第二章工業(yè)控制網絡技術基礎ppt課件

精選,1,第二章工業(yè)控制網絡技術基礎,精選,2,2.1局域網技術,1、局域網的概念,所謂局域網，就是存在于局部地區(qū)范圍內的網絡，它所覆蓋的地區(qū)范圍較小。局域網在計算機數量配置上沒有太多的限制，少的可以只有兩臺，多的可達幾百臺。一般來說，在企業(yè)局域網中，工作站的數量在幾十到兩百臺；在網絡所涉及的地理距離上可以是幾米至幾千米。局域網一般位于一個建筑物或一個單位內，不存在尋徑問題，不包括網絡層的應用。,精選,3,（1）主要特點：1）一般特點：較小的物理范圍以微機為主要聯(lián)網對象通常屬于某個部門和單位價格低廉2）技術特點：具有更高的傳輸速率（101000Mbit/s）通常多個站共享一個傳輸介質誤碼率低具有較低的時延具有高可靠性和安全性、易于擴縮和管理,精選,4,（2）基本組成LAN由五個基本部件構成計算機（特別是PC）傳輸介質網絡適配器（網卡）網絡連接設備網絡操作系統(tǒng),精選,5,（3）IP地址介紹IP地址即互聯(lián)網地址，Internet地址。它是用來唯一標識互聯(lián)網上計算機的邏輯地址。IP地址長度是32bits（4個字節(jié)），用4個以小數點隔開的十進制整數表示。IP地址由網絡號(Network)和主機號(Host)兩部分構成。,精選,6,子網掩碼是個與IP地址相對應的32位數字，掩碼可以確定IP地址的網絡號、子網號和主機號是如何劃分的。掩碼為“1”的位，所對應的IP地址部分為網絡號和子網號，掩碼為“0”的位，所對應的IP地址部分為主機號。掩碼的表示與IP地址相同，也用4個點分十進制整數表示，如:。網關是與主機連在同一個子網的路由器端口的IP地址，不同子網之間的數據轉發(fā)全靠路由器完成。,精選,7,2、局域網拓撲結構,計算機網絡的組成元素可以分為兩大類，即網絡節(jié)點和通信鏈路。網絡中節(jié)點的互連模式叫網絡拓撲結構。物理拓撲指連接網絡設備的物理線纜的鋪設形式拓撲結構通常是指物理拓撲結構邏輯拓撲數據流在物理線纜中傳輸的形式物理拓撲可能與邏輯拓撲形狀不同,精選,8,局域網常見的拓撲結構總線、樹形、環(huán)形、星形（1）星形拓撲結構所有的計算機連到一個中心節(jié)點上，中心節(jié)點的設備通常由主機或集線器擔當。,精選,9,星形拓撲的特點物理結構的特點所有站點直接與中央節(jié)點相連各站點之間無直接連線站點之間通信必須通過中央節(jié)點轉發(fā)邏輯結構的特點中央節(jié)點的處理能力決定了網絡的邏輯拓撲如為HUB，網絡的邏輯拓撲為總線型如為交換機，則網絡的邏輯拓撲為星型,精選,10,中央節(jié)點為HUB的Ethernet,邏輯上等效于,1、2發(fā)送3、6接收,雙絞線介質，收發(fā)各用一對線，平衡驅動,站點與HUB之間采用直連電纜,HUB接收每個站點信息并向其他站轉發(fā),數據充滿整個網絡，仍為邏輯上的總線,數據通信具有總線型網絡的特點,（沖突、競爭信道，收、發(fā)規(guī)則，共享總線速率等）,精選,11,優(yōu)點：查找故障方便，便于維護和管理個別站點的故障對網絡無影響站點進出很自由介質訪問方法簡單缺點：對中央節(jié)點的可靠性和冗余度要求很高,精選,12,（2）環(huán)形拓撲結構,由連接成封閉回路的網絡節(jié)點組成，每一節(jié)點與它左右相鄰的節(jié)點相連接并最終形成一個“環(huán)狀”結構。連接特點：通過轉發(fā)器與單向鏈路連成環(huán)狀各站點通過轉發(fā)器接入環(huán)中邏輯拓撲：環(huán)形,精選,13,通信特點：數據單向傳輸，同時只能有一個站點發(fā)送廣播通信方式，數據繞環(huán)一周，所有站點都能收到數據傳輸中需要指定源、目的地址需要某種機制決定誰發(fā)送（令牌）需要對發(fā)送規(guī)則進行監(jiān)控和管理（令牌管理）需對數據進行插入、接收、刪除處理（避免循環(huán)）數據在每個站點重新轉發(fā)，信號強度大,精選,14,環(huán)網轉發(fā)器功能,對數據波形進行整形、放大對途經的數據進行監(jiān)聽并沿環(huán)向下轉發(fā)（延時理想值為1位）對出環(huán)或故障的站點進行旁路，維持環(huán)的正常工作,精選,15,環(huán)網的數據傳輸,準備工作數據成幀得到令牌（發(fā)送權）傳輸過程幀途經的轉發(fā)器判別地址若地址相符：將數據傳向所連站點，同時修改有關位（接收信號），并向下轉發(fā)；若地址不符：則只將數據向下轉發(fā)發(fā)送站邊發(fā)邊監(jiān)聽上行鏈路數據數據幀繞環(huán)一周回到本地：站點吸收本數據幀，同時產生新令牌當令牌在環(huán)中傳輸時：便開始新一輪的傳輸,精選,16,優(yōu)點：高速運行避免碰撞，結構簡單潛在問題：任一轉發(fā)器或任一段鏈路故障都將導致網絡癱瘓故障查找困難，需要漫游整個網絡才能定位故障點新增站點困難，需要新增轉發(fā)器可能還要重新拉線可靠性要求和轉發(fā)器的積累時延限制了環(huán)的規(guī)模需要站點兼任監(jiān)控站監(jiān)測環(huán)的狀態(tài),精選,17,（3）總線型拓撲結構,一種使用同一介質或電纜連接所有端用戶的方式，即連接端用戶的物理介質由所有設備共享。,總線拓撲,精選,18,總線型拓撲結構特點,連接特點：所有站點通過搭接頭直接與總線相連邏輯拓撲：總線型通信面臨的問題：任一站點發(fā)送，其他所有站點都能收到；數據傳輸無方向性需要指明由誰發(fā)送（源地址），發(fā)給誰（目標地址）多個站點同時發(fā)送時，會發(fā)生沖突。同時只能一個站點發(fā)送一個站點連續(xù)發(fā)送時間過長，其他站點將不能發(fā)送（公平性？）