：廣播式網絡、點到點網絡 按網絡規(guī)模分：局域網、城域網及廣域網4、 計算機網絡結構OSI參考模型7層結構 物理層：為數據鏈路層提供一個物理連接，保證信息進入信道并在接收方取下，實現透明地傳送比特流。 數據鏈路層：負責在兩個相鄰結點間建立、維護和拆除鏈路，并通過差錯控制、流量控制將不太可靠的物理鏈路改造成無差錯的數據鏈路。 網絡層：從源端

9、到目的端中間經過多個中間結點，有很多種走法，網絡層負責從中選擇出一條最優(yōu)的路徑。即確定分組從源端到目的端如何選擇路由。（網絡層要處理的問題：路由選擇、擁塞控制、網絡尋址、網絡互聯） 傳輸層：是主計算機對主計算機的層次，根據通信子網的特性最佳地利用網絡資源，并以可靠和經濟的方式，為源主機和目的主機的會話層之間建立一條傳輸通道，用以透明的傳送報文。 會話層：用戶（進程）的入網接口。會話層雖然不參與具體的數據傳輸，但它卻對數據傳輸進行管理。會話層在兩個互相通信的應用進程之間建立、組織和協調起交互活動（即會話）。 表示層：所處理的是通信雙方之間的數據表示問題，包括數據加密與解密、數據壓縮和數據轉換問題

10、。 應用層：OSI模型的最高層，是直接面向用戶的一層，通過向應用和系統(tǒng)管理進程提供分布式信息服務，實現進程和OSI 環(huán)境的訪問。5、 五層協議的體系結構：應用層+運輸層+網絡層+數據鏈路層+物理層。6、 參照講義自行了解主機1向主機2發(fā)送數據的流程。7、 相關定義（不在老師所劃重點范圍，個人感覺需要掌握）如時延（發(fā)送時延、傳播時延）、時延帶寬積。 發(fā)送時延=數據塊長度/發(fā)送速率 傳播時延=信道長度/信號在信道上的傳播速率 時延帶寬積=傳播時延*帶寬第四章 物理層1、 物理層的特性 機械特性：規(guī)定了物理連接時，接口所用接線器的形狀、幾何尺寸、引腳數目、排列方式固定和鎖定裝置等。如插頭、插座幾何尺

11、寸等。 電氣特性：電氣特性規(guī)定了DTE 和DCE之間多條信號線的連接方式、發(fā)送器和接收器的電氣參數，包括信號源輸出阻抗、負載輸入阻抗、信號“1”或“0”的電壓范圍、傳輸速率和距離的限制等。（DTE-數據終端設備（data terminal equipment），是具有一定數據處理能力的發(fā)送、接收數據的設備。DCE-數據電路端連接設備，數據終端設備和傳輸網絡之間的通信接口設備；任何能夠通過網絡發(fā)送和接收模擬或數字數據的功能單元。） 功能特性：說明接口信號引腳的功能分配和確切的定義；信號線包括：數據線、控制線、定時線和地線等。 規(guī)程特性：規(guī)定了使用接口線實現數據傳輸的操作過程，也就是在物理連接的建

12、立、維持和釋放階段，DTE 和DCE雙方在各自電路上的動作序列。2、 物理層關心的并不是具體物理設備或物理傳輸介質，而是關心DTE通過DCE介入通信網的描述和規(guī)定，即物理層關心的是DTE和DCE的接口。第五章 數據鏈路層1、 數據鏈路層的三種基本服務： 無確認的無連接服務：目的結點不作確認，差錯由上層負責。 有確認的無連接服務：目的結點對收到的幀要作確認，發(fā)送結點可以知道已發(fā)出的幀是否安全到達目的結點；誤幀重傳。 面向連接服務：可靠地傳送數據的服務，即提供在網絡實體間建立、維持和釋放數據鏈路的功能。2、 差錯控制死鎖問題 何為死鎖：如果發(fā)方發(fā)出的數據幀在傳輸過程中丟失，收方因沒有收到數據幀，當

