計(jì)算機(jī)控制技術(shù)第8章分布式測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1、第8章 分布式測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 數(shù)據(jù)通信是工業(yè)測控網(wǎng)絡(luò)和分散型測控系統(tǒng)的關(guān)數(shù)據(jù)通信是工業(yè)測控網(wǎng)絡(luò)和分散型測控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)鍵技術(shù) 。 如果把不同地理位置和不同功能的計(jì)算機(jī)按照統(tǒng)如果把不同地理位置和不同功能的計(jì)算機(jī)按照統(tǒng)一的協(xié)議連接起來就構(gòu)成了計(jì)算機(jī)分散測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一的協(xié)議連接起來就構(gòu)成了計(jì)算機(jī)分散測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 本章主要介紹工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)、分布式控制本章主要介紹工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)、分布式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線技術(shù)、綜合自動(dòng)化技術(shù)和分布式測控系統(tǒng)、現(xiàn)場總線技術(shù)、綜合自動(dòng)化技術(shù)和分布式測控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)舉例。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)舉例。8.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 8.1.1 8.1.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述 8.1.2 8.

2、1.2 數(shù)據(jù)通信編碼技術(shù)數(shù)據(jù)通信編碼技術(shù) 8.1.3 8.1.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu) 8.1.4 IEEE 8028.1.4 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 8.1.5 8.1.5 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評價(jià)和選型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評價(jià)和選型8.1.1 8.1.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述 1.1.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)中互連的點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)或站，結(jié)點(diǎn)間的物網(wǎng)絡(luò)中互連的點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)或站，結(jié)點(diǎn)間的物理連接結(jié)構(gòu)稱為拓?fù)?，采用拓?fù)鋵W(xué)來研究結(jié)點(diǎn)和理連接結(jié)構(gòu)稱為拓?fù)?，采用拓?fù)鋵W(xué)來研究結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)間連線結(jié)點(diǎn)間連線( (稱鏈路稱鏈路) )的幾何排列。局部網(wǎng)絡(luò)通常的幾何排列。局部網(wǎng)絡(luò)通常有四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星

3、形、環(huán)形、總線形和樹形。有四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星形、環(huán)形、總線形和樹形。 （1 1）星形結(jié)構(gòu)）星形結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)：中心結(jié)點(diǎn)是主結(jié)點(diǎn)，它接受各分散結(jié)點(diǎn)的信息再轉(zhuǎn)發(fā)給結(jié)構(gòu)：中心結(jié)點(diǎn)是主結(jié)點(diǎn)，它接受各分散結(jié)點(diǎn)的信息再轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)結(jié)點(diǎn)，具有中繼交換和數(shù)據(jù)處理功能。相應(yīng)結(jié)點(diǎn)，具有中繼交換和數(shù)據(jù)處理功能。工作過程：當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)想要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它首先向中心結(jié)點(diǎn)發(fā)工作過程：當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)想要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它首先向中心結(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)請求，以便同另一個(gè)目的結(jié)點(diǎn)建立連接。一旦兩個(gè)結(jié)點(diǎn)送一個(gè)請求，以便同另一個(gè)目的結(jié)點(diǎn)建立連接。一旦兩個(gè)結(jié)點(diǎn)建立了連接，則在這兩點(diǎn)間就象是一條專用線路連接起來一樣，建立了連接，則在這兩點(diǎn)間就象是一條專用線路連接

4、起來一樣，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。特點(diǎn)：特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，便于控制和管理，建網(wǎng)容易；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，便于控制和管理，建網(wǎng)容易；網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間短，傳輸錯(cuò)誤率較低；網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間短，傳輸錯(cuò)誤率較低；網(wǎng)絡(luò)可靠性較低，一旦中央結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓；網(wǎng)絡(luò)可靠性較低，一旦中央結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓；網(wǎng)絡(luò)資源大部分在外圍點(diǎn)上，相互結(jié)點(diǎn)必須經(jīng)過中央結(jié)點(diǎn)才網(wǎng)絡(luò)資源大部分在外圍點(diǎn)上，相互結(jié)點(diǎn)必須經(jīng)過中央結(jié)點(diǎn)才能轉(zhuǎn)發(fā)信息；能轉(zhuǎn)發(fā)信息；通訊電路都是專用線路，利用率不高，故網(wǎng)絡(luò)成本較高。通訊電路都是專用線路，利用率不高，故網(wǎng)絡(luò)成本較高。（2 2）環(huán)形結(jié)構(gòu)）環(huán)形結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)：各結(jié)點(diǎn)通過環(huán)接口連于一條首尾相連的閉合

5、環(huán)形通信線路中，結(jié)構(gòu)：各結(jié)點(diǎn)通過環(huán)接口連于一條首尾相連的閉合環(huán)形通信線路中，環(huán)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)按事先規(guī)定好的方向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另一結(jié)點(diǎn)。環(huán)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)按事先規(guī)定好的方向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另一結(jié)點(diǎn)。工作過程：一個(gè)結(jié)點(diǎn)按事先規(guī)定好的方向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另工作過程：一個(gè)結(jié)點(diǎn)按事先規(guī)定好的方向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另一個(gè)結(jié)點(diǎn)，當(dāng)傳送信息的目的地值與環(huán)上的某結(jié)點(diǎn)的地址相等時(shí)，一個(gè)結(jié)點(diǎn)，當(dāng)傳送信息的目的地值與環(huán)上的某結(jié)點(diǎn)的地址相等時(shí)，信息才被該結(jié)點(diǎn)的環(huán)接口接收，否則，繼續(xù)向下傳送。信息才被該結(jié)點(diǎn)的環(huán)接口接收，否則，繼續(xù)向下傳送。特點(diǎn)：特點(diǎn)：信息流在網(wǎng)絡(luò)中是沿固定的方向流動(dòng)，故兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間僅有唯一信息流在

6、網(wǎng)絡(luò)中是沿固定的方向流動(dòng)，故兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間僅有唯一的通路，簡化了路徑選擇控制；的通路，簡化了路徑選擇控制；環(huán)路中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的收發(fā)信息均由環(huán)接口控制，控制軟件較簡單；環(huán)路中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的收發(fā)信息均由環(huán)接口控制，控制軟件較簡單；環(huán)路中，當(dāng)某結(jié)點(diǎn)故障時(shí)，可采用旁路環(huán)的方法，提高了可靠性；環(huán)路中，當(dāng)某結(jié)點(diǎn)故障時(shí)，可采用旁路環(huán)的方法，提高了可靠性；環(huán)結(jié)構(gòu)其結(jié)點(diǎn)數(shù)的增加將影響信息的傳輸效率，故擴(kuò)展受到一定環(huán)結(jié)構(gòu)其結(jié)點(diǎn)數(shù)的增加將影響信息的傳輸效率，故擴(kuò)展受到一定的限制。的限制。應(yīng)用：環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較適合于信息處理和自動(dòng)化系統(tǒng)中使用，是微應(yīng)用：環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較適合于信息處理和自動(dòng)化系統(tǒng)中使用，是微機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)中常用的結(jié)構(gòu)之

7、一。特別是機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)中常用的結(jié)構(gòu)之一。特別是IBMIBM公司推出公司推出令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)之后，之后，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就被越來越多的人所采用。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就被越來越多的人所采用。 （3 3）總線形結(jié)構(gòu)）總線形結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)：個(gè)結(jié)點(diǎn)經(jīng)其接口，通過一條或幾條通訊線路與公共總線結(jié)構(gòu)：個(gè)結(jié)點(diǎn)經(jīng)其接口，通過一條或幾條通訊線路與公共總線連接。其任何結(jié)點(diǎn)的信息都可以沿著總線傳輸，并且能被任一連接。其任何結(jié)點(diǎn)的信息都可以沿著總線傳輸，并且能被任一結(jié)點(diǎn)接收。由于信息傳輸方向是從發(fā)送結(jié)點(diǎn)向兩端擴(kuò)散，因此結(jié)點(diǎn)接收。由于信息傳輸方向是從發(fā)送結(jié)點(diǎn)向兩端擴(kuò)散，因此又稱為廣播式網(wǎng)絡(luò)。又稱為廣播式網(wǎng)絡(luò)。 總線形網(wǎng)絡(luò)的接口內(nèi)具有發(fā)送器和