站點只能采用半雙工方式,精選,19,全雙工（FullDuplex）是指在發(fā)送數據的同時也能夠接收數據，兩者同步進行。這好像我們平時打電話一樣，說話的同時也能夠聽到對方的聲音。目前的網卡一般都支持全雙工。半雙工（HalfDuplex），所謂半雙工就是指一個時間段內只有一個動作發(fā)生。舉個簡單例子，一條窄窄的馬路，同時只能有一輛車通過，當目前有兩輛車對開，這種情況下就只能一輛先過，等到頭后另一輛再開，這個例子就形象的說明了半雙工的原理。早期的對講機、以及早期集線器等設備都是基于半雙工的產品。隨著技術的不斷進步，半雙工會逐漸退出歷史舞臺。單工通信是指通信線路上的數據按單一方向傳送。,精選,20,總線型結構的數據傳輸,A站,B站,C站,站點C發(fā)數據給站點A接收,傳輸準備,站點C將數據組成幀格式，頭部含源（C）、宿地址（A）,站點C傳輸之前需先競爭到信道,傳輸過程,C將幀發(fā)出,傳到B站，地址不符丟棄,傳到A站，地址相符接收,精選,21,2.2局域網網絡體系結構,分層結構的相關術語、概念層與對等層層：一種邏輯劃分，功能被明確定義對等層：也叫同層，指互連系統(tǒng)中相同的層實體與對等實體實體：每一層活躍的元素可收發(fā)信息的東西（硬、軟件均可，如網卡、應用程序等）是實現層功能的主體每一個層可有多個實體,精選,22,對等實體,對等實體一定成對出現在互連系統(tǒng)的同層中對等實體一定執(zhí)行相同的協(xié)議，能相互通信對等實體之間通信一定是透明的（報文格式、大小一樣）不同層的實體不能通信,精選,23,服務、接口、協(xié)議,(n)PDU,n協(xié)議,實體,SAP,向上層提供的服務,服務：下層實體通過層間接口為上層實體提供的通信功能,服務訪問點：SAP(ServiceAccessPoint),相鄰層之間交換數據的地方，也叫層間接口,每個SAP具有唯一的標識地址,每個實體提供多個SAP，供不同的上層協(xié)議使用,每個SAP由一個實體提供，一個上層協(xié)議可使用多個SAP,精選,24,協(xié)議：對等實體之間通信時共同遵守的規(guī)約。協(xié)議具有三要素語法：信息的格式（由哪幾部分組成）語義：信息的含義及控制信息（各部分的具體意義）時序：信息交換的步驟與順序等PDU（ProtocalDataUnit)對等實體間交換的數據單元(由數據頭部和上層數據組成),精選,25,進一步理解協(xié)議與服務,服務涉及本地系統(tǒng)上下層實體之間的通信（垂直方向）協(xié)議涉及互連系統(tǒng)同層實體之間的通信（水平方向）協(xié)議獨立于服務（可用不同的協(xié)議提供同一服務）協(xié)議是提供服務的基礎，是完成層功能的基礎,精選,26,OSI參考模型（OS1/RM）,OSI：OpenSystemInterconnectionReferenceModel，開放系統(tǒng)互連參考模型OSI模型由ISO提出ISO：InternationalStandardOrganization制定OSI標準的目的：使不同的計算機網絡能夠互連要求各大公司按照OSI標準制造計算機網絡,精選,27,OSI七層標準模型,精選,28,OSI模型各層功能,1、物理層（physicallayer）（1）主要作用：實現相鄰節(jié)點之間比特數據流的透明傳送，盡可能屏蔽具體傳輸介質和物理設備的差異。利用物理傳輸介質為數據鏈路層提供物理連接(物理信道)，為數據鏈路層提供比特流服務。物理層是所有網絡的基礎，主要關心的問題有：用多少伏特電壓表示“1”，多少伏特電壓表示“0”；一個比特持續(xù)多少微秒；是單工、半雙工還是全雙工；最初的連接如何建立和完成，通信后連接如何終止網絡接插件有多少針以及各針的用途。,精選,29,信道的最大帶寬;傳輸介質（例如，是有導線的還是無導線的等）；傳輸方式：是基帶傳輸還是頻帶傳輸，或者二者均可；多路復用技術（FDM、TDM和WDM波分多路復用Wave-lengthDivisionMultiplexing）;等等。（2）物理層的主要功能：物理連接的建立、維持和拆除。實體之間信息的按比特傳輸。實現四大特性的匹配（機械特性、電氣特性、功能特性、規(guī)程特性）,精選,30,（3）物理層標準,物理層標準主要任務就是要規(guī)定DCE設備和DTE設備的接口，包括接口的機械特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性。,DTE是數據終端設備。數據電路端接設備DCE。DCE的作用就是在DTE和傳輸線路之間提供信號變換和編碼的功能，并且負責建立、保持和釋放數據鏈路的連接。DTE通過DCE與通信傳輸線路相連，如圖所示。是美國電子工業(yè)協(xié)會EIA制定的著名物理層標準。,精選,31,物理或機械特性：規(guī)定了DTE和DCE之間的連接器形式，包括連接器形狀、幾何尺寸、引線數目和排列方式等。電氣特性：規(guī)定了DTE和DCE之間多條信號線的連接方式、發(fā)送器和接收器的電氣參數及其他有關電路的特征。電氣特性決定了傳送速率和傳輸距離。功能特性：對接口各信號線的功能給出了確切的定義，說明某些連線上出現的某一電平的電壓表示的意義。規(guī)程特性：規(guī)定了DTE和DCE之間各接口信號線實現數據傳輸的操作過程（順序）。,精選,32,物理層標準舉例,EIARS-232C/V.24接口標準RS是RecommendedStandard的縮寫，即推薦標準。RS-232-C接口標準與國際電報電話咨詢委員會CCITT的V.24標準兼容，是一種非常實用的異步串行通信接口。,精選,33,RS-232-C建議使用25針的D型連接器DB-25，但是在微型計算機的RS-232C串行端口上，大多使用9針連接器DB-9，如下圖所示。