13、然不會向發(fā)方發(fā)任何應答幀，若發(fā)方要等收到應答幀后再發(fā)送下一個數據幀，必然永遠等待下去，出現死鎖。同理，若收方發(fā)給發(fā)方的應答幀丟失，也會產生死鎖。 常用解決辦法：發(fā)方每發(fā)完一個數據幀，就啟動一個超時定時器，若超過定時器所設置的定時時間仍未收到收方的應答幀，則發(fā)方重傳前面所發(fā)送的數據幀。（定時時間一般選為略大于“從發(fā)完數據幀到收到應答幀所需的平均時間”）3、 常用的差錯檢測方法有奇偶校驗和循環(huán)冗余校驗CRC（重要計算，參見附錄）。4、 基本的數據鏈路協議： 無限制的單工協議（理想工作情況無差錯控制，無流量控制）A）發(fā)送：在源機器的數據鏈路層上運行；無限循環(huán)，盡可能快地把數據放到線上。B）接收：等待

14、幀到達，從硬件緩沖中取出新到的幀，賦給變量。最終，數據部分傳給網絡層，而數據鏈路層返回初始狀態(tài)，等待新幀的到來。 單工的“停等”協議（非理想工作情況無差錯控制，有流量控制）A） 主要問題：如何防止發(fā)送過程發(fā)送數據過快，使接收過程來不及處理。B） 解決辦法：要求接收方提供反饋信息（ACK）。C） 存在死鎖問題，解決辦法即是采用超時定時器。D） 不使用否認幀，ACKn 表示“第 n 1 號幀已經收到，現在期望接收第 n 號幀”。E） “停等”協議的要點：1） 只有收到序號正確的確認幀 ACKn 后，才更新發(fā)送狀態(tài)變量 V(S)一次，并發(fā)送新的數據幀。2） 接收端接收到數據幀時，就要將發(fā)送序號 N(

15、S) 與本地的接收狀態(tài)變量 V(R) 相比較, 若二者相等就表明是新的數據幀，就收下，并發(fā)送確認; 否則為重復幀，就必須丟棄。但這時仍須向發(fā)送端發(fā)送確認幀 ACKn，而接收狀態(tài)變量 V(R) 和確認序號 n 都不變。3） 連續(xù)出現相同發(fā)送序號的數據幀，表明發(fā)送端進行了超時重傳。連續(xù)出現相同序號的確認幀，表明接收端收到了重復幀。4） 發(fā)送端在發(fā)送完數據幀時，必須在其發(fā)送緩存中暫時保留這個數據幀的副本。這樣才能在出差錯時進行重傳。只有確認對方已經收到這個數據幀時，才可以清除這個副本。5） 實用的 CRC 檢驗器都是用硬件完成的。6） CRC 檢驗器能夠自動丟棄檢測到的出錯幀。因此所謂的“丟棄出錯幀

16、”，對上層軟件或用戶來說都是感覺不到的。7） 發(fā)送端對出錯的數據幀進行重傳是自動進行的，因而這種差錯控制體制常簡稱為 ARQ (Automatic Repeat reQuest)，直譯是自動重傳請求，但意思是自動請求重傳。 有噪聲信道的單工協議（非理想工作情況有差錯控制，有流量控制）其采用連續(xù)ARQ協議/流水線協議，工作原理為：在發(fā)送完一個數據幀后，不是停下來等待確認幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個數據幀；如果這時收到了接收端發(fā)來的確認幀，那么還可以接著發(fā)送數據幀；若收到對其中某一幀的否認幀，則從該幀開始的后續(xù)幀全部重發(fā)；由于減少了等待時間，整個通信的吞吐量就提高了。 滑動窗口協議A） 任何時刻發(fā)