8、接收器?？偩€形網(wǎng)絡(luò)的接口內(nèi)具有發(fā)送器和接收器。接收器接收器接收總接收總線上的串行信息，并將其轉(zhuǎn)換為并行信息送到結(jié)點(diǎn)；線上的串行信息，并將其轉(zhuǎn)換為并行信息送到結(jié)點(diǎn)；發(fā)送器發(fā)送器則則將并行信息轉(zhuǎn)換成串行信息廣播發(fā)送到總線上。當(dāng)在總線上發(fā)將并行信息轉(zhuǎn)換成串行信息廣播發(fā)送到總線上。當(dāng)在總線上發(fā)送的信息目的地址與某一結(jié)點(diǎn)的接口地址相符時(shí)，傳送的信息送的信息目的地址與某一結(jié)點(diǎn)的接口地址相符時(shí)，傳送的信息就被該結(jié)點(diǎn)接收。由于一條公共總線具有就被該結(jié)點(diǎn)接收。由于一條公共總線具有一定的負(fù)載能力一定的負(fù)載能力，因，因此總線長度有限，其所能連接的結(jié)點(diǎn)數(shù)也有限。此總線長度有限，其所能連接的結(jié)點(diǎn)數(shù)也有限。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：

9、 結(jié)構(gòu)簡單靈活，擴(kuò)展方便；結(jié)構(gòu)簡單靈活，擴(kuò)展方便； 可靠性高，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快；可靠性高，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快； 共享資源能力強(qiáng)，便于廣播式工作；共享資源能力強(qiáng)，便于廣播式工作； 設(shè)備少，價(jià)格低，安裝和使用方便；設(shè)備少，價(jià)格低，安裝和使用方便； 由于所有結(jié)點(diǎn)共用一條總線，因此總線上傳送的信息容易由于所有結(jié)點(diǎn)共用一條總線，因此總線上傳送的信息容易發(fā)生沖突和碰撞，故不易用在實(shí)時(shí)性要求高的場合。發(fā)生沖突和碰撞，故不易用在實(shí)時(shí)性要求高的場合。應(yīng)用：總線形結(jié)構(gòu)是目前使用最廣泛的結(jié)構(gòu)，也是一種最傳統(tǒng)的應(yīng)用：總線形結(jié)構(gòu)是目前使用最廣泛的結(jié)構(gòu)，也是一種最傳統(tǒng)的主流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)最適于信息管理系統(tǒng)、辦公室自動(dòng)化系主

10、流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)最適于信息管理系統(tǒng)、辦公室自動(dòng)化系統(tǒng)、教學(xué)系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。統(tǒng)、教學(xué)系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。 （4 4）樹形結(jié)構(gòu)）樹形結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)：分層結(jié)構(gòu)，適用于分級管理和控制系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)：分層結(jié)構(gòu)，適用于分級管理和控制系統(tǒng)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：通訊線路總長度較短，連網(wǎng)成本低，易于擴(kuò)展，但結(jié)構(gòu)較通訊線路總長度較短，連網(wǎng)成本低，易于擴(kuò)展，但結(jié)構(gòu)較星形復(fù)雜；星形復(fù)雜；網(wǎng)絡(luò)中除葉結(jié)點(diǎn)外，任一結(jié)點(diǎn)或連線的故障均影響其所在網(wǎng)絡(luò)中除葉結(jié)點(diǎn)外，任一結(jié)點(diǎn)或連線的故障均影響其所在支路網(wǎng)絡(luò)的正常工作。支路網(wǎng)絡(luò)的正常工作。網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)：就是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，也是通：就是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，

11、也是通信中實(shí)際傳送信息的載體。網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì)有電話線，同信中實(shí)際傳送信息的載體。網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì)有電話線，同軸電纜，雙絞線，光導(dǎo)纖維電纜，無線與衛(wèi)星通信。對于傳輸介軸電纜，雙絞線，光導(dǎo)纖維電纜，無線與衛(wèi)星通信。對于傳輸介質(zhì)，包括以下特性：物理特性，傳輸特性，連通特性，地理范圍，質(zhì)，包括以下特性：物理特性，傳輸特性，連通特性，地理范圍，抗干擾性和相對價(jià)格?？垢蓴_性和相對價(jià)格。介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制：各結(jié)點(diǎn)通過公共通道傳輸信息，因此存在如何合各結(jié)點(diǎn)通過公共通道傳輸信息，因此存在如何合理分配信道的問題（既充分利用信道的空間和時(shí)間，又防止發(fā)生理分配信道的問題（既充分利用信道的空間和時(shí)間，又

12、防止發(fā)生各信息間的互相沖突）。訪問控制方式的功能就是合理解決信道各信息間的互相沖突）。訪問控制方式的功能就是合理解決信道的分配。的分配。微機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)常用的傳輸訪問控制方式有三種，即微機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)常用的傳輸訪問控制方式有三種，即 沖突檢測的載波偵聽多路訪問沖突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA(CSMACD)CD)； 令牌環(huán)令牌環(huán)(Token Ring)(Token Ring)； 令牌總線令牌總線(Token Bus)(Token Bus)。 三種方式都得到三種方式都得到IEEE802IEEE802委員會的認(rèn)可，成為國際標(biāo)準(zhǔn)。委員會的認(rèn)可，成為國際標(biāo)準(zhǔn)。2.2.介質(zhì)訪問控制技術(shù)介質(zhì)訪問控制技術(shù)沖突檢

13、測的載波偵聽多路訪問沖突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA(CSMACD)CD)(1(1）又稱為隨機(jī)訪問技術(shù)或爭用技術(shù)）又稱為隨機(jī)訪問技術(shù)或爭用技術(shù)適用于總線形和樹形網(wǎng)適用于總線形和樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)絡(luò)結(jié)構(gòu) 工作原理：工作原理：當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，首先要偵聽網(wǎng)絡(luò)中有無其當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，首先要偵聽網(wǎng)絡(luò)中有無其它結(jié)點(diǎn)正在發(fā)送信息，若沒有則立即發(fā)送；否則，等待一段時(shí)間，它結(jié)點(diǎn)正在發(fā)送信息，若沒有則立即發(fā)送；否則，等待一段時(shí)間，直至信道空閑，開始發(fā)送。直至信道空閑，開始發(fā)送。確定等待時(shí)間的方法：確定等待時(shí)間的方法：當(dāng)某結(jié)點(diǎn)檢測到信道被占用后，繼續(xù)檢測，發(fā)現(xiàn)空閑，立即發(fā)當(dāng)某結(jié)點(diǎn)檢測到信道被占用后，繼

14、續(xù)檢測，發(fā)現(xiàn)空閑，立即發(fā)送；送；當(dāng)某點(diǎn)檢測到信道被占用后就延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然后再檢測。當(dāng)某點(diǎn)檢測到信道被占用后就延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然后再檢測。重復(fù)這一過程，直到信到空閑，開始發(fā)送。重復(fù)這一過程，直到信到空閑，開始發(fā)送。沖突的解決方法：沖突的解決方法：由于傳輸線上不可避免的有時(shí)間的延遲，有可能多個(gè)站同時(shí)監(jiān)聽由于傳輸線上不可避免的有時(shí)間的延遲，有可能多個(gè)站同時(shí)監(jiān)聽到線上空閑并開始發(fā)送，從而導(dǎo)致沖突。因此，當(dāng)結(jié)點(diǎn)開始發(fā)送到線上空閑并開始發(fā)送，從而導(dǎo)致沖突。因此，當(dāng)結(jié)點(diǎn)開始發(fā)送信息時(shí)，該結(jié)點(diǎn)繼續(xù)對網(wǎng)絡(luò)檢測一段時(shí)間，且把收到的信息和自信息時(shí)，該結(jié)點(diǎn)繼續(xù)對網(wǎng)絡(luò)檢測一段時(shí)間，且把收到的信息和自己發(fā)送的信息

