计算机控制系统中的网络与通信技术.ppt

1、第6章计算机控制系统中的网络和通信技术，网络和通信技术of计算机控制系统，2020/7/10，计算机控制技术，2，本章的主要内容，计算机网络概述数据通信技术工业控制计算机网络和通信，6.1单元1，计算机网络概述计算机网络概述6.1 .1计算机网络是指为了传输信息和共享资源而通过徐璐连接的通信设备和线路具有不同地理功能的计算机或设备。 网络上的计算机或设备(称为节点)徐璐通信并启用资源共享。资源包括硬件资源、软件资源和数据库资源。2020/7/10，计算机控制技术，6，6.1.2计算机网络分类(1)，局域网(LAN)计算机硬件设备不大，通信线路不长，使用单传输介质，复盖范围小。区域网络男人通常涵

2、盖区域城市。area network。area network(metropolitan area network)的范围内，以及，area network，广域网不仅可以将多个LAN连接到一起，还可以将世界各地的LAN连接到一起，传输设备和介质由通信部门提供。1 .每个网络范围的计算机控制系统通常使用局域网或局域网互连。2020/7/10，计算机控制技术，7，6.1.2计算机网络分类(2)，2。按网络拓扑分类定义网络拓扑：在计算机通信网络中，网络的拓扑结构表示网络中计算机和设备之间的互连方式。2020/7/10，计算机控制技术，8，6.1.2计算机网络分类(3)，特定于网络的拓扑结构：星形网

3、络3360是以一个中央处理器为主的网络，连接到其他网络的计算机只有与该中央处理器的直接物理链路，中央处理器以分时方式为网络系统提供服务。总线网络：所有接收系统共享通过专用分割连接器连接的单个传输线。由于电路导致信号衰减，总线形状的网络仅用于有限的区域，通常用于配置LAN。2020/7/10，计算机控制技术，9，6.1.2计算机网络分类(4)，特定于网络的拓扑结构：环形网络3360接收网络通过中继器访问网络。每个中继器有两个相邻的中继器和直接物理线路，所有中继器及其物理线路构成环形网络系统，环形网络也是局域网的主要形式。网络：使用由专门进行数据通信和传输的节点设备组成的网络，网络网络主要用于地理

4、规模大、网络系统多的环境，例如广域网建设。2020/7/10，计算机控制技术，10，6.1.2计算机网络分类(5)，3。根据管理性质分类、专用网络：公共网络：通信部门配置、管理和控制、网络内传输和转换可供所有部门和个人使用；公共网络通常用于构建支持用户远程通信的远程网络。建立由用户部门运行的网络，不能供其他用户和部门使用。专用网络由于投资因素，一般是局域网，或租用通信部门构成的广域网。2020/7/10，计算机控制技术，11，6.1.2计算机网络分类(6)，4。按信息交换分类，消息交换网：包交换网：电路交换网：类似消息交换网：交换机处理和传输数据的长度(称为分组)，徐璐其他用户的数据分组可以徐

5、璐在网络中出现的物理链路上交织在一起传输。建立链接、传输数据和取消链接三个阶段的电话通信方法：通信期间，从开始到结束使用链接。其他用户不能共享通道资源。，交换机具有“存储转发”功能的计算机，可以临时将用户数据存储在交换机中，等待线路空闲后传输用户数据一次。2020/7/10，计算机控制技术，12，6.1.2计算机网络分类(7)，5。按逻辑功能分类，通信子网网络中面向数据通信的资源集合，主要支持用户数据传输；此子网包括硬件设施，如传输线路、交换机和网络控制中心。主要支持用户应用的资源子网网络中面向数据处理的资源集合；该子网由访问网络的用户主机和面向应用程序的外围设备(例如终端)、软件和可孔刘数据

6、(例如公共数据库)等用户的主机资源组成，包括2020/7/10、计算机控制技术、13，6.1.3计算机网络的协议层模型(1)、计算机网络标准和协议开发目的支持异种计算机之间的互连和通信支持多种通信媒体支持多种处理业务支持高级人机接口支持伸缩性，2020/7/10，计算机控制技术，14，6.1.3计算机网络的协议层模型(2)，7层模型图，2020/7/10，计算机开放式系统互连(OSI)型号物理层(Physical Layer)提供网络构建的物理和电气连接特性，如双绞线、光缆、同轴电缆、连接器等。可以将此层视为通常由芯片、印刷电路板(网络适配器)和电缆等构成的硬件层。2020/7/10，计算机控

7、制技术，16，6.1.3计算机网络的协议层模型(4)，数据链路层介质访问控制(MAC)层逻辑链路控制(LLC)层。LLC子层主要在负责发送和接收用户数据信息的MAC子层上工作。此层的大部分或全部由网络适配器上的芯片实现，其上的层由软件(网络驱动器)实现。2020/7/10，计算机控制技术，17，6.1.3计算机网络的协议层模型(5)，网络层将路由包切换到目标位置。网络层负责数据包寻址和传输。传输层如果在同一时刻发送多个数据包，传输层将控制信息消息组成部件的顺序，并控制输入的信息流。如果出现重复数据包，传输层将识别为重复，并丢弃。2020/7/10，计算机控制技术，18，6.1.3计算机网络的协

8、议层模型(6)，会话层(Session Layer)是在两个工作站上运行的应用程序可以协调徐璐之间的通信，将其视为一个独立的会话，将其视为高度结构化的对话的功能。支持会话设置、会话期间数据包发送和接收管理以及会话终止的会话层。2020/7/10，计算机控制技术，19，6.1.3计算机网络的协议层模型(7)，演示层，在各种计算机试图传递徐璐信息时，演示层可以将数据转换为计算机内部的数字格式，或者完成相反的过程。应用程序层OSI模型的此层可用于应用程序。将通过网络发送的信息消息传送到OSI模型的下一层，发送到物理层，打包，然后发送到其他工作站。然后，在目标工作站的物理层上，通过该工作站的应用层发送

