《動車組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（第2版）》課件 第二節(jié) 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及基本概念

動車組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第一章列車網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識第一章列車網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識第一節(jié)國內(nèi)外列車信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念第三節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸方式第四節(jié)串行通信接口技術(shù)第五節(jié)令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)（IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)）第六節(jié)ARCNET總線工作原理（IEEE802.4標(biāo)準(zhǔn)）第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念一、通信系統(tǒng)的組成信息源和信息接收者

信息源和信息接收者是信息的產(chǎn)生者和使用者。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介質(zhì)匹配起來，即將信息源產(chǎn)生的消息信號經(jīng)過編碼，并變換為便于傳送的信號形式，送往傳輸介質(zhì)。傳輸介質(zhì)

傳輸介質(zhì)指設(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）。第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念一、通信系統(tǒng)的組成接收設(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。

在大多數(shù)場合下，信息源兼為收信者，通信的雙方需要隨時交流信息，因此要求雙向通信。這時，通信雙方都要有發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備。如果兩個方向有各自的傳輸介質(zhì)，則雙方都可獨(dú)立進(jìn)行發(fā)送和接收；但若共用一個傳輸介質(zhì)，則必須用頻率或時間分割的辦法來共享。

第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念一、通信系統(tǒng)的組成總線與總線段

從廣義來說，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”（bussegment）。可以通過總線段相互連接把多個總線段連接成一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?？偩€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”（busmaster）。也就是說，主設(shè)備具備在總線上主動發(fā)起通信的能力，又稱命令者?？偩€從設(shè)備

不能在總線上主動發(fā)起通信、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（busslaver），也稱基本設(shè)備。二、總線的基本術(shù)語第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念二、總線的基本術(shù)語控制信號總線上的控制信號通常有三種類型。1.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、啟動和停止等。2.是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。3.還有一些控制信號表明地址和數(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。第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念總線協(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”（busProtocol）。這是一套事先規(guī)定的、必須共同遵守的規(guī)約。二、總線的基本術(shù)語第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念三、總線操作的基本內(nèi)容

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。

數(shù)據(jù)傳送

一旦某一命令者與一個或多個響應(yīng)者連接上以后，就可以開始數(shù)據(jù)的讀寫操作。“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)。

通信請求

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)。

第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念尋址

尋址過程是命令者與一個或多個從設(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：三、總線操作的基本內(nèi)容

物理尋址邏輯尋址廣播尋址第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念總線定時

總線操作用“定時”（timing）信號進(jìn)行同步。定時信號用于指明總線上的數(shù)據(jù)和地址在什么時刻是有效的。

三、總線操作的基本內(nèi)容

出錯檢測

在總線上傳送信息時會因噪聲和串?dāng)_而出錯，因此在高性能的總線中一般設(shè)有出錯碼產(chǎn)生和校驗(yàn)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)傳送過程的出錯檢測?？偩€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）。第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念三、總線操作的基本內(nèi)容

容錯

設(shè)備在總線上傳送信息出錯時，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。多段總線操作

上面所討論的是單段總線操作，即在一個總線段內(nèi)，某一時間，一個命令者與一個或多個從設(shè)備進(jìn)行總線操作。在一些總線標(biāo)準(zhǔn)中，允許多個段互連，組成段互連總線系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)多段并行操作，提高了系統(tǒng)的性能。第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念四、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成要素計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成必須具備以下三個要素：1、至少要有兩臺以上具有獨(dú)立操作系統(tǒng)的計算機(jī)，相互間有共享某種資源的需求；2、節(jié)點(diǎn)之間需要有某種通信手段或方法將其互連；3、兩個或多個節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信，必須遵循某種被公認(rèn)的規(guī)則（即協(xié)議）。五、局域網(wǎng)1、局域網(wǎng)的概念

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接范圍的大小，可以將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)兩種。局域網(wǎng)（LAN－LocalAreaNetwork）也稱為局部網(wǎng)絡(luò)，是將分散在有限地理范圍內(nèi)（如一棟大樓，一個部門）的多臺計算機(jī)通過傳輸媒體連接起來的通信網(wǎng)絡(luò)，通過功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件，實(shí)現(xiàn)計算機(jī)之間的相互通信和共享資源。（現(xiàn)在的傳輸速度一般在10Mbit/s以上）