15、進(jìn)行比較，若相同，則發(fā)送正常進(jìn)行；若不同，說己發(fā)送的信息進(jìn)行比較，若相同，則發(fā)送正常進(jìn)行；若不同，說明由其它結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，引起混亂，應(yīng)立即停止，等待一個(gè)隨機(jī)明由其它結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，引起混亂，應(yīng)立即停止，等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，在重復(fù)上述過程。時(shí)間，在重復(fù)上述過程。結(jié)論：結(jié)論： CSMACSMACDCD方式原理較簡單，且技術(shù)上較易實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)中方式原理較簡單，且技術(shù)上較易實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)處于同等地位，無需集中控制，但不能提供優(yōu)先級控各結(jié)點(diǎn)處于同等地位，無需集中控制，但不能提供優(yōu)先級控制，所有結(jié)點(diǎn)都有平等競爭的能力，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不重情況下，制，所有結(jié)點(diǎn)都有平等競爭的能力，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不重情況下，有較高的效率，

16、但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增大時(shí)，發(fā)送信息的等待時(shí)間有較高的效率，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增大時(shí)，發(fā)送信息的等待時(shí)間加長，效率顯著降低。加長，效率顯著降低。 由于由于CSMACSMA的訪問存在發(fā)報(bào)沖突問題，而產(chǎn)生沖突的原因的訪問存在發(fā)報(bào)沖突問題，而產(chǎn)生沖突的原因是由于各站點(diǎn)發(fā)報(bào)是隨機(jī)的。為了解決這種由于是由于各站點(diǎn)發(fā)報(bào)是隨機(jī)的。為了解決這種由于“隨機(jī)隨機(jī)”而而產(chǎn)生的沖突問題，可采用有控制的發(fā)報(bào)方式。下面，介紹一產(chǎn)生的沖突問題，可采用有控制的發(fā)報(bào)方式。下面，介紹一種有控制的發(fā)報(bào)方式種有控制的發(fā)報(bào)方式令牌發(fā)送技術(shù)。令牌發(fā)送技術(shù)。 令牌環(huán)令牌環(huán)：全稱為令牌通行環(huán)：全稱為令牌通行環(huán)(Token Passing Ring)(To

17、ken Passing Ring)，適用于環(huán)，適用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 令牌是控制標(biāo)志，網(wǎng)中只設(shè)一張令牌，并依次沿各結(jié)點(diǎn)傳送。令牌是控制標(biāo)志，網(wǎng)中只設(shè)一張令牌，并依次沿各結(jié)點(diǎn)傳送。令牌的兩個(gè)狀態(tài)令牌的兩個(gè)狀態(tài) “ “空空”狀態(tài)：表示令牌沒有被占用，當(dāng)其傳至正待發(fā)送信息的狀態(tài)：表示令牌沒有被占用，當(dāng)其傳至正待發(fā)送信息的結(jié)點(diǎn)時(shí)，該結(jié)點(diǎn)立即發(fā)送，并置令牌為結(jié)點(diǎn)時(shí)，該結(jié)點(diǎn)立即發(fā)送，并置令牌為“忙忙”狀態(tài)。狀態(tài)。 “ “忙忙”狀態(tài)：表示令牌被占用，即令牌正在攜帶信息發(fā)送，當(dāng)狀態(tài)：表示令牌被占用，即令牌正在攜帶信息發(fā)送，當(dāng)所發(fā)信息環(huán)繞一周，由發(fā)送結(jié)點(diǎn)將所發(fā)信息環(huán)繞一周，由發(fā)送結(jié)點(diǎn)將“忙忙”令牌置為

18、令牌置為“空空”令牌。令牌。 工作過程工作過程：令牌依次沿每個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送，使每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有平等發(fā)：令牌依次沿每個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送，使每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有平等發(fā)送信息的機(jī)會。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)占令牌期間其它結(jié)點(diǎn)只能處于接收狀態(tài)。送信息的機(jī)會。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)占令牌期間其它結(jié)點(diǎn)只能處于接收狀態(tài)。當(dāng)所發(fā)信息繞環(huán)一周，并由發(fā)送結(jié)點(diǎn)清除，當(dāng)所發(fā)信息繞環(huán)一周，并由發(fā)送結(jié)點(diǎn)清除，“忙忙”令牌又被置為令牌又被置為“空空”狀態(tài)，繞環(huán)傳送令牌。當(dāng)下一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，則下一結(jié)狀態(tài)，繞環(huán)傳送令牌。當(dāng)下一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，則下一結(jié)點(diǎn)便得到這一令牌，并可發(fā)送信息。點(diǎn)便得到這一令牌，并可發(fā)送信息。 令牌環(huán)的特點(diǎn)令牌環(huán)的特點(diǎn)：能提供可調(diào)整的訪問控制方法；能

19、提供優(yōu)先權(quán)能提供可調(diào)整的訪問控制方法；能提供優(yōu)先權(quán)服務(wù)；有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性；需對令牌進(jìn)行維護(hù)，令牌丟失降低環(huán)路利服務(wù)；有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性；需對令牌進(jìn)行維護(hù)，令牌丟失降低環(huán)路利用率；控制電路復(fù)雜。用率；控制電路復(fù)雜。（2 2）令牌環(huán)）令牌環(huán)(Token Ring)(Token Ring)（3 3）令牌總線）令牌總線(Token Bus)(Token Bus)將令牌訪問原理應(yīng)用于總線網(wǎng)，構(gòu)成令牌總線方式。將令牌訪問原理應(yīng)用于總線網(wǎng)，構(gòu)成令牌總線方式。原理：原理：這種方式和這種方式和CSMA/CDCSMA/CD方式一樣，采用總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，但方式一樣，采用總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，但不同的是在網(wǎng)上個(gè)工作站按一定的順序形成

20、一個(gè)邏輯環(huán)。每個(gè)工不同的是在網(wǎng)上個(gè)工作站按一定的順序形成一個(gè)邏輯環(huán)。每個(gè)工作站在環(huán)中均有一個(gè)指定的邏輯位置，末站的后站就是首戰(zhàn)，即作站在環(huán)中均有一個(gè)指定的邏輯位置，末站的后站就是首戰(zhàn)，即首尾相連。每站都有先行站和后繼站的地址，總線上各站的物理首尾相連。每站都有先行站和后繼站的地址，總線上各站的物理地址和邏輯位置無關(guān)。地址和邏輯位置無關(guān)。工作過程：工作過程：當(dāng)各站都沒有幀發(fā)送時(shí)，令牌的形式為當(dāng)各站都沒有幀發(fā)送時(shí)，令牌的形式為0111111101111111，成為空標(biāo)記。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送幀時(shí)，需要等待空標(biāo)記通過，然后成為空標(biāo)記。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送幀時(shí)，需要等待空標(biāo)記通過，然后將它改為忙標(biāo)志，即將它改為忙

21、標(biāo)志，即0111111001111110。緊跟著忙標(biāo)記，該站把數(shù)據(jù)幀發(fā)。緊跟著忙標(biāo)記，該站把數(shù)據(jù)幀發(fā)送到環(huán)上。由于標(biāo)記是忙狀態(tài)，所以其他站不能發(fā)送幀，必須等送到環(huán)上。由于標(biāo)記是忙狀態(tài)，所以其他站不能發(fā)送幀，必須等待。接收幀的過程是這樣的，當(dāng)幀通過站時(shí)，該站將幀的目的地待。接收幀的過程是這樣的，當(dāng)幀通過站時(shí)，該站將幀的目的地址和本站的地址相比較，如地址不符合，則不接收數(shù)據(jù)，同時(shí)將址和本站的地址相比較，如地址不符合，則不接收數(shù)據(jù)，同時(shí)將幀送入環(huán)上。如果符合，則將幀放入接收緩沖器，在輸入到站內(nèi)，幀送入環(huán)上。如果符合，則將幀放入接收緩沖器，在輸入到站內(nèi)，同時(shí)將幀送回到環(huán)上。發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回

22、到發(fā)送站，同時(shí)將幀送回到環(huán)上。發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站，將該幀從環(huán)上移去，同時(shí)將標(biāo)記改為空閑標(biāo)記。將該幀從環(huán)上移去，同時(shí)將標(biāo)記改為空閑標(biāo)記。 不同于令牌環(huán)的是，在令牌總線中，信息可以雙向傳送、任不同于令牌環(huán)的是，在令牌總線中，信息可以雙向傳送、任何結(jié)點(diǎn)都能何結(jié)點(diǎn)都能“聽到聽到”其它結(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息。為此，結(jié)點(diǎn)發(fā)送的信其它結(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息。為此，結(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息中要有指出下一個(gè)要控制的結(jié)點(diǎn)的地址。由于只有獲得令牌的息中要有指出下一個(gè)要控制的結(jié)點(diǎn)的地址。由于只有獲得令牌的結(jié)點(diǎn)才可發(fā)送信息結(jié)點(diǎn)才可發(fā)送信息( (此時(shí)其它結(jié)點(diǎn)只收不發(fā)此時(shí)其它結(jié)點(diǎn)只收不發(fā)) )，因此該方式不要檢，因此該方式不要檢測

