工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)2-1

1、第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)1第2章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)2.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.2 現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)2.3 網(wǎng)絡(luò)硬件2.4 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)2.5 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備2.6 通信參考模型22.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.1.1 基本概念1.總線的基本術(shù)語（1）總線與總線段(bus segment)。從廣義說，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稱為“總線段”。 可以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)。3（2）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”(bus master) ，又稱命令者。（3）總線從主設(shè)備不能在總線上主動(dòng)發(fā)起通

2、信、只能掛接在總線上、對總線信息進(jìn)行接收查詢的設(shè)備稱為總線從設(shè)備(bus slaver)，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。4（4）控制信號（三種類型）（a）控制連在總線上的設(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。（b）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。（c）表明地址和數(shù)據(jù)的含義，如對于地址，可用于指定某一地址空間，或表示出現(xiàn)了廣播操作；對于數(shù)據(jù)，可用于指定它能否轉(zhuǎn)譯成輔助地址或命令。5（5）總線協(xié)議管理主、從設(shè)備使用總線的一套規(guī)則稱為“總線協(xié)議”(bus

3、protocol)。這是一套事先規(guī)定的、必須共同遵守的規(guī)約。2.總線操作的基本內(nèi)容 （1）總線操作總線上命令者與響應(yīng)者之間的連結(jié)數(shù)據(jù)傳送脫開這一操作序列稱為一次總線“交易”(transaction)，或者叫做一次總線操作?！懊撻_”(disconnect)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。6（2）總線傳送“讀”(read)數(shù)據(jù)操作是讀來自響應(yīng)者的數(shù)據(jù)；“寫”(write)數(shù)據(jù)操作是向響應(yīng)者寫數(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）請求通信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(jìn)行某種服務(wù)。它們有可能要求傳送數(shù)據(jù)，也有可能要求完成某

4、種動(dòng)作。7ABC通信處理器向總線發(fā)出服務(wù)請求檢測到服務(wù)請求，發(fā)應(yīng)答信號以查詢哪個(gè)從設(shè)備發(fā)請求接收到應(yīng)答信號，A節(jié)點(diǎn)將自己的標(biāo)識碼發(fā)到總線上請求通信8（4）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)系的一種總線操作。通常有以下三種尋址方式:（a）物理尋址 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。（b）邏輯尋址 用于指定存儲單元的某一個(gè)通用區(qū)，而并不顧及這些存儲單元在設(shè)備中的物理分布。（c）廣播尋址 廣播尋址用于選擇多個(gè)響應(yīng)者。9（5）總線仲裁總線在傳送信息的操作過程中有可能會發(fā)生“沖突”(contention)。為解決這種沖突，就需進(jìn)行總線占有權(quán)的“仲裁”（arbitration

5、)?？偩€仲裁是用于裁決哪一個(gè)主設(shè)備是下一個(gè)占有總線的設(shè)備?？偩€仲裁操作和數(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)的交接過程不會耽誤總線操作。10（6）總線定時(shí)總線操作用“定時(shí)”(timing)信號進(jìn)行同步。定時(shí)信號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。定時(shí)信號有異步和同步兩種。（7）出錯(cuò)檢測在總線上傳送信息時(shí)會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)生和校驗(yàn)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)傳送過程的出錯(cuò)檢測。11（8）容錯(cuò)設(shè)備在總線上傳送信息出錯(cuò)時(shí)，如何減少故障對系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的重配置能力是十分重要的。故障對分布式仲裁的影響就比菊花鏈?zhǔn)街俨眯　：笳咴谠O(shè)備出故障時(shí)，會直接影響

6、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)重新分配地址，把故障隔離開來，關(guān)閉或更換故障單元。122.1.2 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。它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。131.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。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)志。信息源可根據(jù)輸出信號的性質(zhì)不同分為模擬信息源和離散信息源。142.發(fā)送設(shè)備發(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)生的消息信號經(jīng)過編碼，并變換

7、為便于傳送的信號形式，送往傳輸媒介。信源編碼：把連續(xù)消息變換為數(shù)字信號；信道編碼：使數(shù)字信號與傳輸介質(zhì)匹配，提高傳輸?shù)目煽啃曰蛴行?。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)編碼處理等。153.傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)指發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備之間信號傳遞所經(jīng)媒介。它可以是無線的，也可以是有線的(包括光纖)。有線和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)。介質(zhì)在傳輸過程中必然會引入某些干擾，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關(guān)系到變換方式的選取。164.接收設(shè)備接收設(shè)備的基本功能是完成發(fā)送設(shè)備的反

