工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)22打印課件

1、第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)第2章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)n2.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)n2.2 現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)n2.3 網(wǎng)絡(luò)硬件n2.4 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)n2.5 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備n2.6 通信參考模型2.2 現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)n現(xiàn)場總線又稱現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)，它屬于一種特殊類型的計算機網(wǎng)絡(luò)，是用于完成自動化任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。n從現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)備類型、傳輸信息的種類、網(wǎng)絡(luò)所執(zhí)行的任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)所處的工作環(huán)境等方面，現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)都有別于由普通PC機或其他計算機構(gòu)成的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。n2 2.2.1 .2.1 現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點n現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點大都是具有計算與通信能力的測量控制設(shè)備。n限位開關(guān)、感應(yīng)開關(guān)等各類開

2、關(guān); 條形碼閱讀器; 光電傳感器; 溫度、壓力、流量、物位等各種傳感器、變送器; 可編程邏輯控制器PLC; 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、工作站及其外設(shè); 各種調(diào)節(jié)閥; 電動機控制設(shè)備; 變頻器; 機器人; 作為現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的中繼器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)等。n把單個分散的有通信能力的測量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使它們之間可以相互溝通信息，由它們共同完成自控任務(wù)，這就是現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)。 n2 2.2.2 .2.2 現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)n現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)要將現(xiàn)場運行的各種信息傳送到遠離現(xiàn)場的控制室(把生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的運行參數(shù)、狀態(tài)以及故

3、障信息等送往控制室)；又將各種控制、維護、組態(tài)命令等送往位于現(xiàn)場的測量控制現(xiàn)場設(shè)備中；現(xiàn)場級控制設(shè)備之間數(shù)據(jù)聯(lián)系與溝通的作用；現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)還要在與操作終端、上層管理網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)連接和信息共享中發(fā)揮作用。n參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)測覽和遠程監(jiān)控n控制網(wǎng)絡(luò)必須解決的問題控制網(wǎng)絡(luò)必須解決的問題：n各類惡劣的工作環(huán)境、控制網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)與互操作。n不同于普通計算機網(wǎng)絡(luò)的特點不同于普通計算機網(wǎng)絡(luò)的特點：n數(shù)據(jù)傳輸量相對較小，傳輸速率相對較低，多為短幀傳送，但它要求通信傳輸?shù)膶崟r性強，可靠性高。n現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的特定需求現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的特定需求：n滿足控制的實時性要求、工業(yè)環(huán)境下的抗干擾、總線供電等。n2 2.2.3 .2.3

4、現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的實時性實時性n現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)不同于普通數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的最大特點:它必須滿足對現(xiàn)場控制的實時性要求。實時控制往往要求對某些變量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確定時刷新。這種對動作時間有實時要求的系統(tǒng)稱為實時系統(tǒng)。n實時系統(tǒng)的運行不僅要求系統(tǒng)動作在邏輯上的正確性，同時要求滿足時限性。實時系統(tǒng)又可分為硬實時和軟實時兩類。硬實時系統(tǒng)要求實時任務(wù)必須在規(guī)定的時限完成，否則會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果;而軟實時系統(tǒng)中的實時任務(wù)在超過了截止期后的一定時限內(nèi)，系統(tǒng)仍可以執(zhí)行處理。 2.3 網(wǎng)絡(luò)硬件n2.3.1 2.3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)n1.1.廣播式網(wǎng)絡(luò)廣播式網(wǎng)絡(luò)(broadcast network)(broa

5、dcast network)n廣播式網(wǎng)絡(luò)僅有一條通信信道，由網(wǎng)絡(luò)上的所有機器共享，按某種語法組織的分組或包 (packet)，可以被任何機器發(fā)送并被其他所有的機器接收。分組的地址字段指明此分組應(yīng)被哪臺機器接收。一旦收到分組，各機器將檢查它的地址字段。如果是發(fā)送給它的，則處理該分組，否則將它丟棄。（一對一）n一對多一對多n廣播(broadcasting)：廣播系統(tǒng)也允許在地址字段中使用一段特殊代碼，以便將分組發(fā)送到所有目標(biāo)。使用此代碼的分組發(fā)出以后，網(wǎng)絡(luò)上的每一臺機器都會接收和處理它。n某些廣播系統(tǒng)還支持向機器的一個子集發(fā)送的功能，即多點播送(muIticasting)。n2.2.點到點網(wǎng)絡(luò)點到