23、沖突就可以避免沖突。測沖突就可以避免沖突。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1.1.網(wǎng)絡(luò)必須要有初始化功能，即能夠產(chǎn)生一個(gè)順序訪問的次網(wǎng)絡(luò)必須要有初始化功能，即能夠產(chǎn)生一個(gè)順序訪問的次序。這就是一個(gè)爭用的過程，爭用的結(jié)果是只有一個(gè)站能夠獲得序。這就是一個(gè)爭用的過程，爭用的結(jié)果是只有一個(gè)站能夠獲得標(biāo)記，并產(chǎn)生次序。標(biāo)記，并產(chǎn)生次序。 2.2.當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)志丟失或者產(chǎn)生多個(gè)標(biāo)記時(shí)，必須有故障恢當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)志丟失或者產(chǎn)生多個(gè)標(biāo)記時(shí)，必須有故障恢復(fù)功能。復(fù)功能。 3.3.必須有消除不活動(dòng)結(jié)點(diǎn)或者添加新的結(jié)點(diǎn)的功能。必須有消除不活動(dòng)結(jié)點(diǎn)或者添加新的結(jié)點(diǎn)的功能。 4.4.吞吐能力大，吞吐量隨數(shù)據(jù)傳輸速率的提高而增加；吞吐能力

24、大，吞吐量隨數(shù)據(jù)傳輸速率的提高而增加； 5.5.控制功能不隨電纜長度的增加而減弱；控制功能不隨電纜長度的增加而減弱； 6.6.不需沖突檢測。不需沖突檢測。3.3.信息交換技術(shù)信息交換技術(shù) 為了提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的通信設(shè)備和線路的利用率，有必為了提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的通信設(shè)備和線路的利用率，有必要研究通信網(wǎng)絡(luò)上信息交換技術(shù)。即如何控制信息傳輸，才能要研究通信網(wǎng)絡(luò)上信息交換技術(shù)。即如何控制信息傳輸，才能提高通信效率。提高通信效率。 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，通信的基本交換方式分為兩類：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，通信的基本交換方式分為兩類：線路交線路交換和存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換換和存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換。 存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換中，包括存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換中，包

25、括報(bào)文存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換報(bào)文存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換和和報(bào)文分組存儲報(bào)文分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換轉(zhuǎn)發(fā)交換。 報(bào)文分組交換技術(shù)報(bào)文分組交換技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中又分為兩類：在實(shí)際應(yīng)用中又分為兩類：數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)（DG,dataDG,data gram gram）方式）方式和和虛電路（虛電路（VC,virtualVC,virtual circuit circuit）方式。）方式。 （1 1）線路交換）線路交換 （2 2）存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換）存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換交換原理：交換原理：通過網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)在兩個(gè)站之間建立一條通過網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)在兩個(gè)站之間建立一條專用專用的物理的物理線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，傳送結(jié)束再線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，傳送結(jié)束再“拆除拆除”線路。線

26、路。交換過程交換過程例如右圖中例如右圖中S1S1要把報(bào)文要把報(bào)文M1M1傳送給站傳送給站S3S3，可以，可以有多條路徑，比如路徑有多條路徑，比如路徑N1N2N3N1N2N3或或N1N1N7N3N7N3等。首先站等。首先站S1S1向結(jié)點(diǎn)向結(jié)點(diǎn)N1N1申請與站申請與站S3S3通信，按照路徑算法通信，按照路徑算法( (如路徑短，等待時(shí)間短如路徑短，等待時(shí)間短等等) )，結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)N1N1選擇選擇N7N7為下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)為下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)N7N7再選再選N3N3為下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，這樣站為下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，這樣站S1S1經(jīng)結(jié)點(diǎn)經(jīng)結(jié)點(diǎn)N1N1N7N3N7N3與站與站S3S3建立了一條專用的物理線路。然后站建立了一

27、條專用的物理線路。然后站S1S1向向S3S3傳送報(bào)文，報(bào)傳送報(bào)文，報(bào)文傳送周期結(jié)束，立即文傳送周期結(jié)束，立即“拆除拆除”專用線路專用線路N1N7N3N1N7N3，并釋放占用資源。，并釋放占用資源。線路交換方式的通信分三步：建立線路，傳送數(shù)據(jù)，拆除線路。由于建線路交換方式的通信分三步：建立線路，傳送數(shù)據(jù)，拆除線路。由于建立了一條專用線路，所以報(bào)文傳送的實(shí)時(shí)性好，各結(jié)點(diǎn)延時(shí)小。但是，立了一條專用線路，所以報(bào)文傳送的實(shí)時(shí)性好，各結(jié)點(diǎn)延時(shí)小。但是，一旦兩站連接起來，即使沒有數(shù)據(jù)傳送，別的站也不能用線路上的結(jié)點(diǎn)，一旦兩站連接起來，即使沒有數(shù)據(jù)傳送，別的站也不能用線路上的結(jié)點(diǎn)，因而線路的利用率低。為了提高

28、利用率，可采用報(bào)文交換。因而線路的利用率低。為了提高利用率，可采用報(bào)文交換。（1 1）線路交換）線路交換(2) (2) 報(bào)文交換報(bào)文交換 仍然以上圖中站仍然以上圖中站S1S1要發(fā)報(bào)文要發(fā)報(bào)文M1M1給站給站S3S3為例。首先站為例。首先站S1S1把目的把目的S3S3的名字附加在報(bào)文上，再把報(bào)文交給結(jié)點(diǎn)的名字附加在報(bào)文上，再把報(bào)文交給結(jié)點(diǎn)N1N1。結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)N1N1存儲這個(gè)報(bào)文，并且決定下一個(gè)結(jié)點(diǎn)為存儲這個(gè)報(bào)文，并且決定下一個(gè)結(jié)點(diǎn)為N7N7，但是要在結(jié)點(diǎn)，但是要在結(jié)點(diǎn)N1N7N1N7的線路上傳輸這個(gè)報(bào)文，還要進(jìn)行排隊(duì)等待。當(dāng)這段的線路上傳輸這個(gè)報(bào)文，還要進(jìn)行排隊(duì)等待。當(dāng)這段線路可用時(shí)，就把報(bào)文發(fā)

29、送到結(jié)點(diǎn)線路可用時(shí)，就把報(bào)文發(fā)送到結(jié)點(diǎn)N7N7。結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)N7N7繼續(xù)仿照上述繼續(xù)仿照上述過程，把報(bào)文發(fā)送到結(jié)點(diǎn)過程，把報(bào)文發(fā)送到結(jié)點(diǎn)N3N3，最后到達(dá)站，最后到達(dá)站S3S3。 報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)是線路的利用率高，這是因?yàn)樵S多報(bào)文報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)是線路的利用率高，這是因?yàn)樵S多報(bào)文可以分時(shí)共享一條結(jié)點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)的線路。并且能把一個(gè)報(bào)文發(fā)可以分時(shí)共享一條結(jié)點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)的線路。并且能把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的站，只需把這些目的站名附加在報(bào)文上。由于送到多個(gè)目的站，只需把這些目的站名附加在報(bào)文上。由于報(bào)文要在結(jié)點(diǎn)排隊(duì)等待，延長了報(bào)文到達(dá)目的站的時(shí)間。報(bào)文要在結(jié)點(diǎn)排隊(duì)等待，延長了報(bào)文到達(dá)目的站的時(shí)間。 (3)(3)分組