8、變換，即進(jìn)行解調(diào)、譯碼、解密等。它的任務(wù)是從帶有干擾的信號中正確恢復(fù)出原始信息來，對于多路復(fù)用信號，還包括解除多路復(fù)用，實(shí)現(xiàn)正確分路。以上所述是單向通信系統(tǒng)，但在大多數(shù)場合下，信源兼為收信者，通信的雙方需要隨時(shí)交流信息，因此要求雙向通信。172.1.3 傳輸方式 通信方式按照信息的傳輸方向分為 ：(1)單工 (simplex)方式 信息只能沿單方向傳輸?shù)耐ㄐ欧绞椒Q為單工方式；。(2)半雙工(Half duplex)方式 信息可以沿著兩個(gè)方向傳輸，但在某一時(shí)刻只能沿一個(gè)方向傳輸?shù)耐ㄐ欧绞椒Q為半雙工方式；(3)全雙工 (Full duplex)方式 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

9、方式。18單工、半雙工和全雙工通信方式 192.1.4 傳輸模式基帶傳輸 載波（帶）傳輸 寬帶傳輸 異步轉(zhuǎn)移模式ATM201.基帶傳輸 基帶傳輸是指在基本不改變數(shù)據(jù)信號頻率的情況下，在數(shù)字通信中直接傳送數(shù)據(jù)的基帶信號，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。它是目前廣泛應(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)特點(diǎn)212.載波（帶）傳輸載波傳輸是先用數(shù)字信號對載波進(jìn)行調(diào)制，然后進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏斈Ｊ?。最基本的調(diào)制方式有幅值鍵控 (ASK)，頻移鍵控 (FSK)和相移鍵控 (PSK)3種。在載波傳輸中，發(fā)送設(shè)備首先要產(chǎn)生某個(gè)頻率的信號作為基波來承載信息信號，這個(gè)基波就稱為載波信號，基波頻率

10、就稱為載波頻率;然后按幅值鍵控、頻移鍵控、相移鍵控等不同方式改變載波信號的幅值、頻率、相位，形成調(diào)制信號后發(fā)送。223.寬帶傳輸 由于基帶網(wǎng)不適于傳輸語言、圖像等信息，隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)、文字、語音、圖像等多種信號的任務(wù)愈來愈重，因此提出了寬帶傳輸?shù)囊蟆拵鬏斉c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)傳輸速率范圍為0l0Mbit/s，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，能提供良好的通信路徑。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。 234.異步轉(zhuǎn)移模式ATMATM(Asynchronous Transfer Mode)

11、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)的主要技術(shù)，被規(guī)定為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) (B-ISDN)的傳輸模式。這里的轉(zhuǎn)移包含傳輸與交換兩方面的內(nèi)容。ATM是一種在用戶接入、傳輸和交換級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)據(jù)、語音和視頻信號，按需分配頻帶，具有低延遲特性，速度可達(dá)155Mbit/s2.4Gbit/s,也有25Mbit/s和50Mbit/s的ATM技術(shù)。242.1.5 二進(jìn)制表示方法1基帶傳輸中數(shù)據(jù)的表示方法 (1)信息傳輸有平衡傳輸和非平衡傳輸。(2)根據(jù)對零電平的關(guān)系，信息傳輸可以分為歸零傳輸和不歸零傳輸。(3)根據(jù)信號的極性，信息傳輸分為單極性傳輸和

12、雙極性傳輸。 單極性碼 雙極性碼25常用的數(shù)據(jù)表示方法1)平衡、歸零、雙極性2)平衡、歸零、單極性3)平衡、不歸零、單極性4)非平衡、歸零、雙極性5)非平衡、歸零、單極性6)非平衡、不歸零、單極性26數(shù)據(jù)表示方法 27曼徹斯特編碼是一種常用的基帶信號編碼，具有內(nèi)在時(shí)鐘信息，能使網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)系統(tǒng)保持同步在每一位中間都有一個(gè)跳變，這個(gè)跳變既作為時(shí)鐘，又表示數(shù)據(jù)。從高到低的跳變表示 1，從低到高的跳變表示0。由于這種方法把時(shí)鐘信號和數(shù)據(jù)信號同時(shí)發(fā)送出去，簡化了同步處理過程282載帶傳輸中的數(shù)據(jù)表示方法(1)調(diào)幅方式 調(diào)幅方式AM (Amplitude Modulation)又稱為幅移鍵控法 ASK

