第三章 控制網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)2013

第三章控制網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)3.1控制網(wǎng)絡(luò)與計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)：是多臺計算機通過傳輸線路連接在一起的可共享數(shù)據(jù)資源的計算機群。網(wǎng)絡(luò)上的單臺計算機不僅具有數(shù)據(jù)處理和計算能力外，還能與網(wǎng)絡(luò)上的其他計算機互相交換數(shù)據(jù)。計算機網(wǎng)絡(luò)節(jié)點主要是各種計算機及其外設(shè)?？刂凭W(wǎng)絡(luò)：則指通過總線把具備數(shù)字計算、處理與通信能力的自控設(shè)備連接組成的系統(tǒng)。通過現(xiàn)場使單個設(shè)備能夠互相交換信息。控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點主要是各種自控設(shè)備。計算機網(wǎng)絡(luò)的類型：廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)。普通計算機網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)有什么異同點？相同點：通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和信息可以相互交換，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以協(xié)同工作。區(qū)別：任務(wù)不同，節(jié)點類型不同，工作環(huán)境，傳輸信息種類。3.2控制網(wǎng)絡(luò)的特點

控制網(wǎng)絡(luò)一般屬于局域網(wǎng)，在數(shù)公里以內(nèi)。

把單個分散的具有通信能力的測控設(shè)備通過總線連接，由它們共同完成自控任務(wù)，就是控制網(wǎng)絡(luò)。

控制網(wǎng)絡(luò)遍布在工廠的車間、裝配流水線、溫室、糧庫、堤壩、隧道、各種交通管制系統(tǒng)、建筑、軍工、消防、環(huán)境監(jiān)測、樓宇家居等處。

控制網(wǎng)絡(luò)可與信息網(wǎng)絡(luò)互連，構(gòu)成遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，并可成為互聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)與信息拓展的重要分支。3.2控制網(wǎng)絡(luò)的特點1.控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點：具有計算和通信能力的測量控制設(shè)備。例如：限位開關(guān)、感應(yīng)開關(guān)等各類開關(guān)（AS-I總線）條形碼閱讀器（串行通信）光電傳感器（AS-I總線）溫度、壓力、流量、物位等各種傳感器、變送器（PROFIBUS-PA、CAN、Hart等）可編程控制器PLC（PROFIBUS-DP、PROFINET、INDUSTRIALETHERNET、ControlNet、DeviceNet、CC-Link等）PID等數(shù)字控制器各種數(shù)據(jù)采集裝置作為監(jiān)視操作設(shè)備的監(jiān)控計算機、工作站及外設(shè)各種調(diào)節(jié)閥馬達(dá)控制設(shè)備變頻器機器人作為控制網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的中繼器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)等

2.控制網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)與工作環(huán)境：

主要任務(wù)就是完成測控工作。

具體任務(wù)：把現(xiàn)場設(shè)備的運行參數(shù)、狀態(tài)以及故障信息等傳送到控制室，同時將各種控制、維護、組態(tài)命令等傳送到現(xiàn)場的測控設(shè)備，這是現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)交互和傳遞；此外，控制網(wǎng)絡(luò)在與操作終端、上層管理網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交互和傳遞中發(fā)揮作用；總線供電。

工作環(huán)境：強電磁干擾、機械震動、溫差大。3.2控制網(wǎng)絡(luò)的特點3.控制網(wǎng)絡(luò)的實時性要求：

普通計算機網(wǎng)絡(luò)——以太網(wǎng)技術(shù)，常采用帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問的媒體訪問控制方式(CSMA/CD),但是仍避免不了沖突的可能性，故稱為非確定性(nondeterministic)網(wǎng)絡(luò)。

實時性：實時控制對某些變量的數(shù)據(jù)往往要求準(zhǔn)確定時刷新，控制作用必須在一定時限內(nèi)完成，或者相關(guān)的控制動作一定要按事先規(guī)定的先后順序完成。這種對時間有嚴(yán)格要求的系統(tǒng)稱為實時系統(tǒng)。