,精選,34,精選,35,（4）常見物理層設備與組件,物理傳輸中存在的主要問題第一大問題：信號衰減信號衰減限制了信號的傳輸距離信號衰減還常常會同時伴隨著信號的變形采用信號放大和整形的方法來解決信號衰減及其變形問題。第二大問題：噪聲干擾噪聲可能導致信號傳輸錯誤，即接收端難以從混雜了較大噪聲的信號中提取出正確的數據。減少噪聲的措施，如抵消與屏蔽、良好的端接和接地技術等,精選,36,常見物理組件,RJ-45插座RJ-45頭,DB-25到DB-9的轉換器,精選,37,常見物理層設備,中繼器(repeater)和集線器(hub)功能：連接相同的LAN網段；對從入口輸入的物理信號進行放大和整形，然后再從出口輸出（轉發(fā)）。中繼器具有典型的單進單出結構。集線器是多端口中繼器。集線器常見的端口規(guī)格有4口、8口、16口和24口等。如下圖所示：,精選,38,數據鏈路層,主要任務是負責相鄰節(jié)點之間的可靠傳輸，通過加強物理層傳輸原始比特的功能，使之網絡層表現為一條無錯線路，數據鏈路層的傳輸單元為幀。主要關心：（1）成幀與拆幀。以幀（frame）為單位（產生幀、識別幀的邊界）；（2）差錯控制；（3）流量控制（防止高速的發(fā)送方的數據將低速的接收方“淹沒”）。（4）廣播式網絡在數據鏈路層還要處理：如何控制對共享信道的訪問。等等。,精選,39,數據鏈路層的主要功能數據鏈路層的功能是為網絡層提供連接服務，并在數據鏈路連接上傳送幀，幀是數據鏈路層數據的傳輸單位。一般為網絡層提供3種服務：無確認的無連接服務。特點：發(fā)送前不建立數據鏈路連接，需要通信時，發(fā)送方的數據鏈路層即可直接發(fā)送任意長的信息，傳輸時接收方也不應答，出錯和數據丟失時也不做處理。適用場合：線路誤碼率很低或對傳送實時性要求很高的場合。有確認的無連接服務。特點：發(fā)送前不建立數據鏈路連接而直接發(fā)送數據，接收數據鏈路層能接收幀，并經校驗，如果正確，則返回應答幀；不能接收或接收后校驗不正確，則返回否定應答，發(fā)送端要么重發(fā)，要么暫不發(fā)數據。適用場合：不可靠信道的信號傳輸。,精選,40,有確認的面向連接的服務。特點：進行一次數據傳送分為3個階段：數據鏈路建立、數據幀傳送和數據鏈路的釋放。面向連接的服務在數據傳送階段對每個幀都要確認，發(fā)送方收到確認后才能發(fā)送下一個幀，服務質量好。鏈路層應具備如下功能：鏈路連接的建立，拆除，分離。幀定界和幀同步。鏈路層的數據傳輸單元是幀，協(xié)議不同，幀的長短和界面也有差別，但無論如何必須對幀進行定界。順序控制，指對幀的收發(fā)順序的控制。鏈路標識，流量控制。通過引入某種反饋機制完成。,精選,41,差錯檢測和恢復。差錯檢測多用方陣碼校驗和循環(huán)碼校驗來檢測信道上數據的誤碼，而幀丟失等用序號檢測。各種錯誤的恢復則?？糠答佒匕l(fā)技術來完成。數據鏈路層的典型協(xié)議是OSI標準協(xié)議集中的高級數據鏈路控制（HDLC）協(xié)議。OSI參考模型的數據鏈路層在IEEE802局域網標準中被分為介質訪問控制（MAC）子層與邏輯鏈路控制（LLC）子層。MAC子層負責解決共享信道的介質訪問控制，LLC子層完成通常意義下的數據鏈路層功能。本層指定拓撲結構并提供硬件尋址。,精選,42,網絡層,數據鏈路層協(xié)議只能解決相鄰兩個節(jié)點間的數據傳輸問題，不能解決由多條鏈路組成通路的數據傳輸問題。而當數據終端增多時，它們之間有中繼設備相連。此時會出現一臺終端要求不只是與唯一的一臺而是能和多臺終端通信的情況，這就是產生了把任意兩臺數據終端設備的數據鏈接起來的問題,也就是路由或者叫尋徑。網絡層的任務就是要選擇合適的路由，為傳輸層提供整個網絡范圍內兩個終端用戶之間數據傳輸的通路。,精選,43,網絡層數據的傳送單位為報文或報文分組。網絡層向上層（傳輸層）提供的服務有兩大類，即面向連接的網絡服務（虛電路服務）和無連接的網絡服務（數據報服務）。虛電路服務傳送方式：建立連接數據傳輸釋放連接。分組沿一條網絡連接串行前進，收發(fā)順序一致。差錯和流量控制由網絡負責。適用范圍：定對象、長報文、會話型傳輸。數據報服務傳送方式：數據直接發(fā)送無需事先連接，各分組可經由不同的中轉路徑獨立傳送。排序由傳輸層完成，差錯控制由主機承擔。適用范圍：需要將一個分組發(fā)送到多個目的地。,精選,44,網絡層應具備以下主要功能：路由選擇和中繼激活，終止網絡連接在一條數據鏈路上復用多條網絡連接，多采取分時復用技術差錯檢測與恢復排序，流量控制服務選擇網絡管理,精選,45,網絡層主要解決的是路由選擇和流量控制等問題。路由選擇路由選擇算法：在網絡中源節(jié)點和目標節(jié)點之間找到一條最佳的或合適的路徑?？煞譃殪o態(tài)路由選擇算法（預先配置好）和動態(tài)路由選擇算法（根據實際情況配置）兩大類。流量控制流量是指計算機網絡中的通信量。網絡的吞吐量隨輸入負載的增大而下降（即擁塞），吞吐量下降至零時網絡癱瘓（即死鎖）。流量控制的功能就是要防止網絡由于過載而引起網絡數據吞吐量下降和時延增加、避免死鎖、公平地在相互競爭的用戶之間分配資源。,精選,46,傳輸層,傳輸層是兩臺計算機經過網絡進行數據通信時，第一個端到端（即進程到進程）的層次，具有緩沖作用。當網絡層服務質量不能滿足要求時，它將服務加以提高，以滿足高層的要求；當網絡層服務質量較好時，它只用很少的工作。傳輸層還可進行復用，即在一個網絡連接上創(chuàng)建多個邏輯連接。傳輸層也稱為運輸層。傳輸層只存在于端開放系統(tǒng)中，是介于低3層通信子網系統(tǒng)和高3層之間的一層，是整個協(xié)議層次結構的核心。因為它是源端到目的端對數據傳送進行控制從低到高的最后一層。,精選,47,傳輸層的功能就是在網絡層的基礎上，完成端到端的差錯糾正和流量控制，并實現兩個終端系統(tǒng)間傳送的分組無丟失、無重復、無差錯、分組順序正確。