17、送方都維持著一組序列號，對應于允許它發(fā)送的幀。這些幀落在發(fā)送窗口之內。接收過程也維持一個接收窗口，對應于一組允許接收的幀。B） 發(fā)送窗口：序列號代表已發(fā)送了的但尚未確認的幀。C） 接收窗口：對應著允許接收的幀。任何落在窗口外的幀都不加說明的丟棄。當序列號等于窗口下限的幀收到后，把它交給網絡層，產生一個確認，且窗口整個向前移動一個位置。接收方窗口總是保持初始時的大小。 退后N幀協議（與前面連續(xù)ARQ協議原理一致） 選擇性重傳協議：只重傳出現差錯的數據幀或定時器超時的數據幀，由接收方的數據鏈路層存儲差錯幀之后的所有正確的幀。當發(fā)送過程最終意識到了某個幀出錯時，只是重傳此差錯幀，而不是所有的后繼幀。

18、第六章 介質訪問控制子層1、 LAN參考模型： 物理層：必不可少；與OSI參考模型的物理層相同，負責物理連接和在媒體上傳輸比特流；主要任務是描述傳輸媒體結構的一些特性； 數據鏈路層：與網絡拓撲結構、通道（介質）訪問方法以及介質類型密切相關。為了適應技術發(fā)展且又能保持數據鏈路層與上層的接口盡可能穩(wěn)定，IEEE802課題組將局域網數據鏈路層劃分為兩個子層LLC （logical link control）和MAC （medium access control）；MAC子層功能：成幀/拆幀， 實現、維護MAC協議，位差錯檢測，尋址；LLC子層功能：向高層提供SAP，建立/釋放邏輯連接，差錯控制，幀序

19、號處理； 網絡層：廣播式通信，不需要路由選擇功能，所以將其簡化成了上層協議的服務訪問點SAP。2、 多路訪問協議（Multiple Access Protocols） Ethernet 的核心技術是介質存取訪問控制方法,記為CSMA/CD，CSMA/CD 方法用來解決多結點公用總線的問題。Ethernet 的核心技術經歷了從純 ALOHA、時隙ALOHA到載波偵聽多路訪問 CSMA 方法的演化過程。 純ALOHA協議：任何時刻只要用戶有數據要發(fā)，就可以自由地進行發(fā)送。信息發(fā)送完畢，發(fā)送站等待一段時間，若在等待時間內收到接收站的應答信息，則表明發(fā)送成功，否則重發(fā)該數據幀。（純ALOHA協議的特點

20、是：不對結點發(fā)送數據的時間進行任何約束，因而吞吐率很低。） 分隙ALOHA協議：通過限制信息發(fā)送的時刻來改進的。各站只能在時隙的起始時刻才能開始發(fā)送信息。 載波監(jiān)聽(Carrier Sense)的思想是：站點在發(fā)送幀訪問傳輸信道之前，首先監(jiān)聽信道有無載波，若有載波，說明已有用戶在使用信道，則不發(fā)送幀以避免沖突。多路訪問(Multiple Access)是指多個用戶共用一條線路。 載波偵聽多路訪問協議要求網絡各站點偵聽載波是否存在（即有無傳輸），并執(zhí)行相應動作的協議。提出“先聽后說”的方法，是對ALOHA的一種改進協議?；舅枷耄好總€站在發(fā)送數據前，先偵聽信道上有無其他站正在發(fā)送信息。如果沒有，

21、則發(fā)送數據；如果有，則暫不發(fā)送，退避一段時間后再嘗試。（根據偵聽策略的不同，分為三種：持續(xù)CSMA、 p持續(xù)CSMA、非持續(xù)CSMA。這三種偵聽策略參照講義了解其工作原理。） 有沖突檢測的CSMA：先聽后說，邊說邊聽，沖突停止，延時再發(fā)。3、 IEEE802.3 的物理層標準：以10 Base 5為例，10位表示數據率（Mbps），base位表示基帶/寬帶，5位表示段最大長度（百米）。4、 令牌環(huán)（Token Ring，IEEE 802.5） 環(huán)接口（TCU）的操作模式：發(fā)送模式 (站點發(fā)送數據時)/偵聽模式 (其他時候) 令牌環(huán)的操作過程：空令牌截獲令牌，發(fā)送數據轉發(fā)幀和接收幀撤銷幀重新發(fā)令