確定性：控制網(wǎng)絡(luò)通過對任務(wù)進(jìn)行實時調(diào)度，使實時任務(wù)在不同節(jié)點上周期執(zhí)行，這樣的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有確定性(deterministic)?？刂凭W(wǎng)絡(luò)傳輸信息：設(shè)備的測量值、控制量、工作狀態(tài)、報警狀態(tài)、系統(tǒng)配置組態(tài)、參數(shù)修改、零點量程調(diào)整、設(shè)備維護等。部分需要實時性，通過配置來充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。舉例：外科手術(shù)，PROFINET（SRT<=10ms軟實時模式，IRT<1ms等時同步實時模式）。3.2控制網(wǎng)絡(luò)的特點

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌菏侵妇W(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的互連形式?？刂凭W(wǎng)絡(luò)中常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：環(huán)形、星形、總線形和樹形。環(huán)形拓?fù)洌涵h(huán)形，單向，每個節(jié)點中繼器具備存取邏輯和收發(fā)控制。光纖環(huán)網(wǎng)可提供更大的數(shù)據(jù)吞吐量；一個節(jié)點的故障可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。可采用光纖冗余。環(huán)形拓?fù)?.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

2.星形拓?fù)洌喝魏喂?jié)點通信都要通過中央節(jié)點，中央節(jié)點結(jié)構(gòu)復(fù)雜負(fù)擔(dān)重，其他節(jié)點結(jié)構(gòu)簡單負(fù)擔(dān)小。星形拓?fù)?.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

3.總線拓?fù)洌阂粋€節(jié)點發(fā)送，其他節(jié)點都能接受（可以實現(xiàn)一對一，一對多數(shù)據(jù)傳送）；需要通過總線存取訪問控制方式來確定總線控制權(quán)。節(jié)省電纜，信號有衰減和畸變。總線形拓?fù)?.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?.樹形拓?fù)洌盒切瓮負(fù)浠蚩偩€拓?fù)涞臄U展形式。樹形拓?fù)?.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑Ｓ玫膫鬏斀橘|(zhì)：有線、無線。有線：雙絞線、同軸電纜、儀表電纜、電力電纜、光纖1.雙絞線：3.4網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)內(nèi)導(dǎo)體芯線絕緣箔屏蔽銅屏蔽外套--螺旋絞合的雙導(dǎo)線，≈1mm--每根2對、4對、25對--典型連接距離100m（LAN）--RJ45插座、插頭--優(yōu)缺點：成本低密度高、節(jié)省空間安裝容易（綜合布線系統(tǒng)）平衡傳輸（高速率）抗干擾性一般連接距離較短屏蔽雙絞線(STP)非屏蔽雙絞線(UTP)以鋁箔屏蔽以減少干擾和串音3類、5類、6類雙絞線外沒有任何附加屏蔽3.4網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)2.同軸電纜：同軸電纜從用途上分可分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜（即網(wǎng)絡(luò)同軸電纜和視頻同軸電纜）。同軸電纜分50Ω基帶電纜和75Ω寬帶電纜兩類?；鶐щ娎|又分細(xì)同軸電纜和粗同軸電纜?；鶐щ娎|僅僅用于數(shù)字傳輸，數(shù)據(jù)率可達(dá)10Mbps。中心銅線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層形成電流回路。因為中心銅線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層為同軸關(guān)系而得名。3.4網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)內(nèi)導(dǎo)體依靠光波承載信息速率高，通信容量大，僅受光電轉(zhuǎn)換器件的限制（＞100Gb/s）傳輸損耗小，適合長距離傳輸抗干擾性能極好，保密性好輕便3.4網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)3.光纜：玻璃封套塑料外套玻璃內(nèi)芯單芯光纜多芯光纜玻璃內(nèi)芯塑料外套玻璃封套外殼常見規(guī)格：玻璃內(nèi)芯——50um緩變型MMF 62.5um緩變/增強型MMF 8.3um突變型SMF 玻璃包層——125um光纖無銅？？？？3.4網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)●高密度多芯光纜剖面結(jié)構(gòu)芯封套外套加強芯光纖外鞘加強芯光纖束3.4網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)●無線介質(zhì)使用無線電波、微波、紅外以及激光攜帶信息無需物理連接適用于長距離或不便布線的場合易受干擾3.4網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)無線電固定終端點（基站）和終端之間是無線鏈路BS基站用戶計算機和終端BS基站覆蓋的無線電區(qū)域F2F3F1F2F3F1F2F3F1F2F2F3F1F1,F2,F3=使用的頻率3.4網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)地面微波接力兩個地面站之間傳送距離：50-100km地球地面站之間的直視線路微波傳送塔3.4網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)地球同步衛(wèi)星與地面站相對固定位置使用3個衛(wèi)星覆蓋全球傳輸延遲時間長22,300公里地球3.4網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)常用傳輸媒體的比較3.4網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)選擇網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)需要考慮的問題：傳輸信號類型、網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍、環(huán)境條件、節(jié)點間的距離、網(wǎng)絡(luò)連接方式、網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)量的大小、傳輸介質(zhì)與相關(guān)設(shè)備的性能價格比。3.4網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)的訪問控制方式：解決介質(zhì)爭用沖突的方法，也稱為總線競用或總線仲裁技術(shù)。采用介質(zhì)訪問控制方式的原因？計算機網(wǎng)絡(luò)中采用的方式：控制網(wǎng)絡(luò)中采用的方式：提高網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的利用率載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD)主/從、令牌總線、時分復(fù)用3.5網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的訪問控制方式1.載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）：