13、 (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PSK (Phase-Shift Keying)29 數(shù)據(jù)調(diào)制方式（a）調(diào)幅 （b）調(diào)頻 （c）調(diào)相302.1.6通信網(wǎng)鉻的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 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。 通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(a)星形結(jié)構(gòu)； (b)環(huán)型結(jié)構(gòu)； (c)總線型結(jié)構(gòu) 311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

14、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。 321星型結(jié)構(gòu)（續(xù)）工作原理：當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)想傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它首先向中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)請求，以便同另一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)建立連接。一旦兩節(jié)點(diǎn)建立了連接，則在這兩點(diǎn)間就像是有一條專用線路連接起來一樣，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。特點(diǎn)：中心節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)接技術(shù)是星形結(jié)構(gòu)傳輸信息的核心，其故障會危及全網(wǎng)，故要求工作必須絕對可靠。中心節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)重，工作復(fù)雜結(jié)構(gòu)可靠性差是最大弱點(diǎn)。332環(huán)型結(jié)構(gòu)在環(huán)型

15、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。343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。352.1.7網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)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。網(wǎng)絡(luò)中常

16、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。1） 物理特性:傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述;2） 傳輸特性:傳輸介質(zhì)允許傳送數(shù)字或模擬信號以及調(diào)制技術(shù)、傳輸容量、傳輸?shù)念l率范圍;3）連通特性:允許點(diǎn)-點(diǎn)或多點(diǎn)連接4） 地理范圍:傳輸介質(zhì)最大傳輸距離5） 抗干擾性:傳輸介質(zhì)防止噪聲與電磁干擾對傳輸數(shù)據(jù)影響的能力。361.雙絞線的主要特性(1)物理特性雙絞線由按規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)排列的2根或4根絕緣線組成。一對線可以作為一條通信線路，各個(gè)線對螺旋排列的目的是使各線對之間的電磁干擾最小。(2)傳輸特性雙絞線最普遍的應(yīng)用是語音信號的模擬傳輸。在一條雙絞線上使用頻分多路復(fù)用技術(shù)可以進(jìn)行多個(gè)音頻通

17、道的多路復(fù)用。數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)9600bit，24條音頻通道總的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)230Kbit。37(3)連通特性用于點(diǎn)-點(diǎn)連接，也可用于多點(diǎn)連接。(4)地理范圍雙絞線用作遠(yuǎn)程中繼線時(shí)，最大距離可達(dá)15km;用于l0Mbit/s局域網(wǎng)時(shí)，與集線器的距離最大為100m。(5)抗干擾性雙絞線的抗干擾性取決于一束線中相鄰線對的扭曲長度及適當(dāng)?shù)钠帘?。在低頻傳輸時(shí)，其抗干擾能力相當(dāng)于同軸電纜。在10100kHz時(shí)，其抗干擾能力低于同軸電纜。382同軸電纜的主要特性(1)物理特性它由內(nèi)導(dǎo)體、外屏蔽層、絕緣層及外部保護(hù)層組成。同軸介質(zhì)的特性參數(shù)由內(nèi)、外導(dǎo)體及絕緣層的電參數(shù)和機(jī)械尺寸決定。(2)傳輸特性根據(jù)同

18、軸電纜通頻帶，同軸電纜可以分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜兩類?；鶐S電纜一般僅用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號傳輸。寬帶同軸電纜可以使用頻分多路復(fù)用方法，將一條寬帶同軸電纜的頻帶劃分成多條通信信道，使用各種調(diào)制方案，支持多路傳輸。寬帶同軸電纜也可以只用于一條通信信道的高速數(shù)字通信，此時(shí)稱之為單通道寬帶。39(3)連通特性同軸電纜支持點(diǎn)-點(diǎn)連接，也支持多點(diǎn)連接。寬帶同軸電纜可支持?jǐn)?shù)千臺設(shè)備的連接;基帶同軸電纜可支持?jǐn)?shù)百臺設(shè)備的連接。(4)地理范圍基帶同軸電纜最大距離限制在幾km范圍內(nèi)，而寬帶同軸電纜最大距離可達(dá)幾十km。(5)抗干擾性同軸電纜的結(jié)構(gòu)使得它的抗干擾能力較強(qiáng)。403.光纜的主要特性光纜是網(wǎng)絡(luò)傳輸介