傳輸層屏蔽通信子網間的差異，向上層提供標準完善的服務。各種通信子網在性能上存在著很大差異。例如電話交換網，分組交換網，公用數據交換網，局域網等通信子網都可互連，但它們提供的吞吐量，傳輸速率，數據延遲通信費用各不相同。然而對于會話層來說，卻要求有一性能恒定的界面。傳輸層就承擔了這一功能，它采用分流/合流，復用/介復用技術來調節(jié)上述通信子網的差異，使會話層感受不到它們的差別。,精選,48,傳輸層面對的數據對象已不是網絡地址和主機地址，而是和會話層的界面端口。上述功能的最終目的是為會話層提供可靠的，無誤的數據傳輸。傳輸層端口的概念端口就是傳輸服務訪問點（TSAP）。端口的作用就是讓各種應用進程都能將其數據通過端口向下交付給傳輸層，以及讓傳輸層知道應當將其數據段或者報文中的數據向上通過端口交付給應用層相應的進程。從這個意義上講，端口是用來標識應用進程。傳輸層的任務是根據通信子網的特性，最佳的利用網絡資源，為兩個端系統(tǒng)的會話層之間，提供建立、維護和取消傳輸連接的功能，負責端到端的可靠數據傳輸。在這一層，信息傳送的協(xié)議數據單元稱為段或報文。,精選,49,傳輸層的服務可分為面向連接和無連接兩種，面向連接的傳輸層協(xié)議使用最廣泛，一般要經歷傳輸連接建立階段，數據傳送階段，傳輸連接釋放階段3個階段才算完成一個完整的服務過程。而在數據傳送階段又分為一般數據傳送和加速數據傳送兩種。傳輸層服務分成5種類型，基本可以滿足對傳送質量，傳送速度，傳送費用的各種不同需要。,精選,50,協(xié)議等級,傳輸層服務通過協(xié)議體現，因此傳輸層協(xié)議的等級與網絡服務質量密切相關。根據差錯性質，網絡服務按質量可分為以下三種類型：A類服務：低差錯率連接，即具有可接受的殘留差錯率和故障通知率C類服務：高差錯率連接，即具有不可接受的殘留差錯率和故障通知率B類服務：介于A類服務與C類服務之間差錯率的接受與不可接受是取決于用戶的。因此，網絡服務質量的劃分是以用戶要求為依據的。OSI根據傳輸層的功能特點，定義了以下五種協(xié)議級別：,精選,51,0級：簡單連接。只建立一個簡單的端到端的傳輸連接，并可分段傳輸長報文。1級：基本差錯恢復級。在網絡連接斷開、網絡連接失敗或收到一個未被認可的傳輸連接數據單元等基本差錯時，具有恢復功能。2級：多路復用。允許多條傳輸共享同一網絡連接，并具有相應的流量控制功能。3級：差錯恢復和多路復用。是1級和2級協(xié)議的綜合。4級：差錯檢測、恢復和多路復用。在3級協(xié)議的基礎上增加了差錯檢測功能。,精選,52,傳輸層的典型協(xié)議是TCP/IP。TCP/IP的傳輸層同時提供兩個不同的協(xié)議：傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數據報協(xié)議UDP。TCP提供面向連接的服務。由于TCP要提供可靠的、面向連接的傳輸服務，因此不可避免地增加了許多的開銷。這不僅使協(xié)議數據單元的頭標增加了更多的域，還要占用許多的處理機資源。UDP提供無連接的服務，在傳送數據之前不需要先建立連接。對方的傳輸層在收到UDP數據報后，不需要給出任何確認。雖然UDP不提供可靠投遞，但在某些情況下UDP是一種最簡單有效的工作方式。例如視頻點播等實時應用常使用UDP。,精選,53,會話層,會話層以下的各層都是面向通信的，而會話層以上的各層是面向應用的，因此可看作是用戶與網絡的接口。在會話層及以上的高層次中，數據傳送的單位不再另外命名，統(tǒng)稱為報文。會話層的基本任務是實現兩主機之間原始報文的傳輸，但它不參與具體的傳輸，它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通信的機制。如服務器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。,精選,54,會話層提供的服務主要為會話連接管理和會話數據交換兩大部分，會話連接是建立在傳輸連接基礎上的，會話連接與傳輸連接有3種對應關系：一個會話連接對應一個傳輸連接多個會話連接對應一個傳輸連接一個會話連接對應多個傳輸連接會話層提供的服務：管理會話：會話層允許信息同時雙向傳輸，或任一時刻只能單向傳輸。令牌管理（tokenmanagement）：有些協(xié)議保證雙方不能同時進行同樣的操作，這一點很重要。為管理這些活動，會話層提供令牌。令牌可以在會話的雙方之間交換，只有持有令牌的一方可以執(zhí)行某種關鍵操作。另一種服務是會話同步（synchronization）。會話層使用校驗點（同步點）可使通信會話在通信失效時從校驗點繼續(xù)恢復通信。,精選,55,表示層,與低五層提供透明的數據運輸不同，表示層是處理所有與數據表示及運輸有關的問題，包括數據的轉換、加密和壓縮。每臺計算機可能有它自己的表示數據的內部方法，例如，碼與碼，所以需要協(xié)定來保證不同的計算機可以彼此理解。開放系統(tǒng)互連環(huán)境的應用層負責處理語義，表示層負責處理語法，下面五層負責位信息從源到目的地的有序移動。為使各個系統(tǒng)間交換的信息具有相同的語義，應用層采用了相互承認的抽象語法。抽象語法是對數據一般結構的描述。表示實體實現抽象語法與傳送語法間的轉換。而應用實體解決與對方應用實體抽象語法的不同之處，傳送語法是同等表示實體之間在通信時對用戶信息的描述，是對抽象語法比特流進行編碼得到的。顯示抽象語法與傳送語法之間對應關系叫做上下文。,精選,56,表示層的主要功能為：語法轉換：將抽象語法轉換成傳送語法，并在對方實現相反的轉換。涉及的內容有代碼轉換、字符轉換、數據格式的修改，以及對數據結構操作的適應、數據壓縮、加密等。