工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1、7.2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)中互連的點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)或站，結(jié)點(diǎn)間的物理連接結(jié)構(gòu)稱為拓?fù)?，采用拓?fù)鋵W(xué)來(lái)研究結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)間連線(稱鏈路)的幾何排列。 局部網(wǎng)絡(luò)通常有四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星形、環(huán)形、總線形和樹(shù)形。 （1）星形結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)：中心結(jié)點(diǎn)是主結(jié)點(diǎn)，它接受各分散結(jié)點(diǎn)的信息再轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)結(jié)點(diǎn)，具有中繼交換和數(shù)據(jù)處理功能。工作過(guò)程：當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)想要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它首先向中心結(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求，以便同另一個(gè)目的結(jié)點(diǎn)建立連接。一旦兩個(gè)結(jié)點(diǎn)建立了連接，則在這兩點(diǎn)間就象是一條專用線路連接起來(lái)一樣，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于控制和管理，建網(wǎng)容易；網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間短，傳輸錯(cuò)誤率較低；網(wǎng)絡(luò)可靠性較低，一旦中央結(jié)

2、點(diǎn)出現(xiàn)故障將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓；網(wǎng)絡(luò)資源大部分在外圍點(diǎn)上，相互結(jié)點(diǎn)必須經(jīng)過(guò)中央結(jié)點(diǎn)才能轉(zhuǎn)發(fā)信息；通訊電路都是專用線路，利用率不高，故網(wǎng)絡(luò)成本較高。（2）環(huán)形結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)：各結(jié)點(diǎn)通過(guò)環(huán)接口連于一條首尾相連的閉合環(huán)形通信線路中，環(huán)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)按事先規(guī)定好的方向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另一結(jié)點(diǎn)。工作過(guò)程：一個(gè)結(jié)點(diǎn)按事先規(guī)定好的方向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另一個(gè)結(jié)點(diǎn)，當(dāng)傳送信息的目的地址與環(huán)上的某結(jié)點(diǎn)的地址相等時(shí)，信息才被該結(jié)點(diǎn)的環(huán)接口接收，否則，繼續(xù)向下傳送。特點(diǎn)：信息流在網(wǎng)絡(luò)中是沿固定的方向流動(dòng)，故兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間僅有唯一的通路，簡(jiǎn)化了路徑選擇控制；環(huán)路中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的收發(fā)信息均由環(huán)接口控制，控制軟件較簡(jiǎn)單；環(huán)路中，當(dāng)某結(jié)

3、點(diǎn)故障時(shí)，可采用旁路環(huán)的方法，提高了可靠性；環(huán)結(jié)構(gòu)其結(jié)點(diǎn)數(shù)的增加將影響信息的傳輸效率，故擴(kuò)展受到一定的限制。應(yīng)用：環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較適合于信息處理和自動(dòng)化系統(tǒng)中使用，是微機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)中常用的結(jié)構(gòu)之一。特別是IBM公司推出令牌環(huán)網(wǎng)之后，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就被越來(lái)越多的人所采用。 （3）總線形結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)：各結(jié)點(diǎn)經(jīng)其接口，通過(guò)一條或幾條通訊線路與公共總線連接。其任何結(jié)點(diǎn)的信息都可以沿著總線傳輸，并且能被任一結(jié)點(diǎn)接收。由于信息傳輸方向是從發(fā)送結(jié)點(diǎn)向兩端擴(kuò)散，因此又稱為廣播式網(wǎng)絡(luò)。 總線形網(wǎng)絡(luò)的接口內(nèi)具有發(fā)送器和接收器。接收器接收總線上的串行信息，并將其轉(zhuǎn)換為并行信息送到結(jié)點(diǎn)；發(fā)送器則將并行信息轉(zhuǎn)換成串行信息廣播發(fā)

4、送到總線上。當(dāng)在總線上發(fā)送的信息目的地址與某一結(jié)點(diǎn)的接口地址相符時(shí)，傳送的信息就被該結(jié)點(diǎn)接收。由于一條公共總線具有一定的負(fù)載能力，因此總線長(zhǎng)度有限，其所能連接的結(jié)點(diǎn)數(shù)也有限。 特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活，擴(kuò)展方便； 可靠性高，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快； 共享資源能力強(qiáng)，便于廣播式工作； 設(shè)備少，價(jià)格低，安裝和使用方便； 由于所有結(jié)點(diǎn)共用一條總線，因此總線上傳送的信息容易發(fā)生沖突和碰撞，故不易用在實(shí)時(shí)性要求高的場(chǎng)合。應(yīng)用：總線形結(jié)構(gòu)是目前使用最廣泛的結(jié)構(gòu)，也是一種最傳統(tǒng)的主流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)最適于信息管理系統(tǒng)、辦公室自動(dòng)化系統(tǒng)、教學(xué)系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。（4）樹(shù)形結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)：分層結(jié)構(gòu)，適用于分級(jí)管理和控制系統(tǒng)。特