22、牌。5、 環(huán)長的比特度量計算，參見附錄6、 虛擬局域網：常用的劃分方式有三種（根據端口來劃分VLAN, 根據MAC地址劃分VLAN, 根據網絡層劃分VLAN）。第七章 網絡層1、 計算機網絡分為資源子網和通信子網。網絡層是通信子網的最高層，它在數據鏈路層提供服務的基礎上向資源子網提供服務。2、 網絡層是否面向連接和網絡層是否可靠是兩個獨立的問題。重要的兩種組合：可靠的、面向連接的網絡層ATM; 不可靠的、面向無連接的網絡層因特網。3、 擁塞控制 產生原因：分組太多；處理器速度慢；線路帶寬低。 所有解決方案分為兩類：開環(huán)和閉環(huán)。開環(huán)致力于通過良好的設計來避免問題的出現，確保問題在一開始時就不會發(fā)

23、生。一旦系統(tǒng)安裝并運行起來，就不再做任何中間階段的更正。閉環(huán)的解決方案是建立在反饋環(huán)路上的。當用于擁塞控制時，有3個部分（監(jiān)視系統(tǒng)，檢測何時何地發(fā)生了擁塞；將此信息傳送到可能采取行動的地方；調整系統(tǒng)操作以更正問題）。4、 常見網絡互聯設備： 物理層：中繼器（Repeater，對接收信號進行再生和發(fā)送）、集線器（Hub） 數據鏈路層：網橋（Bridge，用于實現不同LAN的互聯）、交換機 網絡層：路由器（最基本的功能是轉發(fā)數據包） 網絡層以上的協議層：網關（可以實現不同協議網絡之間的互聯）5、 IP協議 IP協議的功能：定義數據報，Internet最基本的傳輸單位；定義Internet的尋址方式

24、，即IP地址；在網絡訪問層和主機-主機傳輸層之間傳送數據；將數據報遞送到遠端主機，即進行路由選擇的功能；進行數據報的分解和重組。 IP協議的特點：IP協議是一種不可靠、無連接的數據報傳送服務協議；IP協議是點-點的網絡層通信協議；IP協議向傳輸層屏蔽了物理網絡的差異。 IP地址的結構：IP地址共有4個字節(jié)，每個字節(jié)用十進制表示，并用“.”隔開，由網絡號和主機號構成。 IP地址分類a) A類IP地址的網絡號長度為7位，主機號長度為24位；地址范圍：55。（其中網絡號為127的IP地址以及主機號為全0和全1的IP地址均保留用于特殊目的，故其有效范圍實際是：1

25、.0.0.154）b) B類IP地址的網絡IP長度為14位，主機IP長度為16位，IP地址范圍：55（IP地址有效范圍是：54）。c) C類IP地址的網絡號長度為21位，主機號長度為8位；IP地址范圍：55（IP地址有效范圍是：54）。d) D類IP地址不標識網絡，用于其他特殊的用途；地址范圍：55。e) E類IP地址暫時保留；地址范圍：240.0.0

26、.055。 特殊的IP地址：a) A類、B類與C類IP地址中，主機號全1的地址為直接廣播地址；b) 網絡號與主機號的32位全為1的IP地址為有限廣播地址；c) 主機號全為“0”時，表示本地網絡；d) 回送地址：以127開始的IP地址作為保留地址；回送地址是用于網絡軟件測試和本地主機進程間通信。6、 子網劃分 子網劃分原因：充分使用地址；劃分管理職能；提高網絡性能。 子網劃分方法計算題，參見附錄。7、 因特網控制協議 IP協議用于數據傳輸（無連接，不可靠）。 ICMP協議（Internet Control Message Protocol）因特網控制消息協議；可用來監(jiān)測