19、質(zhì)中性能最好、應(yīng)用最廣泛的一種。(1)物理特性光纖是一種直徑為50100um的柔軟、能傳導(dǎo)光波的介質(zhì)，各種玻璃和塑料可以用來制造光纖，其中用超高純度石英玻璃纖維制作的光纖可以得到最低的傳輸損耗。在折射率較高的單根光纖外面用折射率較低的包層包裹起來，就可以構(gòu)成一條光纖通道，多條光纖組成一束就構(gòu)成光纖電纜。41(2)傳輸特性光導(dǎo)纖維通過內(nèi)部的全反射來傳輸一束經(jīng)過編碼的光信號。由于光纖的折射系數(shù)高于外部包層的折射系數(shù)，因此可以形成光波在光纖與包層界面上的全反射。光纖可以看作頻率從101。1011Hz的光波導(dǎo)線，這一范圍覆蓋了可見光譜與部分紅外光譜。以小角度注入的光波沿光纖按全反射方式向前傳播。光纖傳

20、輸分為單模與多模兩類。所謂單模光纖是指光纖的光信號僅與光纖軸成單個(gè)可分辨角度的單光纖傳輸。而多模光纖的光信號與光纖軸成多個(gè)可分辨角度的多光纖傳輸。單模光纖性能優(yōu)于多模光纖。42(3)連通特性光纖最普遍的連接方法是點(diǎn)-點(diǎn)方式，在某些實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中也可采用多點(diǎn)連接方式。(4)地理范圍光纖信號衰減極小，它可以在68km距離內(nèi)不使用中繼器，實(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸。(5)抗干擾性光纖不受外界電磁干擾與噪聲的影響，能在長距離、高速度傳輸中保持低誤碼率。雙絞線典型的誤碼率在10-510-8。之間，基帶同軸電纜為10-7，寬帶同軸電纜為10-9。而光纖誤碼率可以低于10-10。光纖傳輸?shù)陌踩耘c保密性極好。432.1

21、.8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： 線路交換方式 報(bào)文交換方式 報(bào)文分組交換方式 報(bào)文分組交換方式包含： 虛電路 數(shù)據(jù)報(bào)441線路交換方式在需要通信的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間事先建立起一條實(shí)際的物理連接，然后再在這條實(shí)際的物理連接上交換數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)交換完成之后再拆除物理連接。因此，線路交換方式將通信過程分為三個(gè)階段:即線路建立、數(shù)據(jù)通信和線路拆除階段。2報(bào)文交換方式報(bào)文交換以及報(bào)文分組交換方式不需要事先建立實(shí)際的物理連接，而是經(jīng)由中間節(jié)點(diǎn)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，有時(shí)又將其稱為存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式。45某站想發(fā)送一個(gè)報(bào)文，它把目的站名附加到報(bào)文上，然后把報(bào)文交給節(jié)點(diǎn)傳送。優(yōu)點(diǎn)：線路利用率高

22、缺點(diǎn)：延長報(bào)文到達(dá)的時(shí)間2、報(bào)文交換（續(xù)）463報(bào)文分組交換方式報(bào)文分組交換方式交換的基本數(shù)據(jù)單位是一個(gè)報(bào)文分組。報(bào)文分組是一個(gè)完整的報(bào)文按順序分割開來的比較短的數(shù)據(jù)組。由于報(bào)文分組比報(bào)文短的多，傳輸時(shí)比較靈活。特別是當(dāng)傳輸出錯(cuò)需要重發(fā)時(shí)，它只需重發(fā)出錯(cuò)的報(bào)文分組，而不必像報(bào)文交換方式那樣重發(fā)整個(gè)報(bào)文。(1)虛電路方法(2)數(shù)據(jù)報(bào)方法473、分組交換（續(xù)） 1）數(shù)據(jù)報(bào)方法：每個(gè)數(shù)據(jù)分組都要選擇路徑，都要進(jìn)行存儲、排隊(duì)、路由轉(zhuǎn)發(fā)送到目的站，各分組到達(dá)目的站的先后順序不以分組標(biāo)號為準(zhǔn)，故要按照分組號重新組合成完整的報(bào)文。2）虛電路法：發(fā)送報(bào)文分組前，在源站和目的站 建立一條邏輯線路，每個(gè)分組沿著這

