现场总线3-网络体系结构与协议

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1、1第三章网络体系结构与协议(1)网络体系结构：各层和协议的集合叫做网路体系结构。分层设计：每层具有自己的功能和对上层的接口。协议：不同机器在同层以相同的协议对话。(2)各层设计遇到的问题：建立连接机制：目标多，与那个进程连接，需要寻址数据传送规则：单双向、一个连接是否对应多条逻辑通道差错控制流量控制报文长度路径选择3.1网络体系结构2网络的体系结构主要指网络软件的分层结构及协议。网络设计是高度结构化的，这种结构化设计就是分层设计。每一层完成自己的功能。每层之间有清晰简单的接口，下级对上级提供服务。网络系统太复杂，不好分析、设计。为了减少

2、设计的复杂性，多数网络都是按照分层或分级的方式来组织的，每一层都为它的上层提供服务。各层和协议的集合叫做网路体系结构。分层的好处：将网络通信分解成更小、更简单的模块以便于研发。将网络部件标准化，从而可以让许多供应商进行研发和提供支持。允许不同类型的网络硬件和软件相互通信。防止某一层的变更会影响到其它层，从而可以更快地发展。解释上一页33.2OSI参考模型（OpenSystemInterconnection）根据功能需要分层每一层实现明确的功能，并易于制定网络协议的国际标准各层界面简单，减少流过接口的信息量层数应足够多，避免不同功能混杂；

3、但也不能太多，导致体系结构过于庞杂。3.2.1OSI模型分层原则43.2.2OSI参考模型结构ISO提出的开放式系统互联（OSI）参考模型5OSI参考模型的全称是开放系统互联参考模型，它是由国际标准化组织提出的。OSI参考模型共包括七个层次，它们分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。每一层次都用来实现一种相对独立的通信功能，每一层次又都包含若干重要的应用与通信协议来完成该层的对应相关服务。OSI参考模型的5、6、7层（较高层）主要处理应用方面的问题，第1-4层（较低层）主要处理数据传输方面的问题。解释上一页

4、6OSI模型的数据传输：网络上所有通信都是从源端传送到目的端的，在网络上传输的信息被称为数据或数据分组。如果主机A想给另外一台主机B发送数据，数据必须首先要经历一个称为封装(encapsulation)的过程。在进行网络传输之前，封装过程会对数据附加上必要的协议信息。73.2.3物理层协议网络最底层，主要解决如何进行网络物理连接、信息以何种信号传送、如何传送。物理层有四个重要特性：机械特性（接插件型号）电气特性（电平、驱动器/接收器、阻抗、编码）功能特性：信号功能分配和确切定义。规程定义（发送时序、应答关系、操作过程）物理接口标准：RS

5、-232、RS422、RS485、10BASE-T的曼彻斯特编码物理层定义了网络间物理链路的电气或机械特性，以及激活、维护和关闭这条链路的各项操作。物理层特征参数包括：电压、数据传输率、最大传输距离、物理连接媒体等。该层上的设备包括集线器、收发器、电缆和连接器等。图中有集线器的符号，集线器的作用是再生信号并对信号进行重新定时。双向的箭头表示在集线器中所有的数据都可以在所有的路径上流动。8RS-232标准DTE(DataTerminalEquipment):具有一定的数据处理能力以及发送和接受数据能力的设备，如计算机。DCE(DataCo

6、mmunicationsEquipment):在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码功能，并负责建立、保持和释放数据链路的连接，如MODEM。RS-232标准：机械特性：25针D型插座电气特性：A"Space"(logic0)willbeetween+3and+25Volts,A"Mark"(Logic1)willbebetween-3and-25Volts.功能特性：规定每条信号线的定义。规程特性：协议，即事件发生的先后次序。RS-232LogicWaveformTTL/CMOSSerialLogicWaveformDTR:data

7、terminalready,DSR:datasetready,RTS:requesttosend,CTS:cleartosend,CD:载波信号检测到RS232是非平衡传输方式，传输距离短，传输速率低。9DTE-DCEDTE-DTED25PinNo.D9PinNo.AbbreviationFullNamePin2Pin3TDTransmitDataPin3Pin2RDReceiveDataPin4Pin7RTSRequestToSendPin5Pin8CTSClearToSendPin6Pin6DSRDataSetReadyPin7Pi

8、n5SGSignalGroundPin8Pin1CDCarrierDetectPin20Pin4DTRDataTerminalReadyPin22Pin9RIRingIndicator10TxDRxD非平衡