5、點(diǎn)： 通訊線路總長(zhǎng)度較短，連網(wǎng)成本低，易于擴(kuò)展，但結(jié)構(gòu)較星形復(fù)雜； 網(wǎng)絡(luò)中除葉結(jié)點(diǎn)外，任一結(jié)點(diǎn)或連線的故障均影響其所在支路網(wǎng)絡(luò)的正常工作。網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)：就是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，也是通信中實(shí)際傳送信息的載體。網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì)有電話線，同軸電纜，雙絞線，光導(dǎo)纖維電纜，無(wú)線與衛(wèi)星通信。對(duì)于傳輸介質(zhì)，包括以下特性：物理特性，傳輸特性，連通特性，地理范圍，抗干擾性和相對(duì)價(jià)格。介質(zhì)訪問(wèn)控制：各結(jié)點(diǎn)通過(guò)公共通道傳輸信息，因此存在如何合理分配信道的問(wèn)題（既充分利用信道的空間和時(shí)間，又防止發(fā)生各信息間的互相沖突）。訪問(wèn)控制方式的功能就是合理解決信道的分配。微機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)常用的傳輸訪問(wèn)控制方式有三種

6、，即 1)沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)(CSMACD)； 2)令牌環(huán)(Token Ring)； 3)令牌總線(Token Bus)。 三種方式都得到IEEE802委員會(huì)的認(rèn)可，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)(MAC)：解決信道(公共傳輸通道)的分配和使用。2介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)（1）沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)(CSMACD)又稱為隨機(jī)訪問(wèn)技術(shù)或爭(zhēng)用技術(shù)適用于總線形和樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 工作原理：當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，首先要偵聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)中有無(wú)其它結(jié)點(diǎn)正在發(fā)送信息，若沒(méi)有則立即發(fā)送；否則，等待一段時(shí)間，直至信道空閑，開(kāi)始發(fā)送。確定等待時(shí)間的方法：當(dāng)某結(jié)點(diǎn)檢測(cè)到信道被占用后，繼續(xù)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)空閑，立即發(fā)送；當(dāng)某點(diǎn)檢

7、測(cè)到信道被占用后就延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然后再檢測(cè)。重復(fù)這一過(guò)程，直到信道空閑，開(kāi)始發(fā)送。沖突的解決方法：由于傳輸線上不可避免的有時(shí)間的延遲，有可能多個(gè)站同時(shí)監(jiān)聽(tīng)到線上空閑并開(kāi)始發(fā)送，從而導(dǎo)致沖突。因此，當(dāng)結(jié)點(diǎn)開(kāi)始發(fā)送信息時(shí)，該結(jié)點(diǎn)繼續(xù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)一段時(shí)間，且把收到的信息和自己發(fā)送的信息進(jìn)行比較，若相同，則發(fā)送正常進(jìn)行；若不同，說(shuō)明由其它結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，引起混亂，應(yīng)立即停止，等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，在重復(fù)上述過(guò)程。結(jié)論： CSMACD方式原理較簡(jiǎn)單，且技術(shù)上較易實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)處于同等地位，無(wú)需集中控制，但不能提供優(yōu)先級(jí)控制，所有結(jié)點(diǎn)都有平等競(jìng)爭(zhēng)的能力，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不重情況下，有較高的效率，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增大

