1、第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)1第2章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)2.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.2 現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)2.3 網(wǎng)絡(luò)硬件2.4 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)2.5 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備2.6 通信參考模型22.2 現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線又稱現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)，它屬于一種特殊類型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是用于完成自動(dòng)化任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。從現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)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(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)都有別于由普通PC機(jī)或其他計(jì)算機(jī)構(gòu)成的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。32.2.1 現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)大都是具有計(jì)算與通信能力的測(cè)量控制設(shè)備。限位開關(guān)、感應(yīng)開關(guān)等各類開關(guān); 條形碼閱讀器; 光電傳感器; 溫度、壓力、

2、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(jì)算機(jī)、工作站及其外設(shè); 各種調(diào)節(jié)閥; 電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備; 變頻器; 機(jī)器人; 作為現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的中繼器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)等。4把單個(gè)分散的有通信能力的測(cè)量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，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(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)。 52.2.2 現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)要將現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的各種信息傳送到遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的控制室(把生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)以及故障信息等送往控制室)；又將各種控制、維護(hù)、組態(tài)命令等送往位于現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

3、中；現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制設(shè)備之間數(shù)據(jù)聯(lián)系與溝通的作用；現(xiàn)場(chǎng)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。參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)測(cè)覽和遠(yuǎn)程監(jiān)控6控制網(wǎng)絡(luò)必須解決的問(wèn)題：各類惡劣的工作環(huán)境、控制網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)與互操作。不同于普通計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸量相對(duì)較小，傳輸速率相對(duì)較低，多為短幀傳送，但它要求通信傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性強(qiáng)，可靠性高。現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的特定需求：滿足控制的實(shí)時(shí)性要求、工業(yè)環(huán)境下的抗干擾、總線供電等。72.2.3 現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)不同于普通數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的最大特點(diǎn):它必須滿足對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制的實(shí)時(shí)性要求。實(shí)時(shí)控制往往要求對(duì)某些變量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確定時(shí)刷新。這種對(duì)動(dòng)作時(shí)間有實(shí)時(shí)要求的系統(tǒng)稱為實(shí)

4、時(shí)系統(tǒng)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行不僅要求系統(tǒng)動(dòng)作在邏輯上的正確性，同時(shí)要求滿足時(shí)限性。實(shí)時(shí)系統(tǒng)又可分為硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)兩類。硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)任務(wù)必須在規(guī)定的時(shí)限完成，否則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果;而軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)任務(wù)在超過(guò)了截止期后的一定時(shí)限內(nèi)，系統(tǒng)仍可以執(zhí)行處理。 82.3 網(wǎng)絡(luò)硬件2.3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)1.廣播式網(wǎng)絡(luò)(broadcast network)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(jī)器共享，按某種語(yǔ)法組織的分組或包 (packet)，可以被任何機(jī)器發(fā)送并被其他所有的機(jī)器接收。分組的地址字段指明此分組應(yīng)被哪臺(tái)機(jī)器接收。一旦收到分組，各機(jī)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，

5、否則將它丟棄。（一對(duì)一）9一對(duì)多廣播(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(tái)機(jī)器都會(huì)接收和處理它。某些廣播系統(tǒng)還支持向機(jī)器的一個(gè)子集發(fā)送的功能，即多點(diǎn)播送(muIticasting)。102.點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)(point-to-point network)由一對(duì)對(duì)機(jī)器之間的多條連接構(gòu)成。為了能從源到達(dá)目的地，這種網(wǎng)絡(luò)上的分組可能必須通過(guò)一臺(tái)或多臺(tái)中間機(jī)器。通常是多條路徑，并且可能長(zhǎng)度不一樣，因此在點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中路由算法十分重要。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(diǎn)到