30、交換分組交換 分組交換分組交換(Packet Switching)(Packet Switching)綜合了線路交換和報(bào)文交換綜合了線路交換和報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)。的優(yōu)點(diǎn)。 首先將前面所說的報(bào)文分成若干個(gè)報(bào)文段，并在每個(gè)報(bào)文首先將前面所說的報(bào)文分成若干個(gè)報(bào)文段，并在每個(gè)報(bào)文段上附加傳送時(shí)所必需的控制信息，如下圖所示。這些報(bào)文段段上附加傳送時(shí)所必需的控制信息，如下圖所示。這些報(bào)文段經(jīng)不同的路徑分別傳送到目的站后，再拼裝成一個(gè)完整的報(bào)文。經(jīng)不同的路徑分別傳送到目的站后，再拼裝成一個(gè)完整的報(bào)文。對于這些報(bào)文段，稱為報(bào)文分組，它是分組交換中的基本單位。對于這些報(bào)文段，稱為報(bào)文分組，它是分組交換中的基本單位。

31、 分組交換與報(bào)文交換的形式差別在于不是以報(bào)文為單位，分組交換與報(bào)文交換的形式差別在于不是以報(bào)文為單位，而是以報(bào)文分組為單位進(jìn)行傳送。問題是網(wǎng)絡(luò)如何管理這些而是以報(bào)文分組為單位進(jìn)行傳送。問題是網(wǎng)絡(luò)如何管理這些報(bào)文分組流，一般有兩種方法：數(shù)據(jù)報(bào)方法，虛電路方法。報(bào)文分組流，一般有兩種方法：數(shù)據(jù)報(bào)方法，虛電路方法。 數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)(Datagram)(Datagram)方法方法 虛電路虛電路(Virtual Circuit)(Virtual Circuit)方法方法 虛電路方法適用于兩個(gè)站希望在一段連續(xù)的時(shí)間內(nèi)交換虛電路方法適用于兩個(gè)站希望在一段連續(xù)的時(shí)間內(nèi)交換數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)報(bào)方法適用于發(fā)送一個(gè)或幾個(gè)報(bào)

32、文分組數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)報(bào)方法適用于發(fā)送一個(gè)或幾個(gè)報(bào)文分組( (如狀如狀態(tài)信息、控制信息態(tài)信息、控制信息) )等。一般地說，分組交換網(wǎng)最好是這兩等。一般地說，分組交換網(wǎng)最好是這兩種方法都有，這樣可進(jìn)一步提高通信效率。種方法都有，這樣可進(jìn)一步提高通信效率。4.4.差錯(cuò)控制技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù) 差錯(cuò)控制技術(shù)包括檢驗(yàn)錯(cuò)誤和糾正錯(cuò)誤，下面介紹兩種差錯(cuò)控制技術(shù)包括檢驗(yàn)錯(cuò)誤和糾正錯(cuò)誤，下面介紹兩種檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法( (奇偶校驗(yàn)和循環(huán)冗余校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)和循環(huán)冗余校驗(yàn)) )和三種糾錯(cuò)方式和三種糾錯(cuò)方式( (重發(fā)重發(fā)糾錯(cuò)、自動(dòng)糾錯(cuò)和混合糾錯(cuò)糾錯(cuò)、自動(dòng)糾錯(cuò)和混合糾錯(cuò)) )。 (1) (1) 奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)(Parity C

33、heck)(Parity Check)是一個(gè)字符校驗(yàn)一次，在是一個(gè)字符校驗(yàn)一次，在每個(gè)字符的最高位之后附加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位。通常用一個(gè)字每個(gè)字符的最高位之后附加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位。通常用一個(gè)字節(jié)節(jié)(b0(b0b7)b7)來表示，其中，來表示，其中，b0b0b6b6為字符碼位，而最高位為字符碼位，而最高位b7b7為校驗(yàn)位。這個(gè)校驗(yàn)位可為為校驗(yàn)位。這個(gè)校驗(yàn)位可為1 1或或0 0，以便保證整個(gè)字節(jié)，以便保證整個(gè)字節(jié)(b0(b0b7)b7)為為1 1的位數(shù)是奇數(shù)的位數(shù)是奇數(shù)( (稱奇校驗(yàn)稱奇校驗(yàn)) )或偶數(shù)或偶數(shù)( (稱偶校驗(yàn)稱偶校驗(yàn)) )。 奇偶校驗(yàn)通常用于每幀只傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的異步通信奇偶校驗(yàn)通常用于

34、每幀只傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的異步通信方式方式 。 （2 2）循環(huán)冗余校驗(yàn)）循環(huán)冗余校驗(yàn)CRCCRC校驗(yàn)校驗(yàn) 校驗(yàn)原理：校驗(yàn)原理： 發(fā)送端首先發(fā)送信息位，與此同時(shí)，發(fā)送端首先發(fā)送信息位，與此同時(shí)，CRCCRC校驗(yàn)位生成器用校驗(yàn)位生成器用信息位除以多項(xiàng)式信息位除以多項(xiàng)式G(xG(x) )，信息違發(fā)完后，信息違發(fā)完后，CRCCRC校驗(yàn)位就生成，并校驗(yàn)位就生成，并緊接其后發(fā)送校驗(yàn)位。緊接其后發(fā)送校驗(yàn)位。 接收端在接收信息位同時(shí)，校驗(yàn)器用接收的信息位除以接收端在接收信息位同時(shí)，校驗(yàn)器用接收的信息位除以同一個(gè)生成多項(xiàng)式，當(dāng)信息位接收完后，對接收的同一個(gè)生成多項(xiàng)式，當(dāng)信息位接收完后，對接收的CRCCRC校驗(yàn)位也

35、校驗(yàn)位也進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)兩個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)位接收完，如果除法的余數(shù)為進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)兩個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)位接收完，如果除法的余數(shù)為0 0，則認(rèn)為傳輸正確；否則，傳輸錯(cuò)誤。則認(rèn)為傳輸正確；否則，傳輸錯(cuò)誤。 適用范圍：每幀由多個(gè)字節(jié)組成的同步方式。適用范圍：每幀由多個(gè)字節(jié)組成的同步方式。（3 3）糾錯(cuò)方式）糾錯(cuò)方式重發(fā)糾錯(cuò)方式：重發(fā)糾錯(cuò)方式： 發(fā)送端發(fā)送能夠檢錯(cuò)的信息碼（如奇偶校驗(yàn)碼），接收端根發(fā)送端發(fā)送能夠檢錯(cuò)的信息碼（如奇偶校驗(yàn)碼），接收端根據(jù)該碼的編碼規(guī)則，判斷有無錯(cuò)誤，并把錯(cuò)誤結(jié)果反饋給發(fā)送端。據(jù)該碼的編碼規(guī)則，判斷有無錯(cuò)誤，并把錯(cuò)誤結(jié)果反饋給發(fā)送端。如果發(fā)送錯(cuò)，則再次發(fā)送，直到接收端認(rèn)為正確為止。如果發(fā)送

36、錯(cuò)，則再次發(fā)送，直到接收端認(rèn)為正確為止。自動(dòng)糾錯(cuò)方式：自動(dòng)糾錯(cuò)方式： 發(fā)送端發(fā)送能夠糾錯(cuò)的信息碼，而不僅僅時(shí)檢錯(cuò)的信息碼。發(fā)送端發(fā)送能夠糾錯(cuò)的信息碼，而不僅僅時(shí)檢錯(cuò)的信息碼。接收端收到該碼后，通過譯碼不僅能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且能自動(dòng)接收端收到該碼后，通過譯碼不僅能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且能自動(dòng)地糾錯(cuò)。地糾錯(cuò)。 傳輸效率低，譯碼設(shè)備復(fù)雜。傳輸效率低，譯碼設(shè)備復(fù)雜?；旌霞m錯(cuò)方式：混合糾錯(cuò)方式： 上述兩種混合。發(fā)送端發(fā)送的信息碼不僅能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且上述兩種混合。發(fā)送端發(fā)送的信息碼不僅能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且還由一定的糾錯(cuò)能力。接收端收到該碼后，如果錯(cuò)誤位數(shù)在糾錯(cuò)還由一定的糾錯(cuò)能力。接收端收到該碼后，如果錯(cuò)誤位數(shù)在糾