8、時(shí)，發(fā)送信息的等待時(shí)間加長(zhǎng)，效率顯著降低。 由于CSMA的訪問(wèn)存在發(fā)報(bào)沖突問(wèn)題，而產(chǎn)生沖突的原因是由于各站點(diǎn)發(fā)報(bào)是隨機(jī)的。為了解決這種由于“隨機(jī)”而產(chǎn)生的沖突問(wèn)題，可采用有控制的發(fā)報(bào)方式。下面，介紹一種有控制的發(fā)報(bào)方式令牌發(fā)送技術(shù)！ 令牌環(huán)：全稱為令牌通行環(huán)(Token Passing Ring)，適用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 令牌是控制標(biāo)志，網(wǎng)中只設(shè)一張令牌，并依次沿各結(jié)點(diǎn)傳送。令牌的兩個(gè)狀態(tài) “空”狀態(tài)：表示令牌沒(méi)有被占用，當(dāng)其傳至正待發(fā)送信息的結(jié)點(diǎn)時(shí)，該結(jié)點(diǎn)立即發(fā)送，并置令牌為“忙”狀態(tài)。 “忙”狀態(tài)：表示令牌被占用，即令牌正在攜帶信息發(fā)送，當(dāng)所發(fā)信息環(huán)繞一周，由發(fā)送結(jié)點(diǎn)將“忙”令牌置為“空”令

9、牌。工作過(guò)程：令牌依次沿每個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送，使每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有平等發(fā)送信息的機(jī)會(huì)。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)占令牌期間其它結(jié)點(diǎn)只能處于接收狀態(tài)。當(dāng)所發(fā)信息繞環(huán)一周，并由發(fā)送結(jié)點(diǎn)清除，“忙”令牌又被置為“空”狀態(tài)，繞環(huán)傳送令牌。當(dāng)下一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，則下一結(jié)點(diǎn)便得到這一令牌，并可發(fā)送信息。 令牌環(huán)的特點(diǎn)：能提供可調(diào)整的訪問(wèn)控制方法；能提供優(yōu)先權(quán)服務(wù)；有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性；需對(duì)令牌進(jìn)行維護(hù)，令牌丟失降低環(huán)路利用率；控制電路復(fù)雜。（2）令牌環(huán)(Token Ring)（3）令牌總線(Token Bus)將令牌訪問(wèn)原理應(yīng)用于總線網(wǎng)，構(gòu)成令牌總線方式。原理：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

10、一定的順序形成一個(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，末站的后站就是首戰(zhàn)，即首尾相連。每站都有先行站和后繼站的地址，總線上各站的物理地址和邏輯位置無(wú)關(guān)。工作過(guò)程：當(dāng)各站都沒(méi)有幀發(fā)送時(shí)，令牌的形式為01111111，成為空標(biāo)記。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送幀時(shí)，需要等待空標(biāo)記通過(guò)，然后將它改為忙標(biāo)志，即01111110。緊跟著忙標(biāo)記，該站把數(shù)據(jù)幀發(fā)送到環(huán)上。由于標(biāo)記是忙狀態(tài)，所以其他站不能發(fā)送幀，必須等待。接收幀的過(guò)程是這樣的，當(dāng)幀通過(guò)站時(shí)，該站將幀的目的地址和本站的地址相比較，如地址不符合，則不接收數(shù)據(jù)，同時(shí)將幀送入環(huán)上。如果符合，則將幀放入接收緩沖器，再輸入到站內(nèi)，同時(shí)將幀送回到環(huán)上。發(fā)送的幀

11、在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站，將該幀從環(huán)上移去，同時(shí)將標(biāo)記改為空閑標(biāo)記。不同于令牌環(huán)的是，在令牌總線中，信息可以雙向傳送，任何結(jié)點(diǎn)都能“聽(tīng)到”其它結(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息。為此，結(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息中要有指出下一個(gè)要控制的結(jié)點(diǎn)的地址。由于只有獲得令牌的結(jié)點(diǎn)才可發(fā)送信息(此時(shí)其它結(jié)點(diǎn)只收不發(fā))，因此該方式不要檢測(cè)沖突就可以避免沖突。特點(diǎn)：1.網(wǎng)絡(luò)必須要有初始化功能，即能夠產(chǎn)生一個(gè)順序訪問(wèn)的次序。這就是一個(gè)爭(zhēng)用的過(guò)程，爭(zhēng)用的結(jié)果是只有一個(gè)站能夠獲得標(biāo)記，并產(chǎn)生次序。2.當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)志丟失或者產(chǎn)生多個(gè)標(biāo)記時(shí)，必須有故障恢復(fù)功能。3.必須有消除不活動(dòng)結(jié)點(diǎn)或者添加新的結(jié)點(diǎn)的功能。4.吞吐能力大，吞吐量隨數(shù)據(jù)傳輸速率的提

