第6章 计算机控制中的网络与通信技术.doc

第6章 计算机控制中的网络与通信技术 本章的 教学目的与要求 了解计算机控制中的网络与通信技术。 授课主要内容 计算机网络概述 数据通信技术 工业控制计算机网络与通讯 主要外语词汇 Local Area Network(LAN):局域网，Wide Area Network(WAN):广域网，Physical Layer：物理层，Data Link Layer：数据链路层，Network Layer：网络层，Transport Layer：传输层，Session Layer：会话层，Presentation Layer：表示层，Application Layer：应用层 重点、难点及对学生的要求 说明：带“***”表示要掌握的重点内容，带“**”表示要求理解的内容，带“*”表示要求了解的内容，带“☆”表示难点内容，无任何符号的表示要求自学的内容 网络的分类** 网络协议***☆ 网络互连设备***☆ 数据通信技术*** 工业控制计算机网络与通讯** 辅助教学情况 多媒体教学课件（POWERPOINT） 复习思考题 网络的分类 网络协议 网络互连设备 数据通信技术 工业控制计算机网络与通讯 参考资料 刘川来，胡乃平，计算机控制技术，青岛科技大学讲义 现代化工业生产规模不断扩大，对生产过程的控制和管理也日趋复杂，往往需要几台或几十台计算机才能完成控制和管理任务。不同的地理位置、不同功能的计算机及设备之间需要交换信息，这样把多台计算机或设备连接起来，就构成了计算机网络。 为了提高计算机的应用水平，更好地编制程序，有必要了解数据通信的通信网络技术、通信网络协议和数据通信知识。 6.1 计算机网络概述 6.1.1 计算机网络的定义 计算机网络是指把若干台地理位置不同且具有独立功能的计算机或设备，通过通讯设备和线路相互连接起来，以实现信息的传输和资源共享的一种计算机系统。 6.1.2计算机网络的分类 随着网络技术的发展，出现了多种类型的网络分类方法，按其跨度、拓扑结构、管理性质、交换方式和功能，可进行如下分类： 1．按网域的跨度划分 （1）局域网LAN（Local Area Network） （2）区域网MAN（Metropolitan Area Network） （3）广域网WAN（Wide Area Network） 在计算机控制系统中一般采用局域网或局域网的互联。 2．按拓扑结构划分 在计算机通信网络中，网络的拓扑（Topology）结构是指网络中的各台计算机、设备之间相互连接的方式。常用的网络拓扑结构有以下几种。 （1）星形网 （2）环形网 （3）总线形网 （4）网状网络 一般来讲，计算机控制系统的网络拓扑结构以总线形式为多。 3．按管理性质划分 （1）公用网： （2）专用网： 过程计算机控制系统中的网络常为专用网，由于近年来计算机控制系统的需求变化，特别是对于远程监控需求的增加，使用专用网互连公用网的方式来组建各种计算机控制网络也普遍增多，这也是计算机控制系统应用网络的发展趋势。 4．按交换方式划分 （1）电路交换网 （2）报文交换网 （3）分组交换网： 目前，大多数计算机网络（包括广域网和局域网）都采用分组交换技术，只是分组的体积有所不同。 5．按功能划分 通信子网、资源子网 6.1.3计算机网络的协议层次模型 1．OSI模型 OSI模型划分了七个层次，每一层次都由一个定义得很好的界面接口与其它层次分隔开来，见图6.1所示。以下是对七个层次的具体描述。 (1)物理层（Physical Layer） (2)数据链路层（Data Link Layer） (3)网络层（Network Layer） (4)传输层（Tansport Layer） (5)会话层（Session Layer） (6)表示层（Presentation Layer） (7)应用层（Application Layer） 一条将要通过网络传输的信息报文在这一层进入OSI模型向下一层传送，最后传输至物理层，并在打包后传输至其它工作站。之后由目的工作站的物理层向上传送，经过那个工作站中的应用层直至到达需要这份信息报文的应用程序。 2．层间通讯 OSI中的层间通讯具有两种意义：相邻层之间的通讯和对等层之间的通讯。 在OSI环境中，对等层之间的通讯是目的，相邻层之间的通讯是手段。通过相邻层之间的通讯，实现对等层之间的通讯。 6.1.4计算机局域网络 美国电气和电子工程协会(IEEE)于1980年2月成立局域网标准化委员会(简称802委员会)专门对局域网的标准进行研究，并提出LAN的定义。根据IEEE802标准，LAN协议参照了OSI模型的物理层和数据链路层，并没有涉及到第三层到第七层。 1．局域网的拓扑结构 构成局域网的网络拓扑结构主