沖突、載波監(jiān)聽、沖突檢測

載波監(jiān)聽CSMA的控制方式是：先聽再講，邊講邊聽。檢測到?jīng)_突，發(fā)送Jam信號，通知各節(jié)點已經(jīng)發(fā)生沖突，同時也避免繼續(xù)傳送已損壞的數(shù)據(jù)幀。

CSMA堅持退避算法：

不堅持CSMA：如果空閑，則發(fā)送。若介質(zhì)忙，等待隨機時間，再重新監(jiān)聽。

概率1堅持CSMA：如果空閑，則發(fā)送。若介質(zhì)忙，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，立即發(fā)送。若發(fā)生沖突，等待隨機時間，再繼續(xù)監(jiān)聽。概率p堅持CSMA：如果空閑，以概率p堅持發(fā)送，或以（1-p）的概率延遲一個時間單位后再聽。這個時間單位等于最大的傳播延遲。若介質(zhì)忙，繼續(xù)監(jiān)聽，直至空閑再以概率p堅持發(fā)送。3.5網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的訪問控制方式2.令牌：為了避免隨機通信造成沖突，采用某種方式控制通信的發(fā)起者或發(fā)起時間。令牌控制就是按一定順序在各站點間傳遞令牌，得到令牌的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點才有發(fā)起通信的權(quán)利，從而避免沖突。令牌環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和令牌總線網(wǎng)絡(luò)。

令牌環(huán)形網(wǎng)絡(luò)：具有數(shù)據(jù)發(fā)送權(quán)的令牌在環(huán)形信道上不斷循環(huán)。能夠保證通信傳輸?shù)拇_定性，適合實時系統(tǒng)的使用，對負(fù)載不敏感；但網(wǎng)絡(luò)節(jié)點出故障會引起網(wǎng)絡(luò)癱瘓，可靠性差。

3.5網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的訪問控制方式

令牌總線網(wǎng)絡(luò)：采用總線拓?fù)洌W(wǎng)上各節(jié)點按預(yù)定順序形成一個邏輯令牌環(huán)。每個節(jié)點在邏輯環(huán)中均有一個指定的邏輯位置，首尾相連。由于站點等待取得令牌的時間是確定的、按順序依次進(jìn)行的，因此對所有站點都有公平的訪問權(quán)。根據(jù)需要，選定網(wǎng)絡(luò)中的站點數(shù)及最大的報文長度，從而保證在限定的時間內(nèi)取得令牌。

3.5網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的訪問控制方式令牌總線的介質(zhì)訪問控制應(yīng)具備以下功能：令牌傳遞算法邏輯環(huán)的初始化站點插入算法退出環(huán)路恢復(fù)CSMA/CD在負(fù)載較輕時表現(xiàn)出良好的吞吐率與延遲特性。而令牌控制方式在通信負(fù)荷較重時表現(xiàn)出較好的吞吐率與延遲特性。