美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）于1980年2月成立局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化委員會（簡稱802委員會）專門對局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，所制定的IEEE802標(biāo)準(zhǔn)已逐步成為國際標(biāo)準(zhǔn)。該委員會給出的LAN的定義是允許中等地域內(nèi)的眾多獨(dú)立設(shè)備通過中等速率的物理信道直接互連通信的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念五、局域網(wǎng)2、局域網(wǎng)的特性和特點(diǎn)局域網(wǎng)有如下特點(diǎn)：（1）網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小（25公里以內(nèi)）；（2）選用較高特性的傳輸媒體：高的傳輸速率和低的傳輸誤碼率；（3）硬軟件設(shè)施及協(xié)議方面有所簡化；（4）媒體訪問控制方法相對簡單；（5）采用廣播方式傳輸數(shù)據(jù)信號，一個節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號可被網(wǎng)上所有的節(jié)點(diǎn)接收，不考慮路由選擇的問題，甚至可以忽略O(shè)SI網(wǎng)絡(luò)層的存在；第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念六、局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的互連形式。在圖所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，星形、環(huán)形、總線形和樹形較為常見。第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念1、星形拓?fù)湓谛切瓮負(fù)渲?，每個站通過點(diǎn)-點(diǎn)連接到中央節(jié)點(diǎn)，任何兩站之間通信網(wǎng)過中央節(jié)點(diǎn)進(jìn)行。一個站要傳送數(shù)據(jù)，首先向中央節(jié)點(diǎn)發(fā)出請求，要求與目的站建立連接。連接建立后，該站才向目的站發(fā)送數(shù)據(jù)。特點(diǎn)：這種拓?fù)洳捎眉惺酵ㄓ嵖刂撇呗?，所有通訊均由中央?jié)點(diǎn)控制，中央節(jié)點(diǎn)必須建立和維持許多并行數(shù)據(jù)通路，因此中央節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)顯得非常復(fù)雜，而每個站的通訊處理負(fù)擔(dān)很小，只需滿足點(diǎn)-點(diǎn)鏈路簡單通訊要求，結(jié)構(gòu)很簡單。六、局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念2、總線拓?fù)湓诳偩€型拓?fù)渲?，傳輸介質(zhì)是一條總線，工作站通過相應(yīng)硬件接口接至總線上。一個站發(fā)送數(shù)據(jù)，所有其他站都能接收。樹形拓?fù)涫强偩€拓?fù)涞臄U(kuò)展形式，傳輸介質(zhì)是不封閉的分支電纜。它和總線拓?fù)湟粯?，一個站發(fā)送數(shù)據(jù)，其他站都能接收。因此，總線和樹形拓?fù)涞膫鬏斀橘|(zhì)稱作多點(diǎn)式或廣播式。因?yàn)樗泄?jié)點(diǎn)共享一條傳輸鏈路，一次只允許一個站發(fā)信息，需有某種存取控制方式，確定下一個可以發(fā)送的站。信息也是按分組發(fā)送，達(dá)到目的站后，經(jīng)過地址識別，將信息復(fù)制下來。六、局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念3、環(huán)形拓?fù)湓诃h(huán)形拓?fù)渲?，網(wǎng)絡(luò)中有許多中繼器進(jìn)行點(diǎn)-點(diǎn)鏈路連接，構(gòu)成一個封閉的環(huán)路。中繼器接收前驅(qū)站發(fā)來的數(shù)據(jù)，然后按原來速度一位一位地從另一條鏈路發(fā)送出去。鏈路是單向的，數(shù)據(jù)沿一個方向（順時針或反時針）在網(wǎng)上環(huán)行。每個工作站通過中繼器再連至網(wǎng)絡(luò)。一個站發(fā)送數(shù)據(jù)，按分組進(jìn)行，數(shù)據(jù)拆成分組加上控制信息插入環(huán)上，通過其他中繼器到達(dá)目的站。由于多個工作站要共享環(huán)路，需有某種訪問控制方式，確定每個站何時能向環(huán)上插入分組。它們一般采用分布控制，每個站有存取邏輯和收發(fā)控制。六、局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念環(huán)形拓?fù)涞奶攸c(diǎn)：環(huán)形拓?fù)湔门c星形拓?fù)湎喾?。星形拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備需有較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)處理功能，而工作站負(fù)擔(dān)最小，環(huán)形拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備只是很簡單的中繼器，而工作站則需提供拆包和存取控制邏輯較復(fù)雜功能。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的中繼器之間可使用高速鏈路（如光纖），因此環(huán)形網(wǎng)絡(luò)與其他拓?fù)湎啾?，可提供更大的吞吐量，適用于工業(yè)環(huán)境。但在網(wǎng)絡(luò)路數(shù)量、數(shù)據(jù)類型、可靠性方面存在某些局限。六、局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念4、樹形拓?fù)錁湫瓮負(fù)涞倪m應(yīng)性很強(qiáng)，可適用于很寬范圍，如對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量、數(shù)據(jù)率和數(shù)據(jù)類型等沒有太多限制，可達(dá)到很高的帶寬。