語法協(xié)商：根據應用層的要求協(xié)商選用合適的上下文，即確定傳送語法并傳送。連接管理：包括利用會話層服務建立表示連接，管理在這個連接之上的數據運輸和同步控制（利用會話層相應的服務），以及正常地或異常地終止這個連接。,精選,57,總體而言，表示層如同應用程序和網絡之間的翻譯官，在表示層，數據將按照網絡能理解的方案進行格式化；這種格式化也因所使用網絡的類型不同而不同。表示層管理數據的解密與加密，如系統(tǒng)口令的處理，如在Internet上查詢你銀行賬戶，使用的即是一種安全連接。你的賬戶數據在發(fā)送前被加密，在網絡的另一端，表示層將對接收到的數據解密。除此之外，表示層協(xié)議還對圖片和文件格式信息進行解碼和編碼。,精選,58,應用層,應用層是網絡可向最終用戶提供應用服務的唯一窗口，其目的是支持用戶聯(lián)網的應用的要求。應用層Appliction向應用程序提供服務，這些服務按其向應用程序提供的特性分成組，并稱為服務元素。有些可為多種應用程序共同使用，有些則為較少的一類應用程序使用。應用層是開放系統(tǒng)的最高層，是直接為應用進程提供服務的。其作用是在實現多個系統(tǒng)應用進程相互通信的同時，完成一系列業(yè)務處理所需的服務。其服務元素分為兩類：公共應用服務元素CASE和特定應用服務元素SASE。,精選,59,CASE提供最基本的服務，它成為應用層中任何用戶和任何服務元素的用戶，主要為應用進程通信，分布系統(tǒng)實現提供基本的控制機制。特定服務SASE則要滿足一些特定服務，如文卷傳送，訪問管理，作業(yè)傳送，銀行事務，訂單輸入等。這些將涉及到虛擬終端，作業(yè)傳送與操作，文卷傳送及訪問管理，遠程數據庫訪問，圖形核心系統(tǒng)，開放系統(tǒng)互連管理等等。,精選,60,簡單一點描述應用層應該是，用戶通過應用層的協(xié)議去完成用戶想要完成的任務。例子：如果你想上網，那么你會首先打開Ie瀏覽器里輸入想要沖浪的網址，如果可以上網的話自動會出現網頁畫面，網頁本身沒有在本地，那怎么可以瀏覽網頁呢，這是因為有了應用層的協(xié)議http(超文本傳輸協(xié)議)來幫助用戶與遠端的WEB服務器進行連接且請求傳輸文件，就這樣用戶就可以通過應用層的協(xié)議來完成用戶要瀏覽網頁的任務了。,精選,61,常用的應用層協(xié)議有：HTTP：超文本傳輸協(xié)議FTP：文件傳輸協(xié)議TELNET：遠程登錄SNMP：簡單網絡管理協(xié)議SMTP：簡單郵件傳輸協(xié)議NNTP：網絡新聞組傳輸協(xié)議DNS：域名解析協(xié)議,精選,62,OSI模型的數據封裝與傳輸,通過OSI層，信息可以從一臺計算機的軟件應用程序傳輸到另一臺的應用程序上。例如，計算機A上的應用程序要將信息發(fā)送到計算機B的應用程序，則計算機A中的應用程序需要將信息先發(fā)送到其應用層（第七層），然后此層將信息發(fā)送到表示層（第六層），表示層將數據轉送到會話層（第五層），如此繼續(xù)，直至物理層（第一層）。在物理層，數據被放置在物理網絡媒介中并被發(fā)送至計算機B。計算機B的物理層接收來自物理媒介的數據，然后將信息向上發(fā)送至數據鏈路層（第二層），數據鏈路層再轉送給網絡層，依次繼續(xù)直到信息到達計算機B的應用層。最后，計算機B的應用層再將信息傳送給應用程序接收端，從而完成通信過程。下面圖示說明了這一過程。,精選,63,數據,報文段信包/分組幀比特電/光脈沖,011101000011000010100101111010110,數據多層封裝,應用層：,傳輸層：,網絡層：,數據鏈路層：,物理層：,精選,64,數據的實際傳輸過程,精選,65,OSI的七層運用各種各樣的控制信息來和其他計算機系統(tǒng)的對應層進行通信。這些控制信息包含特殊的請求和說明，它們在對應的OSI層間進行交換。每一層數據的頭和尾是兩個攜帶控制信息的基本形式。對于從上一層傳送下來的數據，附加在前面的控制信息稱為頭，附加在后面的控制信息稱為尾。當數據在各層間傳送時，每一層都可以在數據上增加頭和尾，而這些數據已經包含了上一層增加的頭和尾。協(xié)議頭包含了有關層與層間的通信信息。頭、尾以及數據是相關聯(lián)的概念，它們取決于分析信息單元的協(xié)議層。例如，傳輸層頭包含了只有傳輸層可以看到的信息，傳輸層下面的其他層只將此頭作為數據的一部分傳遞。對于網絡層，一個信息單元由第三層的頭和數據組成。對于數據鏈路層，經網絡層向下傳遞的所有信息即第三層頭和數據都被看作是數據。換句話說，在給定的某一OSI層，信息單元的數據部分包含來自于所有上層的頭和尾以及數據，這稱之為封裝。,精選,66,OSI模型的數據封裝與傳輸,發(fā)送方A,發(fā)送進程,應用層,表示層,物理層,介質,接收方B,介質,物理層,數據鏈路層,bits,應用層,接收進程,各層數據頭部包含各層協(xié)議信息,地址信息（指明通信對象）控制信息（指明對等實體對信息的處理方式等）,精選,67,控制網絡的IEEE802標準,控制網絡在分層結構上遵循IEEE802模型與標準。IEEE局域網參考模型對應于OSI參考模型的數據鏈路層與物理層。數據鏈路層分為邏輯鏈路子層（LLC）和介質訪問控制子層（MAC）。IEEE802標準見書25頁按照IEEE802.3標準組建的控制網絡稱為以太網控制網絡，IEEE802.4標準定義了令牌總線介質訪問協(xié)議。,精選,68,OSI參考模型與現場總線通信模型,從前述內容可以看出，具有7層結構的OSI參考模型可支持的通信功能是相當強大的。作為一個通用參考模型，需要解決各方面可能遇到的問題，需要具備豐富的功能。工業(yè)生產現場存在大量傳感器、控制器、執(zhí)行器等，他們通常相當零散地分布在一個較大范圍內。