12、高而增加；5.控制功能不隨電纜長(zhǎng)度的增加而減弱；6.不需沖突檢測(cè)，具有一定的實(shí)時(shí)性。3種介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)的比較 3. 信息交換技術(shù) 為了提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的通信設(shè)備和線路的利用率，有必要研究通信網(wǎng)絡(luò)上信息交換技術(shù)。即如何控制信息傳輸，才能提高通信效率? 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，通信的基本交換方式分為兩類(lèi)：線路交換和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換。 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換中，包括報(bào)文存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換和報(bào)文分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換。 （1）線路交換：在兩個(gè)站之間建立一條專用的物理線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，傳送結(jié)束再“拆除”線路。 （2）報(bào)文交換：把目的站名附加在報(bào)文上，然后交給下一結(jié)點(diǎn)，該結(jié)點(diǎn)接收整個(gè)報(bào)文，存儲(chǔ)下來(lái)，根據(jù)目的選擇下一轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)，直到目的站。

13、 （3）分組交換：將報(bào)文分成若干分組，并在每個(gè)分組上附加控制信息，這些報(bào)文經(jīng)不同的路徑分別傳送到目的站后，再組成一個(gè)完整報(bào)文。差錯(cuò)控制 校驗(yàn)：奇偶校驗(yàn)、循環(huán)冗余-CRC校驗(yàn)。 糾錯(cuò)方式：重發(fā)糾錯(cuò)、自動(dòng)糾錯(cuò)、混合糾錯(cuò)。4差錯(cuò)控制技術(shù) 在通信線路上傳輸信息時(shí)，往往由于各種干擾，使接收端收到信息出現(xiàn)錯(cuò)誤。提高傳輸質(zhì)量的方法有兩種：第一種方法是改善信道的電性能，使誤碼率降低；第二種方法是接收端檢驗(yàn)出錯(cuò)誤后，自動(dòng)糾正錯(cuò)誤，或讓發(fā)送端重新發(fā)送，直至接收到正確的信息為止。通常把后一種方法稱為差錯(cuò)控制技術(shù)。 差錯(cuò)控制技術(shù)包括檢驗(yàn)錯(cuò)誤和糾正錯(cuò)誤，下面兩種檢驗(yàn)方法(奇偶校驗(yàn)和循環(huán)冗余校驗(yàn))和三種糾錯(cuò)方式(重發(fā)糾錯(cuò)

14、、自動(dòng)糾錯(cuò)和混合糾錯(cuò))。（1）奇偶校驗(yàn) 校驗(yàn)原理：一個(gè)字符校驗(yàn)一次，在每個(gè)字符的最高位附加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位。 適用范圍：每幀只傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的異步通訊方式。 （2）循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC校驗(yàn) 校驗(yàn)原理： 發(fā)送端首先發(fā)送信息位，與此同時(shí)，CRC校驗(yàn)位生成器用信息位除以多項(xiàng)式G(x)，信息位發(fā)完后，CRC校驗(yàn)位就生成，并緊接其后發(fā)送校驗(yàn)位。 接收端在接收信息位同時(shí)，校驗(yàn)器用接收的信息位除以同一個(gè)生成多項(xiàng)式，當(dāng)信息位接收完后，對(duì)接收的CRC校驗(yàn)位也進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)兩個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)位接收完，如果除法的余數(shù)為0，則認(rèn)為傳輸正確；否則，傳輸錯(cuò)誤。 適用范圍：每幀由多個(gè)字節(jié)組成的同步方式。（3）糾錯(cuò)方式 重發(fā)糾錯(cuò)方式

15、： 發(fā)送端發(fā)送能夠檢錯(cuò)的信息碼（如奇偶校驗(yàn)碼），接收端根據(jù)該碼的編碼規(guī)則，判斷有無(wú)錯(cuò)誤，并把錯(cuò)誤結(jié)果反饋給發(fā)送端。如果發(fā)送錯(cuò)，則再次發(fā)送，直到接收端認(rèn)為正確為止。 自動(dòng)糾錯(cuò)方式： 發(fā)送端發(fā)送能夠糾錯(cuò)的信息碼，而不僅僅是檢錯(cuò)的信息碼。接收端收到該碼后，通過(guò)譯碼不僅能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且能自動(dòng)地糾錯(cuò)。 傳輸效率低，譯碼設(shè)備復(fù)雜。 混合糾錯(cuò)方式： 上述兩種混合。發(fā)送端發(fā)送的信息碼不僅能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且還有一定的糾錯(cuò)能力。接收端收到該碼后，如果錯(cuò)誤位數(shù)在糾錯(cuò)能力以內(nèi)，則自動(dòng)糾錯(cuò)，如果錯(cuò)誤過(guò)多，則要求重發(fā)。7.2.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu) 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各終端用戶之間，用戶與資源之間或資源與資源之間的對(duì)話與