3.5網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的訪問控制方式3.時分復(fù)用：

是指為共同使用介質(zhì)的每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點預(yù)先分配好一段特定的占用總線的時間。各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點按分配的時間段及先后順序占用總線。這種介質(zhì)訪問控制方式稱為時分多路復(fù)用。實分復(fù)用包括同步時分復(fù)用和異步時分復(fù)用。3.5網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的訪問控制方式1.什么是網(wǎng)絡(luò)互連？網(wǎng)絡(luò)互連就是要將分布在不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來，構(gòu)成更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)資源共享。相互連接的網(wǎng)絡(luò)可以是同種類型網(wǎng)絡(luò)，也可以是運行不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的異構(gòu)系統(tǒng)。要求：不改變原有的子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、通信速率、軟硬件配置等。3.6網(wǎng)絡(luò)互連網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)能實現(xiàn)更大規(guī)模、更大范圍的網(wǎng)絡(luò)連接，使網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)成為一個整體。2.網(wǎng)絡(luò)互連規(guī)范：ISO：InternationalStandardOrganization(總部：瑞士日內(nèi)瓦)OSI：OpenSystemInterconnectionIEEE：InstituteofElectricalandElectronicEngineers(美國)計算機網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)方面，起著很大作用的兩大國際組織是：國際電報與電話咨詢委員會（CCITT）國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）CCITT與ISO的工作領(lǐng)域不同：CCITT主要是考慮通信標(biāo)準(zhǔn)的制定；ISO主要是考慮信息處理與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。IEEE802.1~IEEE802.6ISO8802-1~ISO8802-63.6網(wǎng)絡(luò)互連3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型1.開放系統(tǒng)互連參考模型

OSI參考模型(OpenSystemsInterconnectionReferenceModel)的基本概念

OSI參考模型是為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連提供的一個共同基礎(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)框架，并為保持相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致性和兼容性提供參考。開放不是指對特定系統(tǒng)實現(xiàn)具體互聯(lián)的技術(shù)或手段，而是對標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)同。一個開放系統(tǒng)，可與遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其他系統(tǒng)互連通信。在OSI中的“開放”是指只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個系統(tǒng)就可以與位于世界上任何地方、同樣遵循同一標(biāo)準(zhǔn)的其它任何系統(tǒng)進(jìn)行通信；OSI研究的思路是抽象化和模塊化、層次化；OSI標(biāo)準(zhǔn)中，采用的是三級抽象：

體系結(jié)構(gòu)（architecture）（分幾層及各層的功能定義）服務(wù)定義（servicedefinition）（服務(wù)與接口）協(xié)議說明（protocolspecification）（協(xié)議規(guī)則）

通信參考模型是對通信系統(tǒng)的高度概括。3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型ISO劃分七層結(jié)構(gòu)的基本原則：網(wǎng)中各結(jié)點都具有相同的層次；不同結(jié)點的同等層具有相同的功能；同一結(jié)點內(nèi)相鄰層之間通過接口通信；每層可以使用下層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)；不同結(jié)點的同等層通過協(xié)議來實現(xiàn)對等層之間的通信。3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

獨立性強各層相對獨立，不關(guān)心各層的具體實現(xiàn)適應(yīng)性強每層內(nèi)部的變化，只要接口不變，就不會影響其他層

易于實現(xiàn)和維護復(fù)雜系統(tǒng)通過分層被分解成若干涉及范圍小，相對簡單的子系統(tǒng)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，實現(xiàn)、測試簡單包括程序設(shè)計在內(nèi)的很多地方都采用分層結(jié)構(gòu)處理（如組織架構(gòu)）3.6網(wǎng)絡(luò)互連OSI參考模型的結(jié)構(gòu)

通信控制處理機通信控制處理機系統(tǒng)A系統(tǒng)B中繼節(jié)點中繼節(jié)點3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型OSI參考模型的結(jié)構(gòu)3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型2.OSI參考模型各層的功能