6、點網(wǎng)絡(luò)(point-to-point network)n由一對對機器之間的多條連接構(gòu)成。為了能從源到達目的地，這種網(wǎng)絡(luò)上的分組可能必須通過一臺或多臺中間機器。通常是多條路徑，并且可能長度不一樣，因此在點到點網(wǎng)絡(luò)中路由算法十分重要。n網(wǎng)絡(luò)類型的選擇：小的、地理上處于本地的網(wǎng)絡(luò)采用廣播方式，而大的網(wǎng)絡(luò)則采用點到點方式。n另一個網(wǎng)絡(luò)分類的標(biāo)準(zhǔn)連接距離。n數(shù)據(jù)流機器 (data fIow machine)n多計算機 (muItiComputers)n網(wǎng)絡(luò)：n 局域網(wǎng)n 城域網(wǎng)n 廣域網(wǎng)n 互聯(lián)網(wǎng)n距離是重要的分類尺度，因為在不同的連接距離下所使用的技術(shù)是不一樣的。按連接距離分類的多處理器系統(tǒng)按連接距離

7、分類的多處理器系統(tǒng)2.3.2 局域網(wǎng)n局域網(wǎng)(Local Area Network)，簡稱LAN，是處于同一建筑、同一大學(xué)或方圓幾公里遠地域內(nèi)的專用網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)常被用于連接公司辦公室或工廠里的個人計算機和工作站，以便共享資源 (如打印機)和交換信息。nLAN有和其他網(wǎng)絡(luò)不同的三個特征:范圍、傳輸技術(shù)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。LANLAN的覆蓋范圍比較小的覆蓋范圍比較小，即使是在最壞情況下其，即使是在最壞情況下其傳輸時傳輸時間也是有限間也是有限的，的，簡化了網(wǎng)絡(luò)的管理簡化了網(wǎng)絡(luò)的管理。LANLAN的傳輸技術(shù)：用一條電纜連接所有的機器的傳輸技術(shù)：用一條電纜連接所有的機器。傳統(tǒng)的。傳統(tǒng)的LANLAN速度為速度為1

8、010- -1OOMbit/s1OOMbit/s，傳輸延遲低，傳輸延遲低 ( (幾十個幾十個ms)ms)，并且出錯率低。新的并且出錯率低。新的LANLAN運行速度更高，可達到每秒數(shù)運行速度更高，可達到每秒數(shù)百兆位。百兆位。廣播式廣播式LANLAN可以有可以有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如總線形、環(huán)形。，例如總線形、環(huán)形。2.3.3 城域網(wǎng)n城域網(wǎng)城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network)(Metropolitan Area Network)，簡稱，簡稱MANMAN，基本上是一種大型的基本上是一種大型的LANLAN，通常使用與，通常使用與LANLAN相似的相似的技術(shù)技術(shù)。它可能

9、覆蓋一組鄰近的公司辦公室和一個。它可能覆蓋一組鄰近的公司辦公室和一個城市，既可能是私有的也可能是公用的。城市，既可能是私有的也可能是公用的。MANMAN可可以支持?jǐn)?shù)據(jù)和聲音，并且可能涉及到當(dāng)?shù)氐挠芯€以支持?jǐn)?shù)據(jù)和聲音，并且可能涉及到當(dāng)?shù)氐挠芯€電視網(wǎng)電視網(wǎng)。MANMAN僅使用一條或兩條電纜，并且不包僅使用一條或兩條電纜，并且不包含交換單元，即把分組分流到幾條可能的引出電含交換單元，即把分組分流到幾條可能的引出電纜的設(shè)備。纜的設(shè)備。2.3.4 廣域網(wǎng)n廣域網(wǎng) (Wide Area Network)，或者稱WAN，是一種跨越大的地域的網(wǎng)絡(luò)，通常包含一個國家或州。它包含想要運行用戶 (即應(yīng)用)程序的機器

