计算机网络在电力系统中的应用PPT课件

1 5计算机网络在电力系统中的应用 5 1计算机网络定义与功能5 2计算机网络的组成5 3计算机网络体系结构5 4计算机网络的通信方式5 5高层协议5 6路由选择和流量控制5 7计算机局部网络5 8局域网之间的链接5 9电力通信网中的LAN 2 5 1计算机网络定义与功能 定义 把地理上分散的 以能相互共享资源 硬件 软件 数据 的方式连接起来 并且各自具备独立功能的计算机系统的集合 功能 1 数据传送2 共享数据 数据库 软件 硬件3 提高可靠性4 分担负荷 3 5 2计算机网络的组成 5 2 1基本术语1 节点转接点 支持网络的连接性能 集中器 转接中心 访问节点 访问节点除了具有连接的链路以外 还包括计算机或终端设备 它可有信源 发信点 和信宿 收信点 的作用 访问节点也称为端点 2 链路 两个节点之间承载信息流的线路或信道 4 3 通路 从发信点到收信点的一串节点和链路 4 主机 负责处理数据和网络控制 同时还是执行网络协议的中心机 5 通信控制处理机 控制本模块和终端设备之间的信息传输 6 集中器 把若干终端经本地线路 一般为高速线路 集中起来 7 终端 用户进行网络操作时使用的设备 5 5 2 2网络结构类型1 星形结构 集中式网络 形式 中央节点为中心 其他工作站以单独链路与中心相连 优点 结构简单 建网容易 控制简单 信息传输延时小 误差低缺点 中心节点出故障将导致全网故障 成本高 资源共享能力差2 总线结构 广播式计算机网络 形式 各个工作站均挂在一条总线上 各个工作站地位平等 无中心控制节点 特点 1 结构简单 可扩充性好 2 设备简单 可靠性高 3 受到总线长度的限制 常常用于局域网中 6 3 环形结构形式 各个收发器接成环形 信息在连接的环路中按固定方向传送 特点 1 信息流在网中沿固定方向流动 2 各节点自举控制 控制软件比较简单 3 节点太多会影响信息传输时间 4 环路封闭 不便于扩充4 树形结构形式 分级的集中控制式网络特点 通信线路总长度短 成本低 易于扩展 寻径比较方便 任一节点或线路故障时会影响整个系统 IBM公司1985年推出了树形LAN 7 5 分布式结构形式 通信子网中每一个节点至少有两条线路与其他节点相连 特点 1 网络扩充和主机入网比较简单 2 具有较高的可靠性 3 网中的路径选择采用最短路径算法 所以网络延迟时间小 传输效率高 但控制也较复杂 4 信息流程最短 5 便于全网控制资源广域网均采用分布式结构 8 5 3计算机网络体系结构 计算机网络体系结构 由计算机体系结构不断发展而成的 它是指网络的基本设计思想和方案 包括 网络的拓扑构形系统信息处理的方式各系统之间的信息传输规程 或称协议 用户和终端的交互方式路径控制和信息流控制资源共享的内容和方式 9 5 4计算机网络的通信方式 5 4 1物理层数据传输方式物理层数据传输规约是建立 保持和拆除数据终端 DTE 和数据传输设备 DCE 之间的数据链路的规约 规定其机械 电气 电信号特征及功能 并通过数据链路实体之间进行比特流传输 需要一条实际的链路进行连接 1 机械特性 接口尺寸 针脚数目 针脚功能 2 电气特性 数据传输速率 传输距离 电平状态及代表意义 连接器可承受最大电流和电压 3 电信号功能 信号逻辑电平 传输时序 数据采样方式 10 RS 232C标准接口 RS 232C标准接口是DTE和DCE之间 以串行二进制数据交换方式传输数据所用的最常用接口 内容 使用范围 1 速率20kb s 距离15m 2 接口电路非平衡型 RS 449使用接口电路平衡型 3 接口使用电压比较高 12V 11 5 4 2传输层传输方式1 作用与分类作用 数据链路的建立 拆除和复位的控制 信息的打 解包 传输差错的控制 异常情况处理 分类 面向字符控制传输控制规约 把以字符作为传输信息的基本单位的控制规约 面向比特传输控制规约 把以比特作为传输信息的基本单位的控制规约 12 2 