27、因特網。 ARP協議地址分辨協議；從已知的IP地址找出對應物理地址的映射過程。 RARP協議反向地址分辨協議；從已知的物理地址找出對應IP地址的映射過程。 DHCP協議-動態(tài)地址協議。8、 IPv6（更大的地址空間，簡化了頭部格式，協議的靈活性了解即可）。第八章 傳輸層1、 傳輸層是整個協議層次的核心，其任務是在源主機和目的主機之間提供可靠的、性能價格比合理的數據傳輸功能，并且與當前所使用的物理網絡完全獨立。（向用戶應用層的進程，提供有效、可靠且價格合理的服務；彌補、加強網絡層所提供的服務，改善服務質量。）2、 因特網TCP/IP協議棧的傳輸層有兩個并列的協議：傳輸控制協議TCP：面向連接的，

28、相當于OSI參考模型傳輸層的TP4用戶數據報協議UDP：無連接的，相當于OSI參考模型傳輸層的TP03、 傳輸控制協議TCP： TCP協議是專門設計用于在不可靠的因特網上提供可靠的、端到端的字節(jié)流通信的協議。 發(fā)送端TCP實體從本地進程接收用戶的數據流，并將其分為數據片斷，作為單獨的IP數據報發(fā)送出去；接收端包含有TCP數據的IP數據報被送給目的機器的TCP實體，重新組合為原來的字節(jié)流。 TCP協議的主要特點：面向連接服務、高可靠性（確認與超時沖發(fā)機制）、全雙工通信、支持流傳輸、傳輸連接的可靠建立與釋放（使用3次握手方式）、提供流量控制和擁塞控制（滑動窗口方法）。4、 端口的含義與分配： TC

29、P分設源端口和目的端口，用于標識通信的進程；在一臺計算機中，不同進程用進程號或進程標識惟一的標識。在網絡環(huán)境中完整的進程標識是：主機地址進程標識。 端口號是TCP與UDP協議與應用程序連接的訪問點，是TCP與UDP協議軟件的一部分；端口號可作為網絡環(huán)境中的進程標識。 端口的基本分配方式有：全局分配集中控制方式；本地分配動態(tài)聯編方式。 TCP/IP端口號有216個，將端口分為兩部分：保留端口和自由端口。5、 傳輸連接的建立/釋放 三次握手過程建立傳輸連接：A（客戶端進程）發(fā)出“請求連接”TCP段，段頭的SYN置1，序列號Seq取值x（A初始報文序列）；B（服務器進程）返回一個TCP段，段頭的SY

30、N和ACK均置1，其Seq=y(B初始報文序號)，確認域為x+1，告示A端序列號為x的請求正確收到，并對此給出確認應答；A正確收到B的應答后，需要再發(fā)送一個ACK置1的TCP段，在確認域中填入y+1，以示對B的初始序號的確認。 TCP連接的釋放過程：若B發(fā)完數據而請求釋放，發(fā)出FIN=1的TCP段報文；若A的數據傳送尚未結束，允許繼續(xù)傳送，直至發(fā)完；然后再給B送出FIN=1的TCP段，請求釋放。兩個方向上的連接均關閉后，該連接就被完全釋放了。（突然釋放：有一方提出釋放請求得到確認后，雙方通信立即終止。）第九章 應用層1、 防火墻的兩個基本部件：包過濾路由器和應用級網關。2、 加密技術（四個元素

31、：明文、密文、加密算法、密鑰） 密碼體制可分為兩類：對稱密碼體制（加密密鑰和解密密鑰相同）和非對稱密碼體制（加密密鑰和解密密鑰不同） 傳統(tǒng)加密算法基本采用對稱密碼體制，常用方法有：替換密碼和變位密碼。 現代加密算法中有一個典型的對稱加密算法數據加密標準DES。 非對稱密鑰密碼體制中有一種典型的公開密鑰密碼體制RSA體制。3、 TCP/IP主要的應用層協議（各協議詳細介紹自行參照講義了解）： 域名系統(tǒng)DNS：實現網絡設備名字到IP地址映射的網絡服務； 簡單網絡管理協議SNMP：用于管理與監(jiān)視網絡設備； 遠程登錄協議Telnet：用于實現互聯網中遠程登錄功能； 文件傳輸協議FTP：實現互聯網中交互