物理層（physicallayer）任務(wù)：在物理媒體(介質(zhì))上正確地、透明地傳送比特流。協(xié)議(標(biāo)準(zhǔn))：規(guī)定了物理接口的各種特性：機械：物理連接器的尺寸、形狀、規(guī)格電氣：信號電平，信號的脈沖寬度和頻率，數(shù)據(jù)傳送速率，最大傳輸距離等功能：接口引（線）腳的功能和作用規(guī)程：信號時序，應(yīng)答關(guān)系，操作過程功能：建立和拆除物理連接、位流傳輸、管理服務(wù)：物理連接、物理服務(wù)數(shù)據(jù)、順序化、數(shù)據(jù)電路標(biāo)識、服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)、故障報告3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型數(shù)據(jù)鏈路層（datalinklayer）任務(wù)：在兩個相鄰節(jié)點間可靠地傳輸數(shù)據(jù)，使之對網(wǎng)絡(luò)層呈現(xiàn)為一條無錯的鏈路。功能與服務(wù)：建立與拆除數(shù)據(jù)鏈路連接組幀：幀封裝，按順序傳送，處理返回的確認(rèn)幀；定界與同步：產(chǎn)生/識別幀邊界；差錯檢測/恢復(fù)：可靠的傳輸，CRC，ARQ；流量控制：抑止發(fā)送方的傳輸速率，使接收方來得及接收。3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型網(wǎng)絡(luò)層（networklayer，internetlayer）任務(wù)：選擇合適的路由，把分組從源端傳送到目的端。功能與服務(wù)：在源端與目的端之間建立、維護、終止網(wǎng)絡(luò)的連接路由選擇和分組中轉(zhuǎn)流量控制和擁塞控制多路復(fù)用：為多個傳輸層實體提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)分段與組合：大數(shù)據(jù)塊分段，小數(shù)據(jù)塊組合差錯檢測與恢復(fù)流量統(tǒng)計和記賬IP協(xié)議[RFC791]（requestforcomments）：提供無連接的數(shù)據(jù)報服務(wù)3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型路由選擇如何在多條通信路徑中找一條最佳路徑？依據(jù)：速度,距離(步跳數(shù)),價格,擁塞程度路由器——路由表建立與維護靜態(tài)：人工設(shè)置，只適用于小型網(wǎng)絡(luò)動態(tài)：運行過程中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自動地動態(tài)維護路由算法——建立與維護路由表的方法距離向量算法：RIP、CGP等鏈路狀態(tài)算法：OSPF等3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型鏈路層的任務(wù)兩節(jié)點間可靠的數(shù)據(jù)傳輸Ethernet,X.25,ATM,…網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)沿兩端點間的最佳路由傳輸數(shù)據(jù)（主機間的邏輯通信）Ethernet,X.25,ATM,…3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型傳輸層（transportlayer）任務(wù)：在源端與目的端之間提供可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸，使上層服務(wù)用戶不必關(guān)心通信子網(wǎng)的實現(xiàn)細(xì)節(jié)。傳輸層的特點以上各層：面向應(yīng)用，本層及以下各層：面向傳輸；與網(wǎng)絡(luò)層的部分服務(wù)有重疊交叉，功能取舍取決于網(wǎng)絡(luò)層功能的強弱；只存在于端主機中；實現(xiàn)源主機到目的主機“端到端”的連接；在這一點上與網(wǎng)絡(luò)層的區(qū)別是什么？網(wǎng)絡(luò)層：為主機之間提供邏輯傳輸傳輸層：為應(yīng)用進(jìn)程之間提供邏輯傳輸3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型主機對主機系統(tǒng)A系統(tǒng)B實體對等層對等實體接口服務(wù)物理網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)程對進(jìn)程傳輸層傳輸層3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型傳輸層兩種服務(wù)的比較ConnectionOrientedConnectionless參考模式電話系統(tǒng)郵政系統(tǒng)特點靜態(tài)分配資源；傳輸前需要建立連接動態(tài)分配資源可靠性提供可靠的傳輸服務(wù)：無錯、按序、無丟失/無重復(fù)不能防止報文的損壞、失序、丟失和重復(fù)對目的地址的要求僅在連接階段需要完整的目的地址需要為每一個報文提供完整的目的地址適用場合在一段時間內(nèi)向同一目的地發(fā)送大量報文;實時性要求少量零星報文分類及示例1.可靠消息流-文件傳輸2.可靠字節(jié)流-遠(yuǎn)程登錄3.不可靠連接-數(shù)字化聲音1.數(shù)據(jù)報-廣播/組播2.可靠的數(shù)據(jù)報-掛號郵件3.請求應(yīng)答-數(shù)據(jù)庫查詢3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型應(yīng)用層（applicationlayer）任務(wù)：為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。功能：提供各種不同的應(yīng)用協(xié)議以滿足應(yīng)用進(jìn)程的需求；識別并證實目的通信方的可用性；使協(xié)同工作的應(yīng)用進(jìn)程之間進(jìn)行同步；為通信過程申請資源。應(yīng)用層協(xié)議的例子：OSI:VTP、MHS、FTAM、DS、…TCP/IP:Telnet、SMTP、FTP、DNS、HTTP、…3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型OSI環(huán)境中的數(shù)據(jù)流