對由他們組成的工業(yè)控制底層網絡來說，單個節(jié)點面向控制的信息量不大，信息傳輸的任務比較簡單，但實時性、快速性的要求較高。,精選,69,典型的現場總線協(xié)議模型如下圖所示，他采用OSI模型中的3個典型層：物理層、數據鏈路層和應用層，在省去中間36層后，考慮現場總線的通信特點，設置一個現場總線訪問子層。他具有結構簡單、執(zhí)行協(xié)議直觀、價格低廉等優(yōu)點，也滿足工業(yè)現場應用的性能要求。它是OSI模型的簡化形式，其流量與差錯控制在數據鏈路層中進行。總之，開放系統(tǒng)互連模型是現場總線技術的基礎。,精選,70,精選,71,自20世紀80年代以來逐漸形成了幾種有影響的現場總線技術，他們大都以國際標準組織的開放系統(tǒng)互連模型作為基本框架，并根據行業(yè)的應用需要施加某些特殊規(guī)定后形成的標準，在較大范圍內取得了用戶與制造商的認可。,精選,72,基金會現場總線通信模型,FF現場總線模型結構如圖3所示。他采用了OSI模型中的3層：物理層、數據層和應用層，隱去了第36層。其中物理層、數據鏈路層采用IEC/ISA標準。應用層有2個子層：現場總線訪問子層FAS和現場總線信息規(guī)范子層FMS，并將從數據鏈路到FAS，FMS的全部功能集成為通信棧（CommunicationStack）。FAS的基本功能是確定數據訪問的關系模型和規(guī)范，根據不同要求，采用不同的數據訪問工作模式?，F場總線信息規(guī)范子層FMS的基本功能是面向應用服務，生成規(guī)范的應用協(xié)議數據。,精選,73,精選,74,LonWorks通信模型,它采用了OSI模型的全部7層通信協(xié)議，被譽為通用控制網絡。其各層作用和所提供的服務見書28頁圖212。,精選,75,Profibus通信模型,Profibus是作為德國國家標準DIN19245和歐洲標準EN50170的現場總線標準。其參考模型見圖210。它采用了OSI模型的物理層和數據鏈路層。外設間的高速數據傳輸采用DP型，隱去了第37層，而增加了直接數據連接擬合，作為用戶接口；FMS型則只隱去了36層，采用了應用層。,精選,76,CAN通信模型,CAN只采用了ISO/OSI模型全部7層中的2層：物理層和數據鏈路層。物理層又分為物理信令（PLS，PhysicalSignalling）、物理媒體附件（PMA,PhysicalMediumAttachment）與媒體接口（MDI,MediumDependentInterface）3部分，完成電氣連接、實現驅動器/接收器特性、定時、同步、位編碼解碼。數據鏈路層分為邏輯鏈路控制與媒體訪問控制2部分，分別完成接收濾波、超載通知、恢復管理，以及應答、幀編碼、數據封裝拆裝、媒體訪問管理、出錯檢測等。在廣泛的工業(yè)領域，CAN總線可作為現場設備級的通信總線，并且與其他的總線相比，具有很高的可靠性和性能價格比。,精選,77,介質訪問技術,介質訪問技術：研究如何有效的利用通道（介質）的問題。介質訪問控制方式可分為集中控制和分散控制。集中控制：在網絡中設置一個中心控制器，由它來分配各站點的發(fā)報權，多采用輪詢方式。優(yōu)點：在優(yōu)先級及介質分配方面容易控制，站點用于通信的軟硬件體系結構簡單。缺點：控制中心的故障會影響全網。分散控制：將控制作用分散在各站點上，按一定的方式獲得發(fā)報權。令牌方式與隨機控制方式均屬于分散控制方式。,精選,78,載波偵聽多址訪問（）,載波偵聽多址訪問（CSMA）的技術，也叫做先聽后說（LBT）。希望傳輸的站首先對媒體進行監(jiān)聽以確定是否有別的站在傳輸。如果媒體空閑，該站可以傳輸，否則，該站將避讓一段時間后再嘗試。需要有一種退避算法來決定退讓時間。常用的有三種算法。持續(xù)CSMA1、如果媒體是空閑的，則可以發(fā)送。2、如果媒體是忙的，則繼續(xù)監(jiān)聽，直至檢測到媒體空閑，立即發(fā)送。3、如果有沖突（在一段時間未收到肯定的回復），則等待一隨機量的時間，重復步驟。,精選,79,優(yōu)點：只是媒體空閑，站點就立即發(fā)送缺點：假如有兩個或兩個以上的站點有數據要發(fā)送，沖突就不可避免。非持續(xù)CSMA1、如果媒體是空閑的，則可以發(fā)送。2、如果媒體是忙的，則等待由概率分布決定的、一定量的重發(fā)延遲時間，然后重復驟。優(yōu)點：采用隨機的重發(fā)延遲時間可以減少沖突的可能性。缺點：即使有幾個站有數據要發(fā)送，媒體仍然可能處于空閑狀態(tài)，媒體的利用率較低。,精選,80,概率持續(xù)CSMA1、監(jiān)聽總線，如果媒體是空閑的，則以P的概率發(fā)送，而以（1-P）的概率延遲一個時間單位。時間單位通常等于最大的傳播延遲a的倍。a傳播時間發(fā)報時間2、如果媒體是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽直至媒體空閑并重復步驟。3、如果傳輸延遲了一個時間單位，則重復步驟。優(yōu)點：既能象非持續(xù)算法那樣減少沖突而又能象持續(xù)算法那樣減少媒體空閑的時間。上述三種算法如圖6.11所示。,精選,81,精選,82,精選,83,帶碰撞檢測的載波偵聽多址訪問（/CD）,CSMA/CD介質訪問控制協(xié)議就是IEEE802.3。它適合于總線型拓撲結構的LAN。它有效地解決了總線LAN中介質共享、信道分配和信道沖突等問題。屬“邊聽邊講”。CSMA/CD規(guī)定，每個站都可以獨立地決定信息幀的發(fā)送，即任何站點在準備好要傳送的信息后，就可以向外發(fā)送。發(fā)送遵循下列規(guī)則：發(fā)送之前必須先偵聽總線，若總線空閑，就立即發(fā)送。若總線忙，則繼續(xù)偵聽，一旦發(fā)現總線空閑，就立即發(fā)送。