10、的集合。2.3.5 無線網(wǎng)n移動計算機，例如筆記本計算機和個人數(shù)字助理PDA( Personal Digital Assistant)，是計算機工業(yè)增長最快的一部分。許多擁有這種計算機的人在他們的辦公室里都有連接到LAN上的桌面計算機，并且希望當(dāng)他們不在辦公室或在路途中時，仍然能連接到自己的大本營。顯然在汽車或飛機中不可能使用有線連接，這時，無線網(wǎng)絡(luò)可滿足用戶的需要。n無線網(wǎng)絡(luò)有很多用處：n移動式辦公室，旅途中的人通常希望使用他們的便攜式電子設(shè)備來發(fā)送和接收電話、傳真和電子郵件，閱讀遠程文件，登錄到遠程計算機上等，并且不論是在陸地、海上和天空中都可以工作。n無線網(wǎng)絡(luò)對于卡車、出租車、公共汽車和

11、維修人員與基地保持聯(lián)系極其有用。2.3.6 互聯(lián)網(wǎng)n世界上有許多網(wǎng)絡(luò)，而且常常使用不同的硬件和軟件。在一個網(wǎng)絡(luò)上的用戶經(jīng)常需要和另一個網(wǎng)絡(luò)上的用戶通信。這就需要連接不同的、而且往往是不兼容的網(wǎng)絡(luò)。使用網(wǎng)關(guān) (gateway) 來完成連接，并提供硬件和軟件的轉(zhuǎn)換?；ヂ?lián)的網(wǎng)絡(luò)集合就稱為互聯(lián)網(wǎng)(internetwrork或internet)。n常見的互聯(lián)網(wǎng)是通過WAN連接起來的LAN集合。2.4 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)n2.4.1 2.4.1 基本概念基本概念n 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是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)可以是同種類型的網(wǎng)絡(luò)，也可以是運

12、行不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的異型系統(tǒng)。n網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)要求：n不改變原有子網(wǎng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、通信速率、硬件和軟件配置等，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)使原先不能相互通信和共享資源的網(wǎng)絡(luò)間有條件實現(xiàn)相互通信和信息共享。n每個子網(wǎng)：整個網(wǎng)絡(luò)的共享資源，屏蔽各子網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、服務(wù)類型、網(wǎng)絡(luò)管理等方面的差異。n2.4.2 2.4.2 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)規(guī)范網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)規(guī)范n網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)必須遵循一定的規(guī)范，局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(IEEE802委員會)，建立了802課題，制定了開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。n2.4.3 2.4.3 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和操作系統(tǒng)n局域網(wǎng)操作系統(tǒng)是實現(xiàn)計算機與網(wǎng)絡(luò)連接的重要軟件。局域網(wǎng)操作系

13、統(tǒng)通過網(wǎng)卡驅(qū)動程序與網(wǎng)卡通信實現(xiàn)介質(zhì)訪問控制和物理層協(xié)議。對不同傳輸介質(zhì)、不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、不同介質(zhì)訪問控制協(xié)議的異型網(wǎng)，要求計算機操作系統(tǒng)能很好地解決異型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的問題。nNetware，Windows NT Server,LAN Manager都是局域網(wǎng)操作系統(tǒng)的范例。n2.4.4 2.4.4 現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)n現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實現(xiàn)不同網(wǎng)段之間的網(wǎng)絡(luò)連接與數(shù)據(jù)交換，包括在不同傳輸介質(zhì)、不同速率、不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)互聯(lián)。n現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)規(guī)范對一條總線段上容許掛接的自控設(shè)備節(jié)點數(shù)有嚴(yán)格的限制。n同種總線的網(wǎng)段采用中繼器或網(wǎng)橋n不同類型的現(xiàn)場總線網(wǎng)段之間采用網(wǎng)關(guān)n