樹形結(jié)構(gòu)在單個局域網(wǎng)系統(tǒng)中采用不多，如果把多個總線形或星形網(wǎng)連在一起，或聯(lián)到另一個大型機(jī)或一個環(huán)形網(wǎng)上，就形成了樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中是非常需要的。樹形結(jié)構(gòu)非常適合于分主次、分等級的層次型管理系統(tǒng)。六、局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念傳輸介質(zhì)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。傳輸介質(zhì)的特性主要是：（?。┪锢硖匦裕簜鬏斀橘|(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述；（ⅱ）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；（ⅲ）連通特性：允許點(diǎn)-點(diǎn)或多點(diǎn)連接；（ⅳ）地理范圍：傳輸介質(zhì)最大傳輸距離；（ⅴ）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；（ⅵ）相對價格：器件、安裝與維護(hù)費(fèi)用。七、傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念1、雙絞線無論對于模擬數(shù)據(jù)還是對于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，雙絞線都是最通用的傳輸介質(zhì)。電話線路就是一種雙絞線。（ⅰ）物理特性：雙絞線由按規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)排列的兩根或四根絕緣線組成。一對線可以作為一條通信線路,各個線對螺旋排列的目的是使各線對之間的電磁干擾最小。（ⅱ）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)行多個音頻通道的多路復(fù)用。如每個通道占用4kHz帶寬，并在相鄰?fù)ǖ乐g保留適當(dāng)?shù)母綦x頻帶，雙絞線使用的帶寬可達(dá)268kHz，可以復(fù)用24條音頻通道的傳輸。使用雙絞線或調(diào)制解調(diào)器傳輸模擬數(shù)據(jù)信號時，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)9600bps.七、傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念（ⅲ）連通性∶雙絞線可以用于點(diǎn)-點(diǎn)連接，也可用于多點(diǎn)連接。（ⅳ）地理范圍∶雙絞線用作遠(yuǎn)程中繼線時，最大距離可達(dá)15km；用于10Mbps局域網(wǎng)時，與集線器的距離最大為100m。（ⅴ）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，其抗干擾能力相當(dāng)于同軸電纜。在10～100kHz時，其抗干擾能力低于同軸電纜。（ⅵ）價格∶雙絞線的價格低于其他傳輸介質(zhì)，并且安裝、維護(hù)方便。1、雙絞線七、傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念（ⅰ）物理特性∶同軸電纜結(jié)構(gòu)如圖2-12所示，它由內(nèi)導(dǎo)體、外屏蔽層、絕緣層及外部保護(hù)層組成一同軸介質(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、同軸電纜七、傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念（ⅱ）傳輸特性：根據(jù)同軸電纜通頻帶，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，，此時稱之為單通道寬帶。2、同軸電纜七、傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念（ⅲ）連通性：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。（ⅳ）地理范圍：基帶同軸電纜最大距離限制在幾公里范圍內(nèi)，而寬帶同軸電纜最大距離可達(dá)幾十公里。（ⅴ）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)。（ⅵ）價格∶同軸電纜造價介于雙絞線與光線之間，維護(hù)方便。2、同軸電纜七、傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念（?。┪锢硖匦裕汗饫w是一種直徑為50～100um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.3、光纜七、傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念（ⅱ）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。光纖可以看作頻率從1014～1015Hz的光波導(dǎo)線，這一范圍覆蓋了可見光譜與部分紅外光譜。以小角度進(jìn)入的光波沿光纖按全反射方式向前傳播。光載波調(diào)制方法采用振幅鍵控ASK調(diào)制方法，即亮度調(diào)制。光纖傳輸速率可達(dá)幾千Mbps。3、光纜七、傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念（ⅲ）連通性：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)中也采用多點(diǎn)連接方式。（ⅳ）地理范圍：光纖信號衰減極小，它可以在6～8km距離內(nèi)不使用中繼器，實(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸。1、光纜七、傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念（ⅴ）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、高速率傳輸中保持低誤碼率。雙絞線典型的誤碼率在10-5～10-6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。（ⅵ）價格：目前光纖價格高于同軸電纜與雙絞線。由于光纖具有低損耗、寬頻、高數(shù)據(jù)傳輸速率、低誤碼率、安全保密性好等特點(diǎn)，因此它是一種最有前途的傳輸介質(zhì)。1、光纜七、傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念微波

