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工控机的数据通信技术 最简单的数据通信系统 基带传输 数字数据的数字信号编码 频带传输 多路复用技术 数字通信系统的质量指标 数据通信方式 异步传输 异步通信位同步的方法 同步传输 同步信号的编码和解码 差错检查和控制 CRC校验码的生成规则 计算机网络的拓扑结构 介质访问技术 要使信息能够在网络中传送，就必须采用适合网络结构拓扑结构的介质访问控制技术。 常用的介质访问技术有： 1、查询 2、令牌传送 3、CSMA/CD 查询方式 这种方式主要用在星形或总线网中。网络中的主站依次询问各站是否要通信，查询时先给各站发送一个询问信息，收到响应后再控制各站通信。如果有多个站要发送信息，主站可根据各站的优先级高低安排发送顺序。 令牌传送 CSMA/CD 交换 线路交换(电路交换） 报文交换 分组交换 虚电路方式 三种数据交换技术的比较 网络协议的作用 为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。一个网络协议主要由以下三个要素组成： （1）语法，即数据与控制信息的结构或格式； （2）语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应； （3）同步，即事件实现顺序的详细说明。 网络协议的分层模型 应用层 运输层 网络层 数据链路层 物理层 物理层协议 数据链路层协议 数据链路层的主要功能 最简单流量控制的数据链路层协议 实用的停止等待协议 停止等待协议的算法 在接收结点： （1）V(R)←0。 {接收状态变量初始化，其数值等于欲接收的数据帧的发送序号} （2）等待。 （3）当收到一个数据帧，就检查有无产生传输差错(如用CRC)。 若检查结果正确无误，则执行后续算法； 否则转到(8)。 HDLC协议 HDLC 的帧结构 HDLC帧的类型 信息帧 监督帧 无编号帧 （6）等待。 {等待以下3个事件中最先出现的一个} （7）若收到确认帧ACK，则： 从主机取一个新的数据帧； V(S)←[1 ? V(S)]； {更新发送状态变量，变为下一个序号} 转到(3)。 （8）若收到否认帧NAK，则转到(4)。 {重传数据帧} （9）若超时计时器时间到，则转到(4)。 {重传数据帧} ? 星形 总线型 环型 查询 令牌 CSMA/CD 查询 令牌 CSMA/CD 交换 硬件结构图 （1）令牌环网：令牌环网使用一个标记（令牌）作为数据发送的唯一“许可证”，沿着环轮转。取得空令牌的站点可以将其改为忙令牌并附在后面，其他站点不能发送数据。 （2）令牌总线网：令牌总线网采用总线结构的物理布局，但将所有站点构成一个逻辑环，以令牌的方式传送数据。（结合总线网和令牌环网的优点） 硬件结构图 CSMA/CD 方法的基本思想： 公共通道，广播发送，先听后发，边听边发，冲突停止，随机延迟，错开重发。 CSMA/CD 方法包括三个主要内容： （1）载波侦听多路访问 （2）冲突检测 （3）退避算法 （一）什么是交换？ 交换就是按某种方式动态地分配传输线路资源 例如，电话交换机在用户呼叫时为用户选择一条可用的线路进行接续。用户挂机后则断开该线路，该线路又可分配给其它用户。 （二）为什么要采用交换技术？ 节省线路投资，提高线路利用率 （三）实现交换的方法主要有：电路交换（线路交换）、报文交换、分组交换 电路交换 报文交换 分组交换 网络协议 比较 线路（电路）交换（Circuit Switching）方式，就是通过网络中的节点在两个站之间建立一条专用的物理通信线路。 线路交换方式的通信包括三种状态： （1）线路建立：在传输任何数据前，必须建立端到端的物理连接。 （2）数据传送 （3）线路拆除：某个数据传送结束后，要结束连接。 特点： 建立连接的时间长； 一旦建立连接就独占线路，线路利用率低； 无纠错机制； 建立连接后，传输延迟小。 不适用于计算机通信，因为计算机数据具有突发性的特点，真正传输数据的时间不到10%。 交换 说明 整个报文(Message)作为一个整体一起发送。 在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为存储-转发。 传输之前不需要建立端到端的连接，仅在相邻结点传输报文时建立结点间的连接。——称为“无连接的” 缺点： 报文大小不一，造成存储管理复杂。 大报文造成存储转发的延时过长； 出错后整个报文全部重发。 交换 说明 将报文划分为若干个大小相等的分组(Packet)进行存储转发。 数据传输前不需要建立一条端到端的通路——也是“无连接的” 有强大的纠错机制、流量控制和路由选择功能。 优点： 对转发结点的存储要求较低，可以用内存来缓冲分组——速度快； 转发延时小——适用于交互式通信； 某个分组出错可以仅重发出错的分组——效率高； 各分组可通过不