6、點(diǎn)方式。11另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分類的標(biāo)準(zhǔn)連接距離。數(shù)據(jù)流機(jī)器 (data fIow machine)多計(jì)算機(jī) (muItiComputers)網(wǎng)絡(luò)： 局域網(wǎng) 城域網(wǎng) 廣域網(wǎng) 互聯(lián)網(wǎng)距離是重要的分類尺度，因?yàn)樵诓煌倪B接距離下所使用的技術(shù)是不一樣的。12按連接距離分類的多處理器系統(tǒng)132.3.2 局域網(wǎng)局域網(wǎng)(Local Area Network)，簡(jiǎn)稱LAN，是處于同一建筑、同一大學(xué)或方圓幾公里遠(yuǎn)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(gè)人計(jì)算機(jī)和工作站，以便共享資源 (如打印機(jī))和交換信息。LAN有和其他網(wǎng)絡(luò)不同的三個(gè)特征:范圍、傳輸技術(shù)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。14LAN的覆蓋范圍比較小，即使是

7、在最壞情況下其傳輸時(shí)間也是有限的，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)的管理。LAN的傳輸技術(shù)：用一條電纜連接所有的機(jī)器。傳統(tǒng)的LAN速度為10-1OOMbit/s，傳輸延遲低 (幾十個(gè)ms)，并且出錯(cuò)率低。新的LAN運(yùn)行速度更高，可達(dá)到每秒數(shù)百兆位。廣播式LAN可以有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如總線形、環(huán)形。152.3.3 城域網(wǎng)城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network)，簡(jiǎn)稱MAN，基本上是一種大型的LAN，通常使用與LAN相似的技術(shù)。它可能覆蓋一組鄰近的公司辦公室和一個(gè)城市，既可能是私有的也可能是公用的。MAN可以支持?jǐn)?shù)據(jù)和聲音，并且可能涉及到當(dāng)?shù)氐挠芯€電視網(wǎng)。MAN僅使用一條或兩條電纜，并且不包含交換單

8、元，即把分組分流到幾條可能的引出電纜的設(shè)備。162.3.4 廣域網(wǎng)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(gè)國(guó)家或州。它包含想要運(yùn)行用戶 (即應(yīng)用)程序的機(jī)器的集合。172.3.5 無(wú)線網(wǎng)移動(dòng)計(jì)算機(jī)，例如筆記本計(jì)算機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理PDA( Personal Digital Assistant)，是計(jì)算機(jī)工業(yè)增長(zhǎng)最快的一部分。許多擁有這種計(jì)算機(jī)的人在他們的辦公室里都有連接到LAN上的桌面計(jì)算機(jī)，并且希望當(dāng)他們不在辦公室或在路途中時(shí)，仍然能連接到自己的大本營(yíng)。顯然在汽車或飛機(jī)中不可能使用有線連接，這時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可滿足用戶的需要。18無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

9、有很多用處：移動(dòng)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(lái)發(fā)送和接收電話、傳真和電子郵件，閱讀遠(yuǎn)程文件，登錄到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上等，并且不論是在陸地、海上和天空中都可以工作。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)于卡車、出租車、公共汽車和維修人員與基地保持聯(lián)系極其有用。192.3.6 互聯(lián)網(wǎng)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(gè)網(wǎng)絡(luò)上的用戶經(jīng)常需要和另一個(gè)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(lái)完成連接，并提供硬件和軟件的轉(zhuǎn)換。互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)集合就稱為互聯(lián)網(wǎng)(internetwrork或internet)。常見的互聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)WAN連接起來(lái)的LAN集合

10、。202.4 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)2.4.1 基本概念 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(lái)，構(gòu)成更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以實(shí)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(yùn)行不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的異型系統(tǒng)。21網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)要求：不改變?cè)凶泳W(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(guò)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(shí)現(xiàn)相互通信和信息共享。每個(gè)子網(wǎng)：整個(gè)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。222.4.2 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)規(guī)范網(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(huì)(IEEE802委員會(huì))，建立了802課題，制定了開放式系統(tǒng)互聯(lián)(