3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型3.幾種典型控制網(wǎng)絡(luò)的通信模型作為工業(yè)數(shù)據(jù)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)，要構(gòu)成開放互連系統(tǒng)，應(yīng)該考慮:

如何制定和選擇通信模型？七層OSI參考模型是否適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的通信環(huán)境，模型是否需要簡化來適應(yīng)控制網(wǎng)絡(luò)？工業(yè)現(xiàn)場的情況：存在大量傳感器、控制器、執(zhí)行器等；分布范圍大；單個節(jié)點通信數(shù)據(jù)量不大，通信實時性、快速性要求高?，F(xiàn)場采用的通信模型需要簡化。3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型OSI與部分控制網(wǎng)絡(luò)通信參考模型的對應(yīng)關(guān)系物理層1數(shù)據(jù)鏈路層2網(wǎng)絡(luò)層3傳輸層4會話層5表示層6應(yīng)用層7總線報文規(guī)范子層FMS總線訪問子層FASFMS/FDA報文規(guī)范低層接口H1物理層H1物理鏈路層以太網(wǎng)物理層數(shù)據(jù)鏈路層IPTCP/UDP數(shù)據(jù)鏈路層物理層(485)用戶層用戶層應(yīng)用過程H1HSEPROFIBUS3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型OSI模型與LonWorks和CAN的分層對照3.7網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型中繼器：屬于物理層的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，作用信號整形放大復(fù)制。3.8網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備集線器與交換機的區(qū)別

從OSI體系結(jié)構(gòu)來看，集線器屬于OSI的第一層物理層設(shè)備，而交換機屬于OSI的第二層數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。這就意味著集線器只是對數(shù)據(jù)的傳輸起到同步、放大和整形的作用，對數(shù)據(jù)傳輸中的短幀、碎片等無法有效處理，不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院驼_性；而交換機不但可以對數(shù)據(jù)的傳輸做到同步、放大和整形，而且可以過濾短幀、碎片等。從工作方式來看，集線器是一種廣播模式，也就是說集線器的某個端口工作的時候其他所有端口都有名收聽到信息，容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)較大的時候網(wǎng)絡(luò)性能會受到很大的影響，那么用什么方法避免這種現(xiàn)象的發(fā)生呢？交換機就能夠起到這種作用，當(dāng)交換相工作的時候只有發(fā)出請求的端口和目的端口之間相互響應(yīng)而不影響其他端口，那么交換機就能夠隔離沖突域和有效地抑制廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。從帶寬來看，集線器不管有多少個端口，所有端口都共享一條帶寬，在同一時刻只能有兩個端口傳送數(shù)據(jù)，其他端口只能等待；同時集線器只能工作在半雙工模式下。而對于交換機而言，每個端口都有一條獨占的帶寬，當(dāng)兩個端口工作時并不影響其他端口的工作，同時交換機不但可以工作在半雙工模式下也可以工作在全雙工模式下。

3.8網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備網(wǎng)橋：屬于作用在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。用于連接同類型不同網(wǎng)段，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率、傳輸介質(zhì)可不同。3.8網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備路由器：工作在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，包含有軟件。3.8網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備網(wǎng)橋和路由器的區(qū)別

作為同是連接兩個網(wǎng)絡(luò)間的設(shè)備，網(wǎng)橋和路由器確實有些相似，不過本質(zhì)上還是不同的。其中網(wǎng)橋（Bridge）又叫橋接器，它是一種在鏈路層實現(xiàn)局域網(wǎng)互連