32、式文件傳輸功能； 簡單郵件傳輸協議SMTP：實現Internet中電子郵件傳送功能； 超文本傳輸協議HTTP：用于WWW服務； 簡單郵件傳送協議SMTP：負責客戶端向本郵件服務器傳送郵件，以及服務器之間的郵件傳送（發(fā)郵件）； 郵政代理協議POP3：實現當用戶計算機與郵件服務器連通時，將郵件服務器的電子郵箱中的郵件直接傳送到用戶計算機上（收郵件）。4、 www萬維網 www系統(tǒng)以C/S（客戶端/服務器）模式工作。 www服務的核心技術是：超文本標記語言HTML+超文本傳輸協議HTTP+超鏈接 hyperlink。 統(tǒng)一資源定位器（URL）的組成信息服務方式：/信息資源地址/文件路徑。第十章 CA

33、N總線1、 CAN控制器局域網（Control Area Network）為1983年由德國Bosch（博世）公司推出。2、 CAN總線具有突出的可靠性、實時性和靈活性。了解其的10個技術特點：（注：老師應該不會用此十點出道大題難為人，但其中有些零碎知識點需要掌握，請自行從下方提?。?） CAN從本質上講是一種多主或對等網絡，網絡上任一節(jié)點均可主動發(fā)送報文。（2） 廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數據進行編碼；通過報文過濾，可實現點對點、多點播送（傳送）、廣播等幾種數據傳送方式。（3） 采用短幀結構，傳輸時間短，受干擾概率低。（4） 具有多種檢錯措施及相應的處理功能，檢錯效果極好，處理

34、功能很強，保證了通信的高可靠性。位錯誤和位填充錯誤檢測、CRC校驗、報文格式檢查和應答錯誤檢測及相應的錯誤處理。（5） 通信介質（媒體）可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。（6） 總線長度可達10km（速率為5kbps及其以下）；網絡速度可達1Mbps（總線長度為40m及其以下）。（7） 網絡上的節(jié)點數主要取決于總線驅動電路，目前可達110個；標準格式的報文標識符可達2032個，而擴展格式的報文標識符的個數幾乎不受限制。（8） 采用非破壞性逐位仲裁機制來解決總線訪問沖突。通過采用這種機制，即使在網絡負載很重時，也不會出現網絡癱瘓現象。（其中兩點點無重要知識點，略去，詳情自己看講義?。?、 C

35、AN節(jié)點的分層結構及其功能（物理層+數據鏈路層，其中數據鏈路層又可劃分為兩個子層）LLC子層（邏輯鏈路控制子層）報文過濾、超載通知、恢復管理MAC子層（媒體訪問控制子層）傳送協議（即控制成幀、執(zhí)行仲裁、錯誤檢測、錯誤標注和故障界定）4、 CAN的一些基本概念（參照講義，了解即可）：報文、信息路由、系統(tǒng)靈活性、報文路由、多點傳送、數據一致性、位速率、優(yōu)先權、遠程數據請求、多主站、仲裁、安全性、錯誤標注和恢復時間、故障界定、連接、單通道、應答、睡眠方式、喚醒。5、 CAN總線報文傳送的幀類型：數據幀、遠程幀、錯誤幀、超載幀。其中數據幀由幀起始、仲裁場、控制場、數據場、CRC場、應答場和幀結束這7個

36、不同的位場組成。（這條重要，有關數據幀的知識參照講義自己多看看）6、 CAN總線五種錯誤類型：位錯誤、填充錯誤、CRC錯誤、形式錯誤、應答錯誤。第十一章 PROFIBUS現場總線5、 PROFIBUS概述及基礎知識 PROFIBUS優(yōu)點：節(jié)省硬件和安裝費用、節(jié)省工程費用、更大的制造靈活性 PROFIBUS網絡構成：PROFIBUS主站+PROFIBUS從站+PROFIBUS網絡部件+人機界面設備 PROFIBUS介質存取控制MAC的基本要求：在主站間通信，必須保證在確切限定的時間間隔中，任何一個站點要有足夠的時間來完成通信任務；在主站和從站間通信，應盡可能快速又簡單地完成數據的實時傳輸。6、