37、錯(cuò)能力以內(nèi)，則自動(dòng)糾錯(cuò)，如果錯(cuò)誤過多，則要求重發(fā)。能力以內(nèi)，則自動(dòng)糾錯(cuò)，如果錯(cuò)誤過多，則要求重發(fā)。8.1.2 8.1.2 數(shù)據(jù)通信編碼技術(shù)數(shù)據(jù)通信編碼技術(shù) 通信方式：并行通信、串行通信通信方式：并行通信、串行通信 并行通信傳送的速度高，但傳送的距離很短，通常小于并行通信傳送的速度高，但傳送的距離很短，通常小于10m10m； 串行通信傳送的速度低，但傳送的距離很長，通?？蛇_(dá)串行通信傳送的速度低，但傳送的距離很長，通?？蛇_(dá)幾十至幾千米，甚至更遠(yuǎn)幾十至幾千米，甚至更遠(yuǎn) 。 串行通信可分為異步和同步傳送兩種。串行通信可分為異步和同步傳送兩種。 8.1.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu) 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各終端用戶

38、之間，用戶與資源之間或資源在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各終端用戶之間，用戶與資源之間或資源與資源之間的對話與合作必須按照預(yù)先規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行；與資源之間的對話與合作必須按照預(yù)先規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行； 分層設(shè)計(jì)方法與接口；分層設(shè)計(jì)方法與接口；1.1.物理層物理層 物理層并不是物理媒體本身，它只是對通訊雙方的機(jī)械、電物理層并不是物理媒體本身，它只是對通訊雙方的機(jī)械、電氣、連接規(guī)程進(jìn)行規(guī)定。氣、連接規(guī)程進(jìn)行規(guī)定。 功能：在信道上傳輸未經(jīng)處理的信息。連接兩個(gè)物理設(shè)備，功能：在信道上傳輸未經(jīng)處理的信息。連接兩個(gè)物理設(shè)備，為鏈路層提供透明位流傳輸所必須遵循的規(guī)則，有時(shí)也被稱為物為鏈路層提供透明位流傳輸所必須遵循的規(guī)則，有時(shí)也被

39、稱為物理接口。物理層的協(xié)議主要提供在理接口。物理層的協(xié)議主要提供在DTE(DTE(數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備) )和和DCE(DCE(數(shù)數(shù)據(jù)通信設(shè)備據(jù)通信設(shè)備) )之間的接口。之間的接口。 協(xié)議：協(xié)議：RS-232CRS-232C、RS-422ARS-422A、 RS-423ARS-423A、 RS-485RS-485等均為物理等均為物理層協(xié)議。層協(xié)議。2.2.數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 功能：將有差錯(cuò)的物理鏈路改造成對于網(wǎng)絡(luò)層來說是無差錯(cuò)功能：將有差錯(cuò)的物理鏈路改造成對于網(wǎng)絡(luò)層來說是無差錯(cuò)的傳輸鏈路。的傳輸鏈路。 具體內(nèi)容：將數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)幀，并在接收端檢驗(yàn)傳輸?shù)恼_具體內(nèi)容：將數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)幀，并在接

40、收端檢驗(yàn)傳輸?shù)恼_性。性。 協(xié)議：同步數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議：同步數(shù)據(jù)鏈路控制(SDLC)(SDLC)、高級數(shù)據(jù)鏈路控制、高級數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)(HDLC)以及異步串行數(shù)據(jù)鏈協(xié)議都屬于此范圍。以及異步串行數(shù)據(jù)鏈協(xié)議都屬于此范圍。3.3.網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層是網(wǎng)絡(luò)層是OSIOSI七層協(xié)議模型中的第三層，它是主機(jī)與通信網(wǎng)七層協(xié)議模型中的第三層，它是主機(jī)與通信網(wǎng)絡(luò)的接口。網(wǎng)絡(luò)層也稱分組層，它的任務(wù)是使網(wǎng)絡(luò)中傳輸分組。絡(luò)的接口。網(wǎng)絡(luò)層也稱分組層，它的任務(wù)是使網(wǎng)絡(luò)中傳輸分組。它以鏈路層提供的無差錯(cuò)傳輸為基礎(chǔ)，向高層（傳輸層）提供它以鏈路層提供的無差錯(cuò)傳輸為基礎(chǔ)，向高層（傳輸層）提供兩個(gè)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸

41、服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層規(guī)定了分組兩個(gè)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層規(guī)定了分組( (第三層的信第三層的信息單位息單位) )在網(wǎng)絡(luò)中是如何傳輸?shù)?。在網(wǎng)絡(luò)中是如何傳輸?shù)摹?具體內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)層控制網(wǎng)絡(luò)上信息的切換和路由選擇。因具體內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)層控制網(wǎng)絡(luò)上信息的切換和路由選擇。因此，本層要為數(shù)據(jù)從源點(diǎn)到終點(diǎn)建立物理和邏輯的連接。此，本層要為數(shù)據(jù)從源點(diǎn)到終點(diǎn)建立物理和邏輯的連接。 功能：控制信息交換、路由選擇與中繼、網(wǎng)絡(luò)流量控制、功能：控制信息交換、路由選擇與中繼、網(wǎng)絡(luò)流量控制、網(wǎng)絡(luò)的連接與管理等。網(wǎng)絡(luò)的連接與管理等。 協(xié)議：協(xié)議：X.25X.25協(xié)議、協(xié)議、IPIP協(xié)議。協(xié)議。4.4.傳送（傳輸）層傳送（傳輸）層 傳

42、送層是一真正的源傳送層是一真正的源目的或端目的或端端層。即在源計(jì)算機(jī)上端層。即在源計(jì)算機(jī)上的程序與目的機(jī)上的類似程序使報(bào)頭和控制報(bào)文進(jìn)行對話。的程序與目的機(jī)上的類似程序使報(bào)頭和控制報(bào)文進(jìn)行對話。 功能：從會話層接收數(shù)據(jù)，把它們傳到網(wǎng)絡(luò)層并保證這些功能：從會話層接收數(shù)據(jù)，把它們傳到網(wǎng)絡(luò)層并保證這些數(shù)據(jù)全部正確地到達(dá)另一端。數(shù)據(jù)全部正確地到達(dá)另一端。 具體內(nèi)容：在源主機(jī)與目的主機(jī)進(jìn)程之間提供可靠的端具體內(nèi)容：在源主機(jī)與目的主機(jī)進(jìn)程之間提供可靠的端端通信，確保能夠控制端到端的數(shù)據(jù)完整性。端通信，確保能夠控制端到端的數(shù)據(jù)完整性。 協(xié)議：協(xié)議：TCPTCP協(xié)議協(xié)議5.5.會話層會話層 用戶用戶( (即兩

43、個(gè)表示層進(jìn)程即兩個(gè)表示層進(jìn)程) )之間的連接稱為會話。為了建立之間的連接稱為會話。為了建立會話，用戶必須提供希望連接的遠(yuǎn)程地址會話，用戶必須提供希望連接的遠(yuǎn)程地址( (會話地址會話地址) )，會話雙，會話雙方首先需要彼此確認(rèn)，以證明它有權(quán)從事會話和接收數(shù)據(jù)，然方首先需要彼此確認(rèn)，以證明它有權(quán)從事會話和接收數(shù)據(jù)，然后兩端必須同意在該會話中的各種選擇項(xiàng)后兩端必須同意在該會話中的各種選擇項(xiàng)( (例如半雙工或全雙工例如半雙工或全雙工) )的確定，在這以后開始數(shù)據(jù)傳輸。的確定，在這以后開始數(shù)據(jù)傳輸。 功能：控制建立或結(jié)束一個(gè)通信會話的進(jìn)程。功能：控制建立或結(jié)束一個(gè)通信會話的進(jìn)程。 具體內(nèi)容：檢查并決定一

44、個(gè)正常的通信是否正在發(fā)生。如具體內(nèi)容：檢查并決定一個(gè)正常的通信是否正在發(fā)生。如果沒有發(fā)生，這一層在不丟失數(shù)據(jù)的情況下恢復(fù)會話，或根據(jù)果沒有發(fā)生，這一層在不丟失數(shù)據(jù)的情況下恢復(fù)會話，或根據(jù)規(guī)定，在會話不能正常發(fā)生的情況下終止會話。規(guī)定，在會話不能正常發(fā)生的情況下終止會話。6.6.表示層表示層 要解決的問題：如何描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并使之與機(jī)器無關(guān)。要解決的問題：如何描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并使之與機(jī)器無關(guān)。 功能：通過一些編碼規(guī)則定義在通信中傳送這些信息所需功能：通過一些編碼規(guī)則定義在通信中傳送這些信息所需要的傳送語法，實(shí)現(xiàn)不同信息格式和編碼之間的轉(zhuǎn)換。要的傳送語法，實(shí)現(xiàn)不同信息格式和編碼之間的轉(zhuǎn)換。表示層提供兩類