工作頻率為109～1010Hz，局域網(wǎng)絡(luò)可直接利用微波收發(fā)機(jī)進(jìn)行通信，或作中繼接力，擴(kuò)大傳輸距離。紅外線

工作頻率為1011～1014Hz，通過發(fā)送或接收信號調(diào)制的非相干紅外線，即可形成一條通信鏈路。只要收發(fā)機(jī)處在視線內(nèi)，就可準(zhǔn)確地進(jìn)行通信，方向性很強(qiáng)，幾乎不受干擾。激光

工作頻率為1014～1015Hz，用調(diào)制解調(diào)的相干激光，實(shí)現(xiàn)激光通信。對于遠(yuǎn)距離傳輸還可采用衛(wèi)星通信等。3、無線傳輸七、傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念1、網(wǎng)絡(luò)互連的基本概念網(wǎng)絡(luò)互連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(shí)現(xiàn)互連網(wǎng)絡(luò)的資源共享。

網(wǎng)絡(luò)互連要求在不改變原網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、硬、軟件的前提下，使連接對原網(wǎng)絡(luò)的影響減至最小。通過網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)使原來因所用協(xié)議不同不能相互通信的網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)相互通信。八、局域網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念網(wǎng)絡(luò)互連從通信協(xié)議的角度可分為四個層次：在物理層，使用中繼器（repeater）在不同網(wǎng)段之間復(fù)制位信號；在數(shù)據(jù)鏈路層，使用網(wǎng)橋（bridge）在局域網(wǎng)之間存儲或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀；在網(wǎng)絡(luò)層，使用路由器（router）在不同網(wǎng)絡(luò)間存儲轉(zhuǎn)發(fā)分組信號；在傳送層及傳送層以上，使用網(wǎng)關(guān)（gateway）進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，提供更高層次的接口。2、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備與相應(yīng)層次※八、局域網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念中繼器

起簡單的信號放大作用，用于驅(qū)動很長的通信介質(zhì)。主要有電信號中繼器和光信號中繼器，它對所通過的數(shù)據(jù)不作處理，主要作用在于延長電纜和光纜的傳輸距離。網(wǎng)橋

是存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用來連接同一類型的局域網(wǎng)。網(wǎng)橋接收幀，并送到數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行差錯校驗(yàn)，再送到物理層，通過物理傳輸介質(zhì)送到另一個子網(wǎng)或網(wǎng)段。它具備尋址與路徑選擇的功能，在接收到幀之后，要決定正確的路徑將幀送到相應(yīng)的目的站點(diǎn)。網(wǎng)橋能夠互連兩個采用不同數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、不同傳輸速率、不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)。它需要兩個互連網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上采用相同或兼容的協(xié)議。現(xiàn)場總域網(wǎng)段間的連接主要選用中繼器和網(wǎng)橋。2、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備與相應(yīng)層次※八、局域網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念路由器與網(wǎng)關(guān)的任務(wù)比網(wǎng)橋和中繼器要復(fù)雜得多，其功能包括協(xié)議轉(zhuǎn)換、信號傳遞、道路、分段、重裝、流量控制、差錯控制等。適用于通用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。路由器從路徑選擇角度為邏輯上獨(dú)立的不同子網(wǎng)用戶之間傳輸數(shù)據(jù)提供傳輸路線。網(wǎng)關(guān)又被稱為網(wǎng)間協(xié)議變換器，用以實(shí)現(xiàn)不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間、包括使用不同網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)之間的互連。由于它在技術(shù)上與它所連接的兩個網(wǎng)絡(luò)的具體協(xié)議有關(guān)，因而用于不同網(wǎng)絡(luò)間轉(zhuǎn)換連接的網(wǎng)關(guān)是不相同的。2、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備與相應(yīng)層次※八、局域網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念3、網(wǎng)絡(luò)互連規(guī)范八、局域網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念三、網(wǎng)絡(luò)互連規(guī)范