面向比特的同步通信协议HDLC 1 数据帧格式 2 规约传输控制过程 3 三种通信操作模式 正规响应模式 点对点非平衡型结构 主站要求时才响应的半双工通信方式 异步响应模式 点对点非平衡型结构或主站和从站对称式均衡型结构 全双工通信 异步平衡模式 复合站均衡模式 全双工通信 13 3 网际层传输方式 1 网络层逻辑信道和分组交换规约的功能实际链路复用成为逻辑信道 分组交换在国际上使用X25协议 2 通用传输格式 3 网络层传输过程过程 呼叫建立 数据传输 呼叫解除 14 5 5高层协议 5 5 1传送层定位 是计算机系统一级通信 内容 对底层进行管理 用户信息差错控制 信息帧序号检查和信息帧的处理5 5 2对话层负责沟通和控制不同应用进程之间对话 是用户和网口之间的接口 内容 对话关系建立 识别和撤销5 5 3表示层负责对信息实体的表示内容 字符集转换方法 图形表示方法 数据编码格式转换 数据是显示和打印方法 压缩 恢复 加密 解密5 5 4应用层组成 网络应用程序功能 电子邮件通信 共享外设 虚拟终端 文件传输 网络级数据库管理 15 5 6路由选择和流量控制 5 6 1路由选择路由 是指路由器从一个接口上收到数据包 根据数据包的目的地址进行定向并转发到另一个接口的过程 1 决定性路由 全网设定路由计算机 储存全网各节点之间最小时延表或最短路由表特点 应用较多 算法简单 控制信息少2 适应性路由 根据每个节点动态负荷情况 由节点决定分组的传送路由 及时订立路由表 特点 用户服务最佳 每个节点进行 最小时间 计算 16 5 6 2流量控制目的 保证网络中信息正常通信1 相邻节点间流量控制2 源节点与目的节点之间的流量控制3 源主机进程和目的主机进程之间的流量控制4 主机与节点 节点之间的流量控制 17 5 7计算机局部网络 LAN定义 把多台小型 微型计算机以及外围设备用通信线路互连起来 并按着网络通信协议实现通信的系统 5 7 1LAN与远程网络的差别1 设备 局域网用双绞线 同轴电缆 光纤 远程网使用公共信道 市话线 卫星 2 传输方式 局域网采用基带传输 远程网采用频带传输3 中心控制节点 局域网没有 远程网有 18 5 7 2局域网的拓扑结构分类 星型 总线型 环型 网状型总线型和环形是较为理想的结构 5 7 3局域网传输控制方法对传输介质的存取方法 一般可分为集中和分散两种方式 19 LAN之间连接采用中继装置1 转发器用于中转信号号的再生 物理层不同的LAN相互连接 分为位转发器和存储转发器 5 8局域网之间的链接 20 2 桥桥是将带有OSl的第二层不同介质存取控制的LAN 用一个链路控制层 LLC 的顺序 将它们连接起来的方法 21 3 路路具有连接多个网络级的功能 与桥不同 它装在网络的分支处 提供最佳路径选择 22 4 信关功能 将不同机种的网络 通过协议变换 进行连接 用于OSl层4以上不同结构的LAN进行连接 23 5 9电力通信网中的LAN 5 9 1OA用LAN的发展过程1 第一阶段网络构成 单一 拓扑结构 ring loop型 速度 32Mb s 信息处理方式 TDMA2 第二阶段3 第三阶段 24 5 9 2FA FactoryAutomation 中的LAN1 变电所FA中的LAN特点 1 拓扑结构 星型 2 传送媒介 光 耐浪涌电压和电磁干扰 3 信息存取方式 IEEE802 4标准的TokenPassing 4 处理信息的特点 信息主要是监视 信息周期数十毫秒 控制及保护 数毫秒 5 交换信息设备 RTU 25 2 发电厂中FA用的LAN特点 1 存取方式与接口 各种各样 2 拓扑结构 总线结构 节点数1 20 3 速度 1 100Mb s 4 距离 100m 2km 5 计算机台数 1 15台 6 信息长度 控制信息2 4kByte 监视信息256bit 90Mbit 7 信息周期 控制信息10s左右 监视信息1 10s 26 3 调度所 供电所用LAN的特点 1 拓扑