37、PROFIBUSDP（分布式外設） 應用：PROFIBUSDP 用于設備級的高速數據傳送，中央控制器通過高速串行線同分散的現場設備進行通信。 通信模式：點對點(用戶數據傳送)或廣播(控制指令)、循環(huán)主從用戶數據傳送、非循環(huán)主主數據傳送。 FPOFIBUS-DP 設備的GSD文件：每一個設備類型分別需要一個GSD文件；在GSD文件中，描述每一個FPOFIBUS-DP 設備的特性；每個設備的GSD文件用設備的電子數據單來表示；GSD文件包含所有設備的特定參數。7、 PROFIBUSPA（過程自動化）8、 PROFIBUSFMS（現場總線報文規(guī)范）（注：后面兩部分重要性較低，自己看著講義了解了解，注

38、意應用場合就差不多了）計算題（注：為方便學習，以下內容存在個別例題引自網絡，題號后有標示。）香農定理及奈奎斯特定理1、 如果在一條3kHz的信道上發(fā)送一個二進制信號，該信道的信噪比為20dB，則最大可達到的數據傳輸率為多少？答：信噪比為20 dB 即S/N = 100.由香農定理，該信道的信道容量為：3log2(1+100) =19.98kbps。又根據奈奎斯特定理，發(fā)送二進制信號的3kHz 信道的最大數據傳輸速率為：2*3log22=6kbps。所以可以取得的最大數據傳輸速率為6kbps。2、 在話音通道中（有噪聲的信道），當帶寬為3000Hz，信噪比為30dB（電話系統(tǒng)中模擬部分的典型參數

39、），求最大數據傳輸速率？答：由10lgS/N30 dB 求得S/N1000，所以最大數據傳輸速率Hlog2(1+S/N) 30k bps3、數字信號傳輸時，一個數字脈沖信號的寬度T=833x10-6秒，則波特率為多少？如果采用四相調制方式，即N=4，則信道的數據傳輸速率為多少？B=1/T=1/(833x10-6)=1200 (Baud) R=1/T*log2N=1/(833x10-6)*log24=2400 (bps)4、對于寬帶為50KHz的信道，若有16種不同的物理狀態(tài)來表示數據，信噪比為20dB,問該信道的最大數據傳輸率是多少？答：根據奈奎斯特定理：C=2*H* log2N(bps)C=

40、2*50* log216= 400kbps根據香農定理：C=H* log2(1+S/N)(bps)因為10log10(S/N)=20dB所以S/N=1020/10 =100所以C=50* log2(1+100)=50* log2101=333kbps由于噪聲的存在，無論采用何種編碼，信道最大數據傳輸率不會超過香農定理的極限值，故該信道的最大數據傳輸率為333kbps。5、在數字傳輸系統(tǒng)中，數據率為4800bps，調制速率為1200 Baud，則信號取幾種不同的狀態(tài)？若要使數據率與調制速率相等，需要信號取幾種狀態(tài)?答：根據Nyqust公式S=B×log2N，因為已知S=4800bps,

41、 B=1200Baud，所以，N=16，信號取16種不同的狀態(tài)。 當信號取2種不同的狀態(tài)（N=2）時, 數據速率與調制速率相等(寬帶傳輸特例：基帶傳輸)。 CRC校驗1、冗余碼的計算 模二除法：不存在借位。進行多項式除法時，只要對其相應系數相除就可以了。以K（x）= 為例（ 即信息位為1010001），若取r = 4，G（x）= （ 對應的代碼為10111 ），則 X4 K（x）=x10+x8+x4（對應的代碼為10100010000），那末由除法來求余式R（X）可這樣做。（如圖所示）這里，最后的余數1101就是冗余位，而R（x）=x3+x2+1。2、CRC接收校驗示例設發(fā)送方傳輸給接收方的二