11、OSI)模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。232.4.3 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和操作系統(tǒng)局域網(wǎng)操作系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)計(jì)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(guò)網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序與網(wǎng)卡通信實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問(wèn)控制和物理層協(xié)議。對(duì)不同傳輸介質(zhì)、不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、不同介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議的異型網(wǎng)，要求計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)能很好地解決異型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的問(wèn)題。Netware，Windows NT Server,LAN Manager都是局域網(wǎng)操作系統(tǒng)的范例。242.4.4 現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實(shí)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(shí)現(xiàn)互聯(lián)。現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)規(guī)范對(duì)一條總線段上

12、容許掛接的自控設(shè)備節(jié)點(diǎn)數(shù)有嚴(yán)格的限制。同種總線的網(wǎng)段采用中繼器或網(wǎng)橋不同類型的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段之間采用網(wǎng)關(guān)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)。252.5 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備不同層次采用不同的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備：物理層使用中繼器 (Repeater)，通過(guò)復(fù)制位信號(hào)延伸網(wǎng)段長(zhǎng)度數(shù)據(jù)鏈路層使用網(wǎng)橋 (bridge)，在局域網(wǎng)之間存儲(chǔ)或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀網(wǎng)絡(luò)層使用路由器 (Router)在不同網(wǎng)絡(luò)間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)分組信號(hào)傳輸層及傳輸層以上，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262.5.1 中繼器中繼器 (repeater)又稱重發(fā)器。由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間存在一定的傳輸距離，網(wǎng)絡(luò)

13、中攜帶信息的信號(hào)在通過(guò)一個(gè)固定長(zhǎng)度的距離后，會(huì)因衰減或噪聲干擾而影響數(shù)據(jù)的完整性，影響接收節(jié)點(diǎn)正確的接收和辨認(rèn)，因而經(jīng)常需要運(yùn)用中繼器。中繼器接受一個(gè)線路中的報(bào)文信號(hào)，將其進(jìn)行整形放大、重新復(fù)制，并將新生成的復(fù)制信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至下一網(wǎng)段或轉(zhuǎn)發(fā)到其他介質(zhì)段。27中繼器不同于放大器：放大器從輸人端讀入舊信號(hào)，然后輸出一個(gè)形狀相同、放大的新信號(hào)；而中繼器則不同，它并不是放大信號(hào)，而是重新生成它；中繼器是一個(gè)再生器，而不是一個(gè)放大器。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(hào)的含義受到噪聲影響之前。282.5.2 網(wǎng)橋 網(wǎng)橋是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用來(lái)連接同一類型的局域網(wǎng)。網(wǎng)橋?qū)?shù)據(jù)幀送到數(shù)

14、據(jù)鏈路層進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)，再送到物理層，通過(guò)物理傳輸介質(zhì)送到另一個(gè)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(diǎn)。網(wǎng)橋能夠互聯(lián)兩個(gè)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(gè)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(shí)作用在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。29網(wǎng)橋比中繼器多了一點(diǎn)智能。中繼器不處理報(bào)文，它沒(méi)有理解報(bào)文中任何東西的智能，它們只是簡(jiǎn)單地復(fù)制報(bào)文。而網(wǎng)橋有一些小小的智能，它可以知道兩個(gè)相鄰網(wǎng)段的地址。 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(shuō)網(wǎng)橋是一種聰明的中繼器。它只對(duì)包含預(yù)期接收者

15、網(wǎng)段的信號(hào)包進(jìn)行中繼。這樣，網(wǎng)橋起到了過(guò)濾信號(hào)包的作用，利用它可以控制網(wǎng)絡(luò)擁塞，同時(shí)隔離出現(xiàn)了問(wèn)題的鏈路。302.5.3 路由器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。路由器如同網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)那樣工作，同時(shí)連接到兩個(gè)或更多的網(wǎng)絡(luò)中，并同時(shí)擁有它們所有的地址。路由器從所連接的節(jié)點(diǎn)上接收包，同時(shí)將它們傳送到第二個(gè)連接的網(wǎng)絡(luò)中。312.5.4 網(wǎng)關(guān)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)之間的互聯(lián)。由于它在技術(shù)上與它所連接的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的具體協(xié)議有關(guān)，因而用于不同