16、合作必須按照預(yù)先規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行。 分層設(shè)計(jì)方法對(duì)計(jì)算機(jī)和通信的未來(lái)同樣重要。某一層的修改不會(huì)破壞整個(gè)設(shè)計(jì)或影響其他層的工作。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu) 分層的好處：修改某層不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)。 ISO的7層開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型OSI。 為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的互連，1977年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)提出了開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型OSI(Open System InterconnectionReference Model)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型規(guī)定了七個(gè)功能層，每層都使用它自己的協(xié)議。 “開(kāi)放”這個(gè)詞是指一個(gè)系統(tǒng)若符合這些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的話，它將對(duì)世界上遵守同樣標(biāo)準(zhǔn)的所有系統(tǒng)開(kāi)放。 OSI層次結(jié)構(gòu)如圖所示。1.

17、物理層 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：RS-232C、RS-422A、 RS-423A、 RS-485 、Ethernet等均為物理層協(xié)議。2.數(shù)據(jù)鏈路層功能：將可能有差錯(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。若正確則回送確認(rèn)信息，若不正確則拋棄該幀，等待發(fā)送端超時(shí)重發(fā)。協(xié)議：同步數(shù)據(jù)

18、鏈路控制(SDLC) 、802.2 、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。3.網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層是OSI七層協(xié)議模型中的第三層，它是主機(jī)與通信網(wǎng)絡(luò)的接口。網(wǎng)絡(luò)層也稱分組層，它的任務(wù)是使網(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：X.25協(xié)議、IP協(xié)議。4.傳送（傳輸）層 傳送層是一真正

19、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。功能：從會(huì)話層接收數(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)議等5.會(huì)話層 用戶(即兩個(gè)表示層進(jìn)程)之間的連接稱為會(huì)話。為了建立會(huì)話，用戶必須提供希望連接的遠(yuǎn)程地址(會(huì)話地址)，會(huì)話雙方首先需要彼此確認(rèn)，以證明它有權(quán)從事會(huì)話和接收數(shù)據(jù)，然后兩端必須同意在該會(huì)話中的各種選擇項(xiàng)(例如半雙工或全雙工)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)話的進(jìn)程。具體內(nèi)容：檢查并決定一個(gè)正常的通

20、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，或根據(jù)規(guī)定，在會(huì)話不能正常發(fā)生的情況下終止會(huì)話。 協(xié)議：HTTP（超文本傳送協(xié)議），SMTP(簡(jiǎn)單郵件文件傳輸）等。6.表示層要解決的問(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。例如：HTML語(yǔ)言（超文本標(biāo)記語(yǔ)言 ）7.應(yīng)用層 應(yīng)用層是OSI模型的最高層，實(shí)現(xiàn)的功能分兩大部份，即用

21、戶應(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。例如：IE瀏覽器。OSI模型和各協(xié)議的對(duì)照7.2.3 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE) IEEE 802課題組成立于1980年2月 ( IEEE Standards Project 802)，于

22、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)訪問(wèn)(存取)控制子層MAC。LLC主要提供尋址、排序、差錯(cuò)控制等功能。MAC主要提供傳輸介質(zhì)和訪問(wèn)控制方式。IEEE 802為局部網(wǎng)絡(luò)制定的標(biāo)準(zhǔn)，包括以下內(nèi)容： IEEE 802.1：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連； IEEE 802.2：邏輯鏈路控制； IEEE 802.3：CSMACD總線訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范； IEEE 802.4：Token Passing Bus訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范； IEEE 802.5：Token Passing Ring

23、訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范； IEEE 802.6：城市網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范； IEEE 802.7：為寬帶網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)； IEEE 802.8：為光纖網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)； IEEE 802.9：為集成聲音數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各層的功能 ： 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)(CSMACD)、令牌總線(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)。(尋址、排序、差錯(cuò)控制等功能。) 此外，網(wǎng)絡(luò)層也有變化。在IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)中，定義了三種主要的局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它們的介質(zhì)訪問(wèn)控制分別是：CSMACD(IEEE 8023)、令牌總線(IEEE 8024)、令牌環(huán)(IEEE 8025)。7.2.4 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)價(jià)和選型1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)價(jià) 2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的選型 (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)：吞吐能力、穩(wěn)定性、確定性、可靠性和靈活性。 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的主流拓