,精選,84,若在發(fā)送過程中檢測到信號“沖突”，就立即停止信息發(fā)送，并發(fā)出一個短的干擾信號，使所有站點都知道出現了“沖突”。干擾信號發(fā)出后，等待一個隨機時間，再重新嘗試發(fā)送。信息的接收過程當信息幀經總線傳輸時，網上各站都可以接收到，但只有站址和數據幀的目的地址相符合時，才會將信息幀接收下來。若地址不符合，則不予保存。,精選,85,CSMA/CD工作原理,精選,86,在算法中，一旦檢測到沖突，并發(fā)完阻塞信號后，為了降低再沖突的概率，需要等待一個隨機時間，然后再次使用方法試圖傳輸。為了保證這種退避維持穩(wěn)定，采用了一種稱為二進制指數避的技術，其算法的過程如下：對每個幀，當第一次發(fā)生沖突時，設置參量。退避間隔取到個時間片中的一個隨機數。個時間片等于。當幀重復發(fā)生一次沖突，則將參量加倍。設置一個最大重傳次數，超過這個次數，則不再重傳，并報告出錯。,精選,87,這個算法是按后進先出的次序控制的，即未發(fā)生沖突，或很少發(fā)生沖突的幀，具有優(yōu)先發(fā)送的概率，而發(fā)生過多次沖突的幀，發(fā)送成功的概率反而小。thernet網就是采用CSMACD算法，并用二進制指數退避和堅持算法。這種算法在低負荷時，如媒體空閑時，要發(fā)送幀的站點能立即發(fā)送。在重負荷時，仍能保證系統(tǒng)穩(wěn)定。對于基帶總線而言，用于檢測一個沖突的時間等于任意兩個站之間最大的傳輸延遲的兩倍。對于寬帶總線而言，沖突檢測時間等于任意兩個站之間最大傳輸延遲的四倍。,精選,88,基帶傳輸沖突時間說明：,若B剛發(fā)出幾個比特就發(fā)生沖突，B檢測到沖突立刻停止發(fā)送，由于沖突時間很短，沖突信號經線路衰減，可能使A檢測不出沖突。為此站點B在停止發(fā)送報文后，隨即發(fā)送一個加強沖突信號(Jam)，以保證有關站點能可靠地檢測到沖突。,精選,89,CSMA/CD的主要優(yōu)、缺點CSMA/CD的主要優(yōu)點：算法簡單，應用廣泛，提供了公平的訪問權，具有相當好的延時和吞吐能力，長幀傳遞和負載輕時效率較高。CSMA/CD的主要缺點：需要有沖突檢測，存在錯誤判斷和最小幀長度限制，在重載情況下性能變差。,精選,90,令牌環(huán),TOKINGRING介質訪問控制協(xié)議是IEEE802.5。它適用于環(huán)形拓撲結構的LAN。信息幀的發(fā)送接收過程TOKINGRING即令牌環(huán)。所謂令牌，就是一種特殊的幀，它既無目的地址，也無源地址。TOKINGRING采用令牌作為循環(huán)的標記，令牌總是不停地環(huán)繞運行。當各站都無信息發(fā)送時，此時的令牌為空令牌，如下圖A所示，其形式為01111111。當某個站（如A站）欲發(fā)送信息時，它必須等到空令牌通過該站時將它截獲，并將空令牌改成忙令牌，既01111110，緊跟著忙令牌，把數據幀發(fā)送到環(huán)上，如下圖B示。由于令牌是忙狀態(tài)，所以其他各站都不能發(fā)送信息幀。,精選,91,每個站都隨時檢測經過本站的幀，當信息幀經過目的站時，由于幀的目的地址與該站的地址相符，于是目的站會接收該幀，此時一面拷貝全部有關信息，一面繼續(xù)轉發(fā)該幀，如下圖C所示。發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站，由發(fā)送站將該幀從環(huán)上移去，同時將忙令牌改為空令牌發(fā)送環(huán)上，以便其他站能有機會發(fā)送信息幀。如下圖D所示。,精選,92,精選,93,令牌傳遞總線,令牌傳遞總線介質訪問控制協(xié)議就是IEEE802.4。它類似于令牌環(huán)，但其采用總線型拓撲結構。因此它既具有CSMA/CD結構簡單，輕負載下延時小的優(yōu)點，又具有TOKENRING的重負載時效率高，公平訪問和傳輸距離較遠的優(yōu)點，同時還具有傳送時間固定，可設置優(yōu)先級等優(yōu)點。下圖說明了在物理總線上建立一個邏輯環(huán)的令牌總線結構。,精選,94,精選,95,TOKINGBUS的實現原理將網上各站按照一定的順序形成一個邏輯環(huán)，每個站在環(huán)中均有一個指定的邏輯位置，它由三個地址決定：本站地址TS、先行站地址PS和后繼站地址NS。末站的后繼站就是首站，保證首末相連。在TOKENBUS中也有一個令牌，只有令牌持有者才能控制總線、具有發(fā)送信息幀的權利。它可以發(fā)送一幀或多幀。當該站信息發(fā)送完畢或分配的時間已到時，它就將令牌傳遞到邏輯環(huán)中的下一站，從而使這個站具有信息發(fā)送權。網上各站可以不參加組成的邏輯環(huán)。如上圖中有兩個站未參加邏輯環(huán)。環(huán)的組建、初始化和維護、站的插入和退出及令牌的維護是由MAC控制幀來實現的。,精選,96,特點：物理上是總線結構，邏輯上是令牌環(huán)?？偩€上的站不能像CSMA/CD那樣隨機訪問總線，而只有令牌獲得者才能訪問總線令牌的傳遞不是按站的物理順序，而是按邏輯順序。,精選,97,OSI參考模型與TCP/IP參考模型,網絡接口層,應用層,表示層,會話層,傳輸層,網絡層,數據連路層,物理層,OSI參考模型,TCP/IP參考模型,應用層,傳輸層,網際層,精選,98,TCP/IP協(xié)議模型各層功能,應用層向用戶提供標準化的應用接口，與OSI一樣，包括所用的高層協(xié)議傳輸層實現源、目主機之間的透明通信定義了兩個端到端的協(xié)議：TCP和UDP網際層（互連網層）主要是將源主機的IP分組傳送到目的主機。