局域網(wǎng)操作系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)連接的重要軟件。局域網(wǎng)操作系統(tǒng)通過網(wǎng)卡驅(qū)動程序與網(wǎng)卡通信，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問控制和物理層協(xié)議。

4、局域網(wǎng)操作系統(tǒng)八、局域網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念5、

OSI參考模型八、局域網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念OSI參考模型的功能劃分：OSI參考模型每一層的功能是獨(dú)立的，它利用其下一層提供的服務(wù)并為其上一層提供服務(wù)，而與其他層的具體實(shí)況無關(guān)。這里所謂的“服務(wù)”就是下一層上一層提供的通信功能和層之間的會話規(guī)定，一般用通信服務(wù)原語實(shí)現(xiàn)。兩個開放系統(tǒng)中的同等層之間的通信規(guī)則和約定稱之為協(xié)議。通常，第1～3層功能稱為低層功能（LLF），即通信傳送功時，這是網(wǎng)絡(luò)與終端均需具備的功能。第4～7層功能稱為高層功能（HLF），即通信處理功能，通常需由終端來提供。5、

OSI參考模型八、局域網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念（1）物理層（第1層）物理層并不是物理媒體本身，它只是開放系統(tǒng)中利用物理媒體實(shí)現(xiàn)物理連接的功能描述和執(zhí)行連接的規(guī)程。物理層提供用于建立、保持和斷開物理連接的機(jī)械的、電氣的、功能的和過程的條件。簡而言之，物理層提供有關(guān)同步和比特流在物理媒體上的傳輸手段，其典型的協(xié)議有EIA-232-D等。（2）數(shù)據(jù)鏈路層（第2層）數(shù)據(jù)鏈路層用于建立、維持和拆除鏈路連接，實(shí)現(xiàn)無差錯傳輸?shù)墓δ?。在點(diǎn)到點(diǎn)或點(diǎn)到多點(diǎn)的鏈路上，保證信息的可靠傳遞。該層對連接相鄰的通路進(jìn)行差錯控制、數(shù)據(jù)成幀、同步等控制。檢測差錯一般采用循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC），糾正差錯采用計時器恢復(fù)和自動請求重發(fā)（ARQ）等技術(shù)。其典型的協(xié)議有OSI標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議集中的高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC。OSI參考模型的功能劃分：5、

OSI參考模型八、局域網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念（3）網(wǎng)絡(luò)層（第3層）網(wǎng)絡(luò)層規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)連接的建立、維持和拆除的協(xié)議。它的主要功能是利用數(shù)據(jù)鏈路層所提供的相鄰節(jié)點(diǎn)間的無差錯數(shù)據(jù)傳輸功能，通過路由選擇和中繼功能，實(shí)現(xiàn)兩個系統(tǒng)之間的連接。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)層還具有多路復(fù)用的功能。（4）傳輸層（第4層）傳輸層完成開放系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送控制。主要功能是開放系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的收發(fā)確認(rèn)。同時，還用于彌補(bǔ)各種通信網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量差異，對經(jīng)過下三層之后仍然存在的傳輸差錯進(jìn)行恢復(fù)，進(jìn)一步提高可靠性。另外，還通過復(fù)用、分段和組合、連接和分離、分流和合流等技術(shù)措施，提高吞吐量和服務(wù)質(zhì)量。OSI參考模型的功能劃分：5、

OSI參考模型八、局域網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及概念（5）會話層（第5層）會話層依靠傳輸層以下的通信功能使數(shù)據(jù)傳送功能在開放系統(tǒng)間有效地進(jìn)行。其主要功能是按照在應(yīng)用進(jìn)程之間的約定，按照正確的順序收、發(fā)數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種形式的對話?？刂品绞娇梢詺w納為以下兩類：一是為了在會話應(yīng)用中易于實(shí)現(xiàn)接收處理和發(fā)送處理的逐次交替變換，設(shè)置某一時刻只有一端發(fā)送數(shù)據(jù)。因此需要有交替改變發(fā)信端的傳送控制。二是在類似文件傳送等單方向傳送大量數(shù)據(jù)的情況下，為了防備應(yīng)用處理中