《计算机控制系统基础》课件_第7章.pptx

第7章计算机网络控制技术;;

7.1计算机网络基础;

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1.星型结构

如图7-1(a)所示,星型拓扑结构是一种以中央节点为中心,把若干个外围节点连接起来的辐射式互连结构。

它的具体工作过程为:当某一节点想要传输数据时,它首先向中心节点发送一个请求,以便同另一个目的节点建立连接。一旦两个节点建立了连接,就像是有一条专用线路将这

两点连接起来,从而进行数据传输。;

该结构的主要特点如下:

(1)网络结构简单,便于控制和管理,建网容易。

(2)网络延迟时间短,传输错误率较低。

(3)网络可靠性较低,一旦中央节点出现故障将导致全网瘫痪。

(4)网络资源大部分在外围节点上,相互之间必须经过中央节点才能转发信息。

(5)通信电路都是专用线路,利用率不高,故网络成本较高。;

2.环型结构

如图7-1(b)所示,环型网中各节点通过环接口连于一条首尾相连的闭合环形通信线路中,数据按事先规定好的方向从一个节点单向传送到另一节点。

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环型结构具有以下特点:

(1)信息流在网络中沿固定的方向流动,故两个节点之间仅有唯一的通路,简化了路径选择控制。

(2)环路中每个节点的收发信息均由环接口控制,控制软件较简单。

(3)当环路中某节点出现故障时,可采用旁路环的方法提高可靠性。

(4)环型结构其节点数的增加将影响信息的传输效率,故扩展受到一定的限制。;

3.总线型结构

如图7-1(c)所示,在总线型结构中,各节点经其接口,通过一条或几条通信线路与公共总线连接。其任何节点的信息都可以沿着总线传输,并且能被任一节点接收。由于信息传输方向是从发送节点向两端扩散,因此又被称为广播式网络。;

总线型结构有以下特点:

(1)结构简单灵活,扩展方便。

(2)可靠性高,网络响应速度快。

(3)共享资源能力强,便于广播式工作。

(4)设备少,价格低,安装和使用方便。

(5)由于所有节点共用一条总线,因此总线上传送的信息容易发生冲突和碰撞,故不宜用在实时性要求高的场合。;

4.树型结构

如图7-1(d)所示,树型结构是一种分层结构,适用于分级管理和控制系统。树型结构的特点如下:

(1)通信线路总长度较星型结构短,联网成本低,易于扩展,但结构较星型结构复杂。

(2)网络中除叶节点外,任一节点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。;

7.1.2OSI参考模型

OSI参考模型共分为七层功能及协议,从下至上依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层,如图7-2所示。;

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1.物理层

物理层并不是物理媒体本身,它只是开放系统中利用物理媒体实现物理连接的功能描述和执行连接的规程。物理层的主要任务是为通信各方提供物理信道(例如电缆类型、信

号、电平、传输速率等),它提供物理连接的机械、电气、功能和规程4个特性。在这一层,数据的单位称为比特(bit)。

属于物理层定义的典型规范包括EIA/TIARS232、EIA/TIARS449、V.35、RJ45等。;

2.数据链路层

数据链路层的任务是将数据组成数据帧(Framing),在两个相邻节点间的链路上传送以帧为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息(例如同步信息、地址信息、差错控

制等)。另外,在接收端还要检验传输的正确性。该层实现了将有差错的物理链路改造成对于网络层来说是无差错的传输链路的功能。;

3.网络层

网络层是OSI七层协议模型中的第三层,它是主机与通信网络的接口。网络层又称分组层,它的任务是使网络中传输分组。它以数据链路层提供的无差错传输为基础,向高层

(传输层)提供两个主机之间的数据传输服务。网络层规定了分组(第三层的信息单位)在网络中是如何传输的。

网络层的功能主要包括控制信息交换、路由选择与中继、网络流量控制、网络的连接与管理等。网络层协议的代表有IP、IPX、RIP、OSPF等。;

4.传输层

传输层是真正的源—目的或端—端层,即在源计算机上的程序与目的机上的类似程序之间进行对话。该层的主要功能是从会话层接收数据,把它们传到网络层并保证这些数据全部正确地到达另一端。

5.会话层

用户(即两个表示层进程)之间的连接叫会话。为了建立会话,用户必须提供希望连接的远程地址(会话地址),会话双方首先需要彼此确认,以证明它有权从事会话和接收数据,然后两端必须同意在该会话中的各种选择项(例如半双工或全双工)的确定,在这以后才能开始数据传输。;

6.表示层

表示层主要用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式,例如代码转换、文件格式的转换、文本压缩、文本加密与解密等。

表示层提供