16、網(wǎng)絡(luò)間轉(zhuǎn)換連接的網(wǎng)關(guān)是不相同的。網(wǎng)關(guān)允許在具有不同協(xié)議和報(bào)文組的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間傳輸數(shù)據(jù)。在報(bào)文從一個(gè)網(wǎng)段到另一個(gè)網(wǎng)段的傳送中，網(wǎng)關(guān)提供了一種把報(bào)文重新封裝形成新的報(bào)文組的方式。32網(wǎng)關(guān)需要完成報(bào)文的接收、翻譯與發(fā)送。它使用兩個(gè)微處理器和兩套各自獨(dú)立的芯片組。每個(gè)微處理器都知道自己本地的總線語(yǔ)言，在兩個(gè)微處理器之間設(shè)置一個(gè)基本的翻譯器。I/O數(shù)據(jù)通過(guò)微處理器，在網(wǎng)段之間來(lái)回傳遞數(shù)據(jù)。在工業(yè)數(shù)據(jù)通信中網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用：把一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)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(guò)網(wǎng)關(guān)送往PROFIBUS-DP網(wǎng)段。 332.6 通信參考模型2.6.1 OSI參考模型為了實(shí)現(xiàn)不同廠家生

17、產(chǎn)的設(shè)備之間的互聯(lián)操作與數(shù)據(jù)交換，國(guó)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(huì)，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。開放并不是指對(duì)特定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具體的互聯(lián)技術(shù)或手段，而是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)同。一個(gè)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。34OSI參考模型351.物理層物理層 (physical layer)涉及到通信在信道上傳輸?shù)脑急忍亓鳌ＴO(shè)計(jì)上必須保證一方發(fā)出二進(jìn)制 “1”時(shí)，另一方收到的也是 “1”而不是 “0”。典型問(wèn)題（1）用多少伏特電壓表示 “

18、1”，多少伏特電壓表示 “0”（2）一個(gè)比特持續(xù)多少微秒（3）傳輸是否在兩個(gè)方向上同時(shí)進(jìn)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。主要是處理機(jī)械的、電氣的和過(guò)程的接口，以及物理層下的物理傳輸介質(zhì)等問(wèn)題。362.數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 (data link layer)的主要任務(wù)是加強(qiáng)物理層傳輸原始比特的功能，使之對(duì)網(wǎng)絡(luò)層顯現(xiàn)為一條無(wú)錯(cuò)線路。（1）通過(guò)在幀的前面和后面附加上特殊的二進(jìn)制編碼模式來(lái)產(chǎn)生和識(shí)別幀邊界。（2）解決由于幀的破壞、丟失和重復(fù)所出現(xiàn)的問(wèn)題。37（3）防止高速發(fā)送方的數(shù)據(jù)把低速的接收方 “淹沒(méi)”。采用某種流量調(diào)節(jié)機(jī)制，使發(fā)送方知道當(dāng)

19、前接收方還有多少緩存空間。（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(jìng)爭(zhēng)線路的使用權(quán)。（5）廣播式網(wǎng)絡(luò)：控制對(duì)共享信道的訪問(wèn)，數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)特殊的子層介質(zhì)訪問(wèn)子層。383.網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 (network layer)關(guān)系到子網(wǎng)的運(yùn)行控制，其中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是確定分組從源端到目的端如何選擇路由。過(guò)多分組，相互阻塞通路擁塞控制網(wǎng)絡(luò)層設(shè)有記賬功能，軟件必須對(duì)每一個(gè)顧客究竟發(fā)送了多少分組、多少字符或多少比特進(jìn)行記數(shù)，以便于生成賬單。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)。394.傳輸層傳輸層 (transport layer)的基本功能是從會(huì)話層接收數(shù)據(jù)，并且