45、服務(wù)：相互通信的應(yīng)用進(jìn)程間交換信息的表示表示層提供兩類服務(wù)：相互通信的應(yīng)用進(jìn)程間交換信息的表示方法與表示連接服務(wù)。方法與表示連接服務(wù)。 具體內(nèi)容：常用的轉(zhuǎn)換有正文壓縮、提供加密、解密；文具體內(nèi)容：常用的轉(zhuǎn)換有正文壓縮、提供加密、解密；文件格式的轉(zhuǎn)換；輸入輸出格式的轉(zhuǎn)換。件格式的轉(zhuǎn)換；輸入輸出格式的轉(zhuǎn)換。7.7.應(yīng)用層應(yīng)用層 應(yīng)用層是應(yīng)用層是OSIOSI模型的最高層，實(shí)現(xiàn)的功能分兩大部份，即用模型的最高層，實(shí)現(xiàn)的功能分兩大部份，即用戶應(yīng)用進(jìn)程和系統(tǒng)應(yīng)用管理進(jìn)程。系統(tǒng)應(yīng)用管理進(jìn)程管理系統(tǒng)戶應(yīng)用進(jìn)程和系統(tǒng)應(yīng)用管理進(jìn)程。系統(tǒng)應(yīng)用管理進(jìn)程管理系統(tǒng)資源，如優(yōu)化分配系統(tǒng)資源和控制資源的使用等。由管理進(jìn)程資源

46、，如優(yōu)化分配系統(tǒng)資源和控制資源的使用等。由管理進(jìn)程向系統(tǒng)各層發(fā)出下列要求：請求診斷，提交運(yùn)行報(bào)告，收集統(tǒng)向系統(tǒng)各層發(fā)出下列要求：請求診斷，提交運(yùn)行報(bào)告，收集統(tǒng)計(jì)資料和修改控制等。計(jì)資料和修改控制等。 功能：規(guī)定在不同應(yīng)用情況下所允許的報(bào)文集合和對每個(gè)功能：規(guī)定在不同應(yīng)用情況下所允許的報(bào)文集合和對每個(gè)報(bào)文所采取的動(dòng)作。報(bào)文所采取的動(dòng)作。 具體內(nèi)容：這一層負(fù)責(zé)與其它高級功能的通信，如分布式具體內(nèi)容：這一層負(fù)責(zé)與其它高級功能的通信，如分布式數(shù)據(jù)庫和文件傳輸。這一層解決了數(shù)據(jù)傳輸完整性的問題或與數(shù)據(jù)庫和文件傳輸。這一層解決了數(shù)據(jù)傳輸完整性的問題或與發(fā)送接收設(shè)備的速度不匹配的問題。發(fā)送接收設(shè)備的速度不匹

47、配的問題。8.1.4 IEEE 8028.1.4 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802 IEEE 802課題組成立于課題組成立于19801980年年2 2月月(IEEE Standards Project (IEEE Standards Project 802)802)，于，于19811981年底提出了年底提出了IEEE 802IEEE 802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，重要的是對數(shù)據(jù)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，重要的是對數(shù)據(jù)鏈路層又劃分出兩個(gè)子層。鏈路層又劃分出兩個(gè)子層。IEEE 802IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)鏈路層分為標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)鏈路層分為邏輯鏈路控制子層邏輯鏈路控制子層LLCLLC和和介質(zhì)訪問介質(zhì)訪問( (存取存

48、取) )控制子層控制子層MACMAC。IEEE 802IEEE 802為局部網(wǎng)絡(luò)制定的標(biāo)準(zhǔn)，為局部網(wǎng)絡(luò)制定的標(biāo)準(zhǔn)，包括以下內(nèi)容：包括以下內(nèi)容：IEEE 802.1IEEE 802.1：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連；：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連；IEEE 802.2IEEE 802.2：邏輯鏈路控制；：邏輯鏈路控制；IEEE 802.3IEEE 802.3：CSMACSMACDCD總線訪問方法總線訪問方法 和物理層技術(shù)規(guī)范；和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE 802.4IEEE 802.4：Token Passing BusToken Passing Bus訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE 8

49、02.5IEEE 802.5：Token Passing RingToken Passing Ring訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE 802.6IEEE 802.6：城市網(wǎng)絡(luò)訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；：城市網(wǎng)絡(luò)訪問方法和物理層技術(shù)規(guī)范；IEEE 802.7IEEE 802.7：為寬帶網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；：為寬帶網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；IEEE 802.8IEEE 802.8：為光纖網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；：為光纖網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；IEEE 802.9IEEE 802.9：為集成聲音數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。：為集成聲音數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。 物理信號層物理信號層(PS)(PS)：完成數(shù)據(jù)的封裝拆裝、數(shù)據(jù)的發(fā)送：完成數(shù)據(jù)的封裝拆裝、數(shù)據(jù)的

50、發(fā)送接收管理等功能，并通過介質(zhì)存取部件接收管理等功能，并通過介質(zhì)存取部件( (也稱收發(fā)器也稱收發(fā)器) )收發(fā)數(shù)據(jù)收發(fā)數(shù)據(jù)信號。信號。 介質(zhì)存取控制層介質(zhì)存取控制層(MAC)(MAC)：支持介質(zhì)存取，并為邏輯鏈路控：支持介質(zhì)存取，并為邏輯鏈路控制層提供服務(wù)。它支持的介質(zhì)存取法包括：載波檢測多路存取制層提供服務(wù)。它支持的介質(zhì)存取法包括：載波檢測多路存取沖突檢測沖突檢測(CSMA(CSMACD)CD)、令牌總線、令牌總線(Token Bus)(Token Bus)和令牌環(huán)和令牌環(huán)(Token Ring)(Token Ring)。 邏輯鏈路控制層邏輯鏈路控制層(LLC)(LLC)：支持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路功能、數(shù)

51、據(jù)流控制、：支持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路功能、數(shù)據(jù)流控制、命令解釋及產(chǎn)生響應(yīng)等，并規(guī)定局部網(wǎng)絡(luò)邏輯鏈路控制協(xié)議命令解釋及產(chǎn)生響應(yīng)等，并規(guī)定局部網(wǎng)絡(luò)邏輯鏈路控制協(xié)議(LNLLC)(LNLLC)。 此外，網(wǎng)絡(luò)層也有變化。在此外，網(wǎng)絡(luò)層也有變化。在IEEE 802IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)中，定義了三種標(biāo)準(zhǔn)中，定義了三種主要的局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它們的介質(zhì)訪問控制分別是：主要的局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它們的介質(zhì)訪問控制分別是：CSMACSMACD(IEEE 802CD(IEEE 8023)3)、令牌總線、令牌總線(IEEE 802(IEEE 8024)4)、令牌環(huán)、令牌環(huán)(IEEE (IEEE 8028025)5)。 8.1.5 工業(yè)網(wǎng)

52、絡(luò)的性能評價(jià)和選型1.1.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評價(jià)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評價(jià) 2.2.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的選型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的選型 (1)(1)大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型 (2)(2)中小型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型中小型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型 1工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評價(jià)1.1.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評價(jià)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評價(jià) 性能評價(jià)指標(biāo)：吞吐能力、穩(wěn)定性、確定性、可靠性和靈活性。性能評價(jià)指標(biāo)：吞吐能力、穩(wěn)定性、確定性、可靠性和靈活性。 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的主流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線形和環(huán)形。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的主流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線形和環(huán)形。令牌環(huán)與令牌總線的性能比較：令牌環(huán)與令牌總線的性能比較： 傳輸速率：環(huán)形是點(diǎn)到點(diǎn)連接，傳輸效率高；總線形是多點(diǎn)連傳輸速率：