14、采用中繼器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)、路由器等將不同網(wǎng)段、子網(wǎng)連接成企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。n2.5 2.5 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備n不同層次采用不同的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備：n物理層使用中繼器 (Repeater)，通過復(fù)制位信號延伸網(wǎng)段長度n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n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n傳輸層及傳輸層以上，使用網(wǎng)關(guān) (gateway)進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，提供更高層次的接口n2.5.1 2.5.1 中繼器中繼器n中繼器 (repeater)又稱重發(fā)器。由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間存在一定的傳輸距離，網(wǎng)絡(luò)中攜帶信息的信號在通過一個固定長度的距離后，會因衰減或噪

15、聲干擾而影響數(shù)據(jù)的完整性，影響接收節(jié)點正確的接收和辨認(rèn)，因而經(jīng)常需要運用中繼器。n中繼器接受一個線路中的報文信號，將其進行整形放大、重新復(fù)制，并將新生成的復(fù)制信號轉(zhuǎn)發(fā)至下一網(wǎng)段或轉(zhuǎn)發(fā)到其他介質(zhì)段。n中繼器不同于放大器：n放大器從輸人端讀入舊信號，然后輸出一個形狀相同、放大的新信號；n而中繼器則不同，它并不是放大信號，而是重新生成它；n中繼器是一個再生器，而不是一個放大器。n中繼器放置在傳輸線路上的位置是很重要的，中繼器必須放置在任一位信號的含義受到噪聲影響之前。n2.5.2 2.5.2 網(wǎng)橋網(wǎng)橋n 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?qū)?shù)據(jù)幀送到數(shù)據(jù)鏈路層進行差錯校驗，再送到物理

16、層，通過物理傳輸介質(zhì)送到另一個子網(wǎng)或網(wǎng)段。它具有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。n網(wǎng)橋能夠互聯(lián)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)。它要求兩個互聯(lián)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。網(wǎng)橋同時作用在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。n網(wǎng)橋比中繼器多了一點智能。中繼器不處理報文，它沒有理解報文中任何東西的智能，它們只是簡單地復(fù)制報文。而網(wǎng)橋有一些小小的智能，它可以知道兩個相鄰網(wǎng)段的地址。n 網(wǎng)橋與中繼器的區(qū)別在于:網(wǎng)橋具有使不同網(wǎng)段之間的通信相互隔離的邏輯，或者說網(wǎng)橋是一種聰明的中繼器。它只對包含預(yù)期接收者網(wǎng)段的信號包進行中繼。這樣，網(wǎng)

17、橋起到了過濾信號包的作用，利用它可以控制網(wǎng)絡(luò)擁塞，同時隔離出現(xiàn)了問題的鏈路。n2.5.3 路由器n路由器工作在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，在路由器所包含的地址之間，可能存在若干路徑，路由器可以為某次特定的傳輸選擇一條最好的路徑。n路由器如同網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點那樣工作，同時連接到兩個或更多的網(wǎng)絡(luò)中，并同時擁有它們所有的地址。路由器從所連接的節(jié)點上接收包，同時將它們傳送到第二個連接的網(wǎng)絡(luò)中。n2.5.4 網(wǎng)關(guān)n網(wǎng)關(guān)又被稱為網(wǎng)間協(xié)議變換器，用以實現(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)之間的互聯(lián)。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

18、的。n網(wǎng)關(guān)允許在具有不同協(xié)議和報文組的兩個網(wǎng)絡(luò)之間傳輸數(shù)據(jù)。在報文從一個網(wǎng)段到另一個網(wǎng)段的傳送中，網(wǎng)關(guān)提供了一種把報文重新封裝形成新的報文組的方式。n網(wǎng)關(guān)需要完成報文的接收、翻譯與發(fā)送。n它使用兩個微處理器和兩套各自獨立的芯片組。每個微處理器都知道自己本地的總線語言，在兩個微處理器之間設(shè)置一個基本的翻譯器。I/O數(shù)據(jù)通過微處理器，在網(wǎng)段之間來回傳遞數(shù)據(jù)。n在工業(yè)數(shù)據(jù)通信中網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用：把一個現(xiàn)場設(shè)備的信號送往另一類不同協(xié)議或更高一層的網(wǎng)絡(luò)。例如，把ASI網(wǎng)段的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)送往PROFIBUS-DP網(wǎng)段。 2.6 通信參考模型n2.6.1 2.6.1 OSIOSI參考模型參考模型n為了實現(xiàn)不同廠家