9、信息消息，直到到达所需的应用程序。2020/7/10，计算机控制技术，20，6.1.3计算机网络的协议层模型(8)，2。层到层协议OSI中的层通信在相邻的上层之间发生，具有两种含义，属于本地问题。通信的内容是在标准中定义的，不规定这些内容的具体表示和实现层间通信的具体方法对等之间的通信徐璐发生在其他开放系统的同一层之间，属于对等实体之间的信息交换，以确保相应分层功能的实现和服务的提供。标准使用定义协议，对等层之间的交换信息格式和交换定时、2020/7/10、计算机控制技术、21，6.1.3计算机网络的协议层模型(9)、OSI环境中对等层之间通信的目的、相邻层之间通信的手段、2020/7/10、

10、计算机控制技术描述和比较局域网的因素传输介质：即用于附着网络设备的电缆类型传输技术：使用传输介质进行通信的技术网络扩展：网络时电缆布置方式访问控制方法：网络设备访问传输介质控制方法，2020/7/10，计算机控制技术，23，6.1.4计算机局域网(2)局域网的拓扑特定结构特定结构由中央节点和分支节点组成，每个分支节点有中央节点和点对点物理连接，没有点对点直接物理路径。2020/7/10，计算机控制技术，24，6.1.4计算机局域网(3)，星形结构通信方法：所有两个点之间的通信必须通过主节点，以便根据集中通信控制策略将每个点节点的信息传递到相应的点节点。主节点的信息存储容量大，通信吞吐量大，硬软

11、件很复杂。每个分公司都需要较少的通信处理负担，简单的点对点通信功能。2020/7/10，计算机控制技术，25，6.1.4计算机局域网(4)，星形结构的典型网络系统是基于电路交换的电话交换网络。优点：星形拓扑是集中网络的一部分，因此可以轻松聚合信息流，提高整个网络的信息处理效率，非常适合工作站之间的信息流量大的情况。缺点：可靠性低，主节点发生故障会影响整个网络的通信。2020/7/10，计算机控制技术，26，6.1.4计算机局域网(5)，总线结构使用手动传输媒体作为广播总线，使用电缆选项卡访问各种网络设备。为了防止传输信号的反射，总线两端使用终结器(也称为终端适配器)。2020/7/10，计算机

12、控制技术，27，6.1.4计算机局域网(6)，总线结构通信方法：每个节点根据一定的规则使用总线在分区时传输数据，发送节点传输的数据帧沿着总线的每个端点传播，总线上的每个节点可以确定是否接收此数据帧并将其发送到此节点，如果是，则数据帧保持不变向总线形状网络的“广播”传输取决于数据信号沿总线传播到两端的特性。总线形状的结构属于分布式网络，其特点是灵活的结构和方便的扩展。一个工作站发生故障不会影响另一个工作站的工作，提供了高可靠性。传输距离短。2020/7/10，计算机控制技术，28，6.1.4计算机局域网(7)，环形结构环路接口设备通过传输介质线程形成具有点对点连接的闭环，接收设备通过环路接口设备

13、进行环路访问，2020/7/10，计算机控制技术，29，优点：环形拓扑属于信号通过每个中继器的形成、放大和发射而移动的分布式网络。并保证信号的质量。缺点：如果一个中继器发生故障，回路将中断，整个网络可能瘫痪，由于是孔刘通信线路，所以在信息流量大的情况下不适合。2020/7/10，计算机控制技术，30，6.1.4计算机局域网(9)，混合结构混合结构是上述各种扩展的混合结构，通常有树、环星等。2020/7/10，计算机控制技术，31，6.1.4计算机LAN (10)，在选择扩展结构时，除了介质传播和所需设备本身的成本之外，灵活设备的更新、移动和附加删除节点的便利可靠性主要包括介质接触和单个节点故障

14、对整个网络的影响，因此必须更容易进行故障检测和故障隔离局域网网络协议指OSI模型的物理层和数据链路层，第3-7层不在讨论范围内。从应用层到网络层的高级功能完全由软件实现，提供两个工作站之间的端到端服务。最低的两层(物理层和链路层)功能基本上是硬件。局域网协议将链路层分为逻辑链路控制层LLC和介质访问控制层MAC。2020/7/10，计算机控制技术，33，6.1.4计算机局域网(12)，(1)。物理层：在发送和接收时对数据(信息)位流进行编码或解码。根据IEEE802标准，基带传输使用曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码，传输介质使用双绞线或同轴电缆，使用CSMA/CD技术的网络中的载波监视和碰撞检测

15、。(2)逻辑链接控制层逻辑链接控制层(LLC)使用IEEE802标准。LLC是高水平的服务，提供高水平的界面。传输时，将数据装配到具有工作站地址段、控制段、信息段和CRC段的帧中。接受时分解帧，执行工作站地址识别、CRC检查，并将传入数据发送到父级。LLC提供了到介质访问控制层的接口。2020/7/10，计算机控制技术，34，6.1.4计算机局域网(13)，(3)。介质访问控制层功能：合理解决通道分配。常用的媒体访问控制方法有三种，用于碰撞检测的载波接收多访问(CSMA/CD)令牌环(tokenring)。令牌总线(Token Bus)。2020/7/10，计算机控制技术，35，6.1.4计算机LAN (14)，用于碰撞检测的cmsa/CD(载波侦听多路径访问)主要用于总线形状网络。工作方式是从一个节点发送信息，如果网络没有从另一个节点发送信息，则直接发送。否则，网络必须已经传输信息