53、環(huán)形是點(diǎn)到點(diǎn)連接，傳輸效率高；總線形是多點(diǎn)連接，在總線上形成邏輯環(huán)，邏輯環(huán)不固定，令牌傳遞和維護(hù)算法比接，在總線上形成邏輯環(huán)，邏輯環(huán)不固定，令牌傳遞和維護(hù)算法比環(huán)形復(fù)雜。環(huán)形復(fù)雜。 吞吐能力：令牌環(huán)數(shù)據(jù)吞吐能力高于令牌總線，原因在于控制吞吐能力：令牌環(huán)數(shù)據(jù)吞吐能力高于令牌總線，原因在于控制結(jié)構(gòu)上的差異。令牌總線是廣播式，數(shù)據(jù)、令牌、回答都要獨(dú)占介結(jié)構(gòu)上的差異。令牌總線是廣播式，數(shù)據(jù)、令牌、回答都要獨(dú)占介質(zhì)；令牌是順序循環(huán)訪問，一定條件下有并行工作的特性，其數(shù)據(jù)、質(zhì)；令牌是順序循環(huán)訪問，一定條件下有并行工作的特性，其數(shù)據(jù)、令牌、回答可同時(shí)傳遞。令牌、回答可同時(shí)傳遞。 穩(wěn)定性：在負(fù)載變化的環(huán)境中，

54、令牌環(huán)的穩(wěn)定性較令牌總線好。穩(wěn)定性：在負(fù)載變化的環(huán)境中，令牌環(huán)的穩(wěn)定性較令牌總線好。 確定性：兩種控制結(jié)構(gòu)的通訊方式一樣，確定性相同。確定性：兩種控制結(jié)構(gòu)的通訊方式一樣，確定性相同。 靈活性：總線是無源連接，信息傳輸又不需轉(zhuǎn)發(fā)，增減結(jié)點(diǎn)都靈活性：總線是無源連接，信息傳輸又不需轉(zhuǎn)發(fā)，增減結(jié)點(diǎn)都無須斷開原系統(tǒng)，可靠形和靈活性強(qiáng)于令牌環(huán)。無須斷開原系統(tǒng)，可靠形和靈活性強(qiáng)于令牌環(huán)。2工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的選型（1 1）大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型）大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型分散型控制模式，分散型控制模式，分三級：分三級： 分散過程控制級分散過程控制級 集中操作監(jiān)控級集中操作監(jiān)控級 綜合信息管理級綜合信息管理級 （2 2）中

55、小型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型）中小型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型(1)(1)大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型大型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型 大型系統(tǒng)常采用分散型控制的模式，系統(tǒng)主要分為三級，并大型系統(tǒng)常采用分散型控制的模式，系統(tǒng)主要分為三級，并采用縱向?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)，其網(wǎng)絡(luò)選型可按以下考慮。采用縱向?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)，其網(wǎng)絡(luò)選型可按以下考慮。 分散過程控制級：主要完成自動(dòng)調(diào)節(jié)和程序控制，可靠性、分散過程控制級：主要完成自動(dòng)調(diào)節(jié)和程序控制，可靠性、實(shí)時(shí)性要求較高。系統(tǒng)一般按調(diào)節(jié)回路或設(shè)備分布，呈典型遞階實(shí)時(shí)性要求較高。系統(tǒng)一般按調(diào)節(jié)回路或設(shè)備分布，呈典型遞階控制特性，橫向聯(lián)系少。該級數(shù)據(jù)量不大，數(shù)據(jù)包較短，地理分控制特性，橫向聯(lián)系少。該級數(shù)據(jù)量

56、不大，數(shù)據(jù)包較短，地理分布區(qū)域也較小。采用令牌總線、主從總線或星形結(jié)構(gòu)比較合適，布區(qū)域也較小。采用令牌總線、主從總線或星形結(jié)構(gòu)比較合適，從性能價(jià)格比考慮，主從總線結(jié)構(gòu)最佳。從性能價(jià)格比考慮，主從總線結(jié)構(gòu)最佳。 集中操作監(jiān)控級：該級數(shù)據(jù)處理量較大，數(shù)據(jù)包較長且規(guī)集中操作監(jiān)控級：該級數(shù)據(jù)處理量較大，數(shù)據(jù)包較長且規(guī)整，實(shí)時(shí)性、可靠性、靈活性也較高。系統(tǒng)一般按設(shè)備和功能混整，實(shí)時(shí)性、可靠性、靈活性也較高。系統(tǒng)一般按設(shè)備和功能混合分布，橫向聯(lián)系較多。因此，該級采用令牌總線較好。合分布，橫向聯(lián)系較多。因此，該級采用令牌總線較好。 綜合信息管理級：該級數(shù)據(jù)多且傳輸量大，系統(tǒng)按功能橫綜合信息管理級：該級數(shù)據(jù)多

57、且傳輸量大，系統(tǒng)按功能橫向分布，地域范圍廣，靈活性要求較低，工作站容量大。因此，向分布，地域范圍廣，靈活性要求較低，工作站容量大。因此，本級宜采用令牌環(huán)結(jié)構(gòu)。本級宜采用令牌環(huán)結(jié)構(gòu)。 (2)(2)中小型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型中小型系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)選型 對只有集中操作監(jiān)控級和分散過程控制級的中小型系統(tǒng)：對只有集中操作監(jiān)控級和分散過程控制級的中小型系統(tǒng)：兩級同時(shí)使用令牌總線。兩級同時(shí)使用令牌總線。 對傳輸量大、結(jié)點(diǎn)少且分散的場合：監(jiān)控級直接選用令對傳輸量大、結(jié)點(diǎn)少且分散的場合：監(jiān)控級直接選用令牌環(huán)較好。牌環(huán)較好。 老企業(yè)技術(shù)改造：星形結(jié)構(gòu)。老企業(yè)技術(shù)改造：星形結(jié)構(gòu)。8.2 8.2 分布式控制系統(tǒng)分布式控制

58、系統(tǒng)(DCS)(DCS) 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng) (Distributed Control System - (Distributed Control System - DCS)DCS)也稱集散控制系統(tǒng)。也稱集散控制系統(tǒng)。DCSDCS綜合了計(jì)算機(jī)綜合了計(jì)算機(jī)(Computer)(Computer)技術(shù)、技術(shù)、控制控制(Control)(Control)技術(shù)、技術(shù)、CRTCRT顯示技術(shù)、通信顯示技術(shù)、通信(Commmunication(Commmunication) )技術(shù)即技術(shù)即4C4C技術(shù)，集中了連續(xù)控制、批量控制、邏輯順序控技術(shù)，集中了連續(xù)控制、批量控制、邏輯順序控制、數(shù)據(jù)采集等功能

59、。制、數(shù)據(jù)采集等功能。8.2.1 DCS8.2.1 DCS概述概述8.2.2 DCS8.2.2 DCS的分散過程控制級的分散過程控制級8.2.3 DCS8.2.3 DCS的集中操作監(jiān)控級的集中操作監(jiān)控級8.2.4 DCS8.2.4 DCS的綜合信息管理級的綜合信息管理級8.2.1 DCS8.2.1 DCS概述概述 DCSDCS的體系結(jié)構(gòu)通常為三級。第一級為分散過程控的體系結(jié)構(gòu)通常為三級。第一級為分散過程控制級；第二級為集中操作監(jiān)控級；第三級為綜合信息管制級；第二級為集中操作監(jiān)控級；第三級為綜合信息管理級。各級之間由通訊網(wǎng)絡(luò)連接，級內(nèi)各裝置之間由本理級。各級之間由通訊網(wǎng)絡(luò)連接，級內(nèi)各裝置之間由本

60、級的通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信聯(lián)系。其典型的級的通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信聯(lián)系。其典型的DCSDCS體系結(jié)構(gòu)如體系結(jié)構(gòu)如下圖所示。下圖所示。(1) (1) 分散過程控制級構(gòu)成這一級的主要裝置有：分散過程控制級構(gòu)成這一級的主要裝置有： 現(xiàn)場控制站現(xiàn)場控制站( (工業(yè)控制機(jī)工業(yè)控制機(jī)) )； 可編程序控制器可編程序控制器(PLC)(PLC)； 智能調(diào)節(jié)器；智能調(diào)節(jié)器； 其它測控裝置。其它測控裝置。(2) (2) 集中操作監(jiān)控級集中操作監(jiān)控級 其具體組成包括：其具體組成包括：監(jiān)控計(jì)算機(jī)；監(jiān)控計(jì)算機(jī)；工程師顯示操作站；工程師顯示操作站；操作員顯示操作站。操作員顯示操作站。(3) (3) 綜合信息管理級綜合信息管理級 這一