19、生產(chǎn)的設(shè)備之間的互聯(lián)操作與數(shù)據(jù)交換，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC97于1978年建立了 “開放系統(tǒng)互聯(lián)”分技術(shù)委員會，起草了開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI(open system interconnection)的建議草案，形成OSI參考模型。n開放并不是指對特定系統(tǒng)實現(xiàn)具體的互聯(lián)技術(shù)或手段，而是對標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)同。一個系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，是指它可以與世界上任一遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其他系統(tǒng)互聯(lián)通信。OSIOSI參考模型參考模型n1.1.物理層物理層n物理層 (physical layer)涉及到通信在信道上傳輸?shù)脑急忍亓?。設(shè)計上必須保證一方發(fā)出二進制 “1”時，另一方收到的也是 “1”而不是 “0”。n典型問題（

20、1）用多少伏特電壓表示 “1”，多少伏特電壓表示 “0”（2）一個比特持續(xù)多少微秒（3）傳輸是否在兩個方向上同時進行（4）最初的連接如何建立和完成通信后連接如何終止（5）網(wǎng)絡(luò)接插件有多少針以及各針的用途。n主要是處理機械的、電氣的和過程的接口，以及物理層下的物理傳輸介質(zhì)等問題。n2.2.數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層n數(shù)據(jù)鏈路層 (data link layer)的主要任務(wù)是加強物理層傳輸原始比特的功能，使之對網(wǎng)絡(luò)層顯現(xiàn)為一條無錯線路。n（1）通過在幀的前面和后面附加上特殊的二進制編碼模式來產(chǎn)生和識別幀邊界。n（2）解決由于幀的破壞、丟失和重復(fù)所出現(xiàn)的問題。n（3）防止高速發(fā)送方的數(shù)據(jù)把低速的接收方 “

21、淹沒”。采用某種流量調(diào)節(jié)機制，使發(fā)送方知道當(dāng)前接收方還有多少緩存空間。n（4）雙向傳輸數(shù)據(jù)：從A到B數(shù)據(jù)幀的確認(rèn)幀將同從B到A的數(shù)據(jù)幀競爭線路的使用權(quán)。n（5）廣播式網(wǎng)絡(luò)：控制對共享信道的訪問，數(shù)據(jù)鏈路層的一個特殊的子層介質(zhì)訪問子層。n3.3.網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層n網(wǎng)絡(luò)層 (network layer)關(guān)系到子網(wǎng)的運行控制，其中一個關(guān)鍵問題是確定分組從源端到目的端如何選擇路由。n過多分組，相互阻塞通路擁塞控制n網(wǎng)絡(luò)層設(shè)有記賬功能，軟件必須對每一個顧客究竟發(fā)送了多少分組、多少字符或多少比特進行記數(shù)，以便于生成賬單。n分組跨越網(wǎng)絡(luò)：尋址方法完全不同，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也不同，異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。n4.4.傳輸層傳輸層n傳

22、輸層 (transport layer)的基本功能是從會話層接收數(shù)據(jù)，并且在必要時把它分成較小的單元，傳遞給網(wǎng)絡(luò)層，并確保到達對方的各段信息正確無誤。n會話層每請求建立一個傳輸連接，傳輸層就為其創(chuàng)建一個獨立的網(wǎng)絡(luò)連接。n最流行的傳輸連接是一條無錯的、按發(fā)送順序傳輸報文或字節(jié)的點到點的信道。n傳輸層是真正的從源到目標(biāo) 端到端的層。n5.5.會話層會話層n會話層 (Session layer)允許不同機器上的用戶建立會話 (session)關(guān)系。n管理對話：n（1）方式：會話層允許信息同時雙向傳輸，或任一時刻只能單向傳輸。n（2）令牌管理 (token management)：令牌可以在會話雙方之