其間，IP分組可能要穿越多個子網，要完成分組的投遞，網際層具備下列功能,精選,99,協(xié)議應指示唯一的全局源、目地址（誰傳送給誰）存儲、轉發(fā)及路由選擇（沿何路徑傳送）網絡擁塞控制（避免擁擠，盡快傳送）最核心的協(xié)議是IP（規(guī)定IP分組的格式、內容等，是一個面向無連接的，盡力傳送的協(xié)議）網絡接口層（主機至網絡層）完成主機與網絡的接口TCP/IP未對接口協(xié)議作具體規(guī)定不同的物理網絡和主機，可以使用不同的協(xié)議,精選,100,OSI模型的意義與缺陷,缺陷許多功能在多個層次重復，有冗余感（如流量控制，差錯控制等）各層功能分配不均勻（鏈路、網絡層任務重，會話層任務輕）功能和服務定義復雜，很難產品化（實際應用中幾乎沒有完全按OSI七層模型設計的產品）,精選,101,TCP/IP協(xié)議模型的意義與缺陷,TCP/IP是一組Internet協(xié)議集TCP/IP協(xié)議集是一個工業(yè)標準是ARPANET實驗室研究的成果，在實驗中產生并得到驗證按照該協(xié)議組設計的產品已遍及世界各地缺陷對服務/接口與協(xié)議的概念區(qū)別不清TCP/IP的鏈路層本身并非實際的一層，只是定義了網絡層與數據鏈路層的接口。,精選,102,LAN常用傳輸介質,傳輸介質是發(fā)送者與接收者之間的傳輸媒體不同介質的帶寬、延遲、費用和安裝維護上都不同介質的特性與型號決定著數據傳輸的特性和質量介質的帶寬決定著數據的傳輸速率介質對信號的衰減決定著數據的傳輸距離介質的抗干擾性能影響數據傳輸的誤碼率,精選,103,傳輸介質分類,有線,無線,同軸電纜,雙絞線,光纖,擴頻,紅外線,窄帶微波,精選,104,雙絞線,兩根絕緣銅線對絞在一起形成一條單方向通信鏈路分為屏蔽(STP)和非屏蔽(UTP)兩種標準：TIA/EIA568UTP的類別1類（2對，20kb/s）2類（4對，4Mb/s）3類（4對，10Mb/s）4類（4對，16Mb/s）5類（4對，100Mb/s）超5類（4對，155Mb/s）6類（4對，200Mb/s）7類特點抗干擾性能弱于基帶同軸電纜，通信距離也有限制布線容易，良好的性價比，使其廣泛用于局域網中,精選,105,同軸電纜,分為粗纜（10Base5）和細纜（10Base2）特征阻抗為50，要接端接器（即50電阻）保證阻抗匹配用于早期的Ethernet，現已逐漸被淘汰特點：高帶寬和良好的噪聲抑制特性線纜太硬，布線、搭接困難，接線可靠性差,精選,106,光纖,光纖是一根很細的可傳導光線的介質可分為多模光纖和單模光纖特點：與同軸電纜和雙絞線比較帶寬更寬，使數據傳輸速率更高衰耗更小，使傳輸距離更遠抗惡劣環(huán)境能力更強（抗電磁干擾、抗腐蝕等）安全性更高，難于竊聽光纖接口仍較貴，現主要用于主干局域網大量使用光纖是發(fā)展方向,精選,107,網絡互連,互連需求兩個或多個網絡連接起來，互連互通或部分互通部分隔離同構網絡之間的互連（如以太網間的互連）異構網絡之間的互連（如以太網與x.25網互連）互連面臨的問題不同的網絡，其協(xié)議層次、數據格式、信道訪問方式都不同互連時各個原有網絡的通信協(xié)議和方式不能改變,精選,108,互連基本策略,通過互連設備將各網絡連接起來,互連設備(有時稱為gateway)：,每個端口連接一個物理網絡，且與該網絡有相同的協(xié)議實體，能與該物理網絡通信,具有協(xié)調各端口所連網絡互連通信的能力,精選,109,中繼器（Repeater),中繼器是局域網互連的最簡單設備，它工作在OSI體系結構的物理層，它接收并識別網絡信號，然后再生信號并將其發(fā)送到網絡的其他分支上。要保證中繼器能夠正確工作，首先要保證每一個分支中的數據包和邏輯鏈路協(xié)議是相同的。例如，在802.3以太局域網和802.5令牌環(huán)局域網之間，中繼器是無法使它們通信的。但是，中繼器可以用來連接不同的物理介質，并在各種物理介質中傳輸數據包。某些多端口的中繼器很像多端口的集線器，它可以連接不同類型的介質。,精選,110,中繼器是擴展網絡的最廉價的方法。當擴展網絡的目的是要突破距離和結點的限制時，并且連接的網絡分支都不會產生太多的數據流量，成本又不能太高時，就可以考慮選擇中繼器。采用中繼器連接網絡分支的數目要受具體的網絡體系結構限制。中繼器沒有隔離和過濾功能，它不能阻擋含有異常的數據包從一個分支傳到另一個分支。這意味著，一個分支出現故障可能影響到其它的每一個網絡分支。,精選,111,集線器與交換機,集線器是有多個端口的中繼器。簡稱HUB。是一種以星型拓撲結構將通信線路集中在一起的設備，相當于總線，工作在物理層，是局域網中應用最廣的連接設備，按配置形式分為獨立型hub，模塊化hub和堆疊式hub三種。交換機（Switch）是集線器的升級換代產品。交換機是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統(tǒng)稱。廣義的交換機就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設備。交換機的主要功能包括物理編址、網絡拓撲結構確定、錯誤校驗、幀序列以及流量控制等。,精選,112,交換機與集線器的區(qū)別,(1)在OSI/RM(OSI參考模型)中的工作層次不同。交換機和集線器在OSI/RM開放體系模型中對應的層次不一樣，集線器是同時工作在第一層(物理層)和第二層(數據鏈路層)，而交換機至少是工作在第二層，更高級的交換機可以工作在第三層(網絡層)和第四層(傳輸層)。(2)帶寬占用方式不同。在帶寬占用方面，集線器所有端口是共享集線器的總帶寬，而交換機的每個端口都具有自己的帶寬，這樣交換機實際上每個端口的帶寬比集線器端口可用帶寬要高許多，也就決定了交換機的傳輸速度比集線器要快許多。,精選,113,(3)交換機的數據傳輸方式不同。集線器的數據傳輸方式是廣播(Broadcast)方式；而交換機的數據傳輸是有