第二章通信基础分解.ppt

控制网络与现场总线 主讲 陈 青 林 本 章 课 程 核 心 内 容 通过异步通讯体会数据通讯的复杂性 明确计算机网络的三个组成部分 认识到网络协议的必要性和重要性 掌握OSI模型对等层协议和层间接口的重要概念 理解基本的编码方法 第二章 网络通信基础知识 通信的思考？ 人与人的交流： 耳朵一直竖着 相同语言 共同的话题 足够的音量 适当的频率 2.1 计算机异步通信 一、通信过程 2.1 计算机异步通信 二、须考虑的问题 “0”、“1”如何表示？ 信号电平大小？ 接收方怎样知道已开始发送？ 发送的快慢？ 发送数据间隔？ 多点发送要考虑什么问题？ 三、RS-232标准 “1”：-3V～-15V； “0”：+3V～+15V； 每次传输一个字符，7位和8位； 每位持续时间相同，中间采样，用波特率表示； 每个字符前加一起始位，1到0跳变表示传送开始，帧对齐； 传送完后加一停止位。 2.1 计算机异步通信 2.1 计算机异步通信 四、实际系统的限制 奈奎斯特定理为：(无噪声) D=2Blog2K（bps），B为信号带宽、K为状态量 香农定理为： (有噪声） C=B1og2（1+S/N)，S/N为信噪比 没办法！ 2.1 计算机异步通信 五、多点连接和远距离传输 问题：RS-232能多点连接？ 解决方案：RS422！ 特点：差分传输，三态驱动器。 2.1 计算机异步通信 六、进一步的问题 大批量数据的传输 多点数据传输 传输出错处理 数据表示的含义 对复杂的大型网络通信能否标准化？ 2.2 网络结构与类型 一、计算机网络的组成 独立功能的计算机 通信线路和设备 网络软件 2.2 网络结构与类型 二、线路配置 点到点 多点 2.2 网络结构与类型 三、拓扑结构 网络物理或逻辑布置的方式 两条以上的链路形成网络拓扑 四、拓扑类型 2.2 网络结构与类型 网状结构 点到点直接通信 点-点专用线路 故障检测容易 电缆数量巨大 星型结构 点到点链路 不能直接通信 故障检测容易 电缆长度较长 2.2 网络结构与类型 总线结构 多点连接 广播通信 电缆数量少 故障检测较困难 环型结构 点到点，单向通信 广播通信 故障检测容易 可靠性存在隐患 2.2 网络结构与类型 树形结构 点到点链路 广播通信，规模大 可隔离和设优先级 故障检测容易 电缆长度较长 混合结构 兼有各自的特点 规模大 2.2 网络结构与类型 三、传输模式 单工；半双工；全双工； 四、网络类型 局域网；城域网；广域网；网际互连 2.3 OSI模型 一、计算机网络的发展简史 广域网 局域网 异种网络互连 Internet 二、为什么要建立OSI模型 实现异种网络互连和互通 需要灵活、健壮、互操作的网络体系结构 促进网络标准化 2.3 OSI模型 三、七层协议 2.3 OSI模型 四、 OSI层次 2.3 OSI模型 五、各层功能 物理层：线路配置，通信模式，拓扑结构，信号，编码，接口，媒介 数据链路层：寻址，访问控制，流控，错误处理，同步 网络层：源到宿传递，逻辑寻址，路由，地址转换，复用 传输层：端到端消息传递，服务点寻址，拆分和组装，连接控制 会话层：会话管理，同步，对话控制，优雅关闭 表示层：翻译，加密，压缩，安全性 应用层：网络虚拟终端，文件访问、传输和管理，邮件服务，目录服务 2.5 编码：模拟-数字编码 问题：模拟数值无限，数字数值有限，如何在编码中保证信号质量不失真？ 采样频率的选择：信号最高有用频率的两倍。 2.5 编码 数字-数字编码 2.5 编码 单极性编码 问题： 直流分量 难同步 2.5 编码 双极性编码 非归零 编码 归零 编码