23、間交換，只有持有令牌的一方可以執(zhí)行某種關(guān)鍵操作。n（3）同步 (synchronization)：在數(shù)據(jù)流中插入檢查點，每次網(wǎng)絡(luò)崩潰后，僅需要重傳最后一個檢查點以后的數(shù)據(jù)。 n6.6.表示層表示層n表示層 (presentation layer)完成某些特定功能：所傳輸?shù)男畔⒌恼Z法和語義。n為了讓采用不同表示法的計算機之間能進行通信，交換中使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用抽象的方式來定義，并且使用標(biāo)準(zhǔn)的編碼方式。表示層管理這些抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且在計算機內(nèi)部表示法和網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)表示法之間進行轉(zhuǎn)換。n7.7.應(yīng)用層應(yīng)用層n應(yīng)用層 (application layer)包含大量人們普遍需要的協(xié)議。n虛擬終端軟件都

24、位于應(yīng)用層。n解決不同的系統(tǒng)之間傳輸文件所需處理的各種不兼容問題。n文件傳輸、電子郵件、遠程作業(yè)輸入、名錄查詢和其他各種通用和專用的功能。 n2.6.2 2.6.2 TCP/IPTCP/IP參考模型參考模型n計算機網(wǎng)絡(luò)的祖父ARPANET和其后繼的因特網(wǎng)使用的參考模型TCP/IP參考模型 (TCP/IP reference model) 。nARPANET是由美國國防部DoD(USDepartment of Defense)贊助的研究網(wǎng)絡(luò)。n主要設(shè)計目標(biāo)：n 無縫隙地連接多個網(wǎng)絡(luò)n 網(wǎng)絡(luò)不受子網(wǎng)硬件損失的影響TCP/IP參考模型n1.1.互聯(lián)網(wǎng)層互聯(lián)網(wǎng)層n基于無連接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層的分組交換網(wǎng)絡(luò)。n

25、功能是使主機可以把分組發(fā)往任何網(wǎng)絡(luò)并使分組獨立地傳向目標(biāo) (可能經(jīng)由不同的網(wǎng)絡(luò))。這些分組到達的順序和發(fā)送的順序可能不同，因此如果需要按順序發(fā)送及接收時，高層必須對分組排序。n互聯(lián)網(wǎng)層定義了正式的分組格式和協(xié)議，即IP協(xié)議 (internet protocol)。n2.2.傳輸層傳輸層n功能：使源端和目標(biāo)端主機上的對等實體可以進行會話和OSI的傳輸層一樣。n定義了兩個端到端的協(xié)議：n傳輸控制協(xié)議TCP(transmission control prolocol)：n面向連接的協(xié)議，允許從一臺機器發(fā)出的字節(jié)流無差錯地發(fā)往互聯(lián)網(wǎng)上的其他機器。它把輸入的字節(jié)流分成報文段并傳給互聯(lián)網(wǎng)層。在接收端，TC

26、P接收進程把收到的報文再組裝成輸出流。TCP還要處理流量控制。n用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP(user datagram protocol)：n一個不可靠的、無連接協(xié)議，用于不需要TCP的排序和流量控制能力而是自己完成這些功能的應(yīng)用程序。它也被廣泛地應(yīng)用于只有一次的、客戶-服務(wù)器模式的請求-應(yīng)答查詢，以及快速遞交比準(zhǔn)確遞交更重要的應(yīng)用程序，如傳輸語音或影像。TCPIP協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)n3.3.應(yīng)用層應(yīng)用層nTCP/IP模型沒有會話層和表示層。來自O(shè)SI模型的經(jīng)驗已經(jīng)證明，它們對大多數(shù)應(yīng)用程序都沒有用處。n包含所有的高層協(xié)議。最早引人的是虛擬終端協(xié)議 (TELNET)、文件傳輸協(xié)議 (FTP)和電子郵件協(xié)議 (SMTP)。n4.4.主機至網(wǎng)絡(luò)層主機至網(wǎng)絡(luò)層n互聯(lián)網(wǎng)層的下面什么都沒有，TCP/IP參考模型沒有真正描述這一部分，只是指出主機必須使用某種協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)連接，以便能在其上傳遞IP分組。這個協(xié)議末被定義，并且隨主機和網(wǎng)絡(luò)的不同而不同。n2.6.3 02.6.3 0SISI參考模型和參考模型和TCP/IPTCP/IP參考模型的比較參考模型的比較n很多相似之處，層的功能也大體相似。n傳輸層及傳