23、條邏輯線路傳輸?shù)侥康恼?，再拼裝成完整的報(bào)文。482.1.9介質(zhì)訪問控制方式在總線和環(huán)形拓?fù)渲校W(wǎng)上設(shè)備必須共享傳輸線路。為解決在同一時(shí)間有幾個(gè)設(shè)備同時(shí)爭用傳輸介質(zhì)，需有某種介質(zhì)訪問控制方式，以便協(xié)調(diào)各設(shè)備訪問介質(zhì)的順序，在設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)。通信中對介質(zhì)的訪問可以是隨機(jī)的，即各工作站可在任何時(shí)刻，任意地點(diǎn)訪問介質(zhì);也可以是受控的，即各工作站可用一定的算法調(diào)整各站訪問介質(zhì)順序和時(shí)間。在隨機(jī)訪問方式中，常用的爭用總線技術(shù)為CSMA/CD；在控制訪問方式中則常用令牌總線、令牌環(huán)，或稱之為標(biāo)記總線、標(biāo)記環(huán)。491.CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測) 工作站的發(fā)送是隨機(jī)的，必須在網(wǎng)絡(luò)上爭用傳輸介

24、質(zhì)，故稱之為爭用技術(shù)。若同一時(shí)刻有多個(gè)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，每個(gè)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，這就是 載波監(jiān)聽。載波監(jiān)聽CSMA的控制方案是先聽再講。一個(gè)站要發(fā)送，首先需監(jiān)聽總線，以決定介質(zhì)上是否存在其他站的發(fā)送信號。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。 50三種CSMA堅(jiān)持退避算法:1）不堅(jiān)持CSMA。假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的，則等待一段隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。2） 1-堅(jiān)持CSMA。假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送；假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，

25、直到介質(zhì)空閑，立即發(fā)送；假如沖突發(fā)生，則等待一段隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。3）P-堅(jiān)持CSMA。假如介質(zhì)是空閑的，則以P的概率發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，重復(fù)第一步。512.令牌 (標(biāo)記)訪問控制方式CSMA的訪問存在發(fā)報(bào)沖突問題，產(chǎn)生沖突的原因是由于各站點(diǎn)發(fā)報(bào)是隨機(jī)的。為了解決沖突問題，可采用有控制的發(fā)報(bào)方式，令牌方式是一種按一定順序在各站點(diǎn)傳遞令牌(Token)的方法。誰得到令牌，誰才有發(fā)報(bào)權(quán)。令牌訪問原理可用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成令牌環(huán)形網(wǎng);也可用于總線網(wǎng)，構(gòu)成令牌總線網(wǎng)絡(luò)。52(1)令牌環(huán) (Token-Ring)方式 某一瞬間可以允許發(fā)送報(bào)文的站點(diǎn)只有一個(gè)，令牌在網(wǎng)絡(luò)環(huán)路上不斷地傳送，只有擁有此令牌的站點(diǎn)，才有權(quán)向環(huán)路上發(fā)送報(bào)文，而其他站點(diǎn)僅允許接收報(bào)文。站點(diǎn)在發(fā)送完畢后，便將令牌交給網(wǎng)上下一個(gè)站點(diǎn)，如果該站點(diǎn)沒有報(bào)文需要發(fā)送，便把令牌順次傳給下一個(gè)站點(diǎn)。因此，表示發(fā)送權(quán)的令牌在環(huán)形信道上不斷循環(huán)。環(huán)上每個(gè)相應(yīng)站點(diǎn)都可獲得發(fā)報(bào)權(quán)，而任何時(shí)刻只會有一個(gè)站點(diǎn)利用環(huán)路傳送報(bào)文，因而在環(huán)路上保證不會發(fā)生訪問沖突。53(2)令牌傳遞總線 (Token-PassingBus)方式這種方式和CSMA/CD方式一樣，采用總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌煌氖窃诰W(wǎng)上各工作站按一定順序形成一個(gè)邏輯環(huán)。每個(gè)工作站在環(huán)中均有一個(gè)指定的邏輯位置，末站的后站就是首站，即首尾相