42、進制位流為11010110111，生成多項式為G(x)=x4+x3+x+1，檢驗接收方的收到的數據是否正確？解：按模2除法，加法沒有進位，減法沒有借位。加法和減法都等同于異或。余數為0，表明接收正確。 3、CRC發(fā)送示例設發(fā)送方準備的二進制數據幀為1101011011，生成多項式為G(x)=x4+x+1，求CRC發(fā)送的數據幀？解：G(x)為4階，在幀的低位端加上4個0，則幀為14位。實際發(fā)送的幀為：T(x)=11010110111110。接收校驗時，若T(x)能被G(x)整除，則表示傳輸和接收正確。 環(huán)長的比特度量環(huán)的比特長度=信號傳播時延×數據傳輸速率+接口延遲位數=環(huán)路媒體長度&

43、#215;5(us/Km)×數據傳輸速率+接口延遲位數 式中5us/km即信號傳播速度200m/us的倒數。1、 某令牌環(huán)媒體長度為1OKm,數據傳輸速率為4Mbps,環(huán)路上共有50個站點,每個站點的接口引入1位延遲,則可計算得:環(huán)的比特長度=10(Km)×5(s/km)×4(Mbps)+1(bit)×50=10×5×10-6×4×106+1×50=200+50=250(bit)2、設有媒體長度10km、數據傳輸速率16Mbps、共100個站點的令牌環(huán)網絡，每個站點引入1bit延遲，信號傳播速度為200m

44、/s。求：（1）該環(huán)上的1bit延遲相當于多少米長度的電纜？（2）該環(huán)的有效位長度（bit環(huán)長）是多少位？答 (1) 10×103(m)÷200(m/s)×10-6×16×106(bps)=800(bit)10km/800=12.5m（注：講義中此處計算結果為11.1m，與下道例題相矛盾；個人認為正確結果應為此般所得的12.5m） (2) 800(bit)3、長10km，16Mbps，100個站點的令牌環(huán)，每個站點引入1位延遲位，信號傳播速度為200m/us，則該環(huán)上1位延遲相當于_(4)_米長度的電纜，該環(huán)有效長為_(5)_。A.10 B.1

45、2.5 C.15 D.20A.100 B.200 C.500 D.800 據時延估算公式：傳播時延(us/km)*傳播介質長度(km)*數據率(Mpbs)+中繼器時延傳播介質長度=10km傳播速度=200m/us=0.2km/us 傳播時延=1/0.2(us/km)=5(us/km)數據率=16Mbps其環(huán)上可能存在的最大時延(環(huán)的比特長度)是 10*5*16+100=900 位沒有幀發(fā)送時，其環(huán)上可能存在的最小時延為 10*5*16=800位環(huán)上1位延遲相當于10km/800=12.5m 子網劃分1、某C類網絡用于網絡中的100臺主機，考慮路由器的兩個端口，需要標識的主

46、機數為102個。假定每個子網各占一半，各51個。請進行子網劃分，寫出每個子網的子網號及每個子網的主機范圍。答：因為要劃分兩個子網，考慮全0和全1的地址不可用，故需從主機號中提取兩位進行子網劃分。子網號位數2位，可能組合00、01、10、11，其中01和10為可用的子網號。子網掩碼為：92.每個子網的網絡號和主機范圍如下： 網號為4，主機號范圍為526 網號為28，主機號范圍為2990 2、某單位分配到一個B類IP地址，其net-id為12

47、。該單位有4000臺機器，平均分布在16個不同的地點。如選用子網掩碼為，試給每一地點分配一個子網號碼，并計算出每個地點主機號碼的最小值和最大值。答：4000/16=250，平均每個地點250臺機器。如選為掩碼，則每個網絡所連主機數=28-2=254>250，共有子網數=28-2=254>16，能滿足實際需求?？山o每個地點分配如下子網號碼地點： 子網號（subnet-id） 子網網絡號 主機IP的最小值和最大值1： 00000001 -54 2： 00000010 -12