20、在必要時(shí)把它分成較小的單元，傳遞給網(wǎng)絡(luò)層，并確保到達(dá)對(duì)方的各段信息正確無(wú)誤。會(huì)話層每請(qǐng)求建立一個(gè)傳輸連接，傳輸層就為其創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)連接。最流行的傳輸連接是一條無(wú)錯(cuò)的、按發(fā)送順序傳輸報(bào)文或字節(jié)的點(diǎn)到點(diǎn)的信道。傳輸層是真正的從源到目標(biāo) 端到端的層。405.會(huì)話層會(huì)話層 (Session layer)允許不同機(jī)器上的用戶建立會(huì)話 (session)關(guān)系。管理對(duì)話：（1）方式：會(huì)話層允許信息同時(shí)雙向傳輸，或任一時(shí)刻只能單向傳輸。41（2）令牌管理 (token management)：令牌可以在會(huì)話雙方之間交換，只有持有令牌的一方可以執(zhí)行某種關(guān)鍵操作。（3）同步 (synchronization

21、)：在數(shù)據(jù)流中插入檢查點(diǎn)，每次網(wǎng)絡(luò)崩潰后，僅需要重傳最后一個(gè)檢查點(diǎn)以后的數(shù)據(jù)。 426.表示層表示層 (presentation layer)完成某些特定功能：所傳輸?shù)男畔⒌恼Z(yǔ)法和語(yǔ)義。為了讓采用不同表示法的計(jì)算機(jī)之間能進(jìn)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(lái)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(jì)算機(jī)內(nèi)部表示法和網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)表示法之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。437.應(yīng)用層應(yīng)用層 (application layer)包含大量人們普遍需要的協(xié)議。虛擬終端軟件都位于應(yīng)用層。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(wèn)題。文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程作業(yè)輸入、名錄查詢和其他各種通

22、用和專用的功能。 442.6.2 TCP/IP參考模型計(jì)算機(jī)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) 。ARPANET是由美國(guó)國(guó)防部DoD(USDepartment of Defense)贊助的研究網(wǎng)絡(luò)。主要設(shè)計(jì)目標(biāo)： 無(wú)縫隙地連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)不受子網(wǎng)硬件損失的影響45TCP/IP參考模型461.互聯(lián)網(wǎng)層基于無(wú)連接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層的分組交換網(wǎng)絡(luò)。功能是使主機(jī)可以把分組發(fā)往任何網(wǎng)絡(luò)并使分組獨(dú)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(dá)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(shí)，高層必須對(duì)分組排序

23、。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)。472.傳輸層功能：使源端和目標(biāo)端主機(jī)上的對(duì)等實(shí)體可以進(jìn)行會(huì)話和OSI的傳輸層一樣。定義了兩個(gè)端到端的協(xié)議：傳輸控制協(xié)議TCP(transmission control prolocol)：面向連接的協(xié)議，允許從一臺(tái)機(jī)器發(fā)出的字節(jié)流無(wú)差錯(cuò)地發(fā)往互聯(lián)網(wǎng)上的其他機(jī)器。它把輸入的字節(jié)流分成報(bào)文段并傳給互聯(lián)網(wǎng)層。在接收端，TCP接收進(jìn)程把收到的報(bào)文再組裝成輸出流。TCP還要處理流量控制。48用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP(user datagram protocol)：一個(gè)不可靠的、無(wú)連接協(xié)議，用于不需要TCP的排序和流量

24、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(qǐng)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(yǔ)音或影像。49TCPIP協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)503.應(yīng)用層TCP/IP模型沒(méi)有會(huì)話層和表示層。來(lái)自O(shè)SI模型的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明，它們對(duì)大多數(shù)應(yīng)用程序都沒(méi)有用處。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)。514.主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)網(wǎng)層的下面什么都沒(méi)有，TCP/IP參考模型沒(méi)有真正描述這一部分，只是指出主機(jī)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(gè)協(xié)議末被定義，并且隨主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的不同而不同。522.6.3 0SI參考模型和TCP/IP參考模型的比較很多相似之處，層的功能也大體相似。傳輸層及傳輸層以上的層都為希望通信的進(jìn)程提供端到端的、與網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)的傳輸服務(wù)。（1）三個(gè)概念：OS