1、DCS的网络与通信,工业网络的特点：,1. 快速实时响应能力 2. 具有极高的可靠性 3. 适应恶劣的工业现场环境 4. 分层结构,3. DCS的网络与通信,具有远程通信功能的多机系统,3. DCS的网络与通信,网络的分类,3. DCS的网络与通信,网络拓扑结构,3. DCS的网络与通信,传输介质,3. DCS的网络与通信,同轴电缆：基带50，10Mbps，100节点宽带75，50Mbps，1000节点抗干扰强，机械强度高，施工简单 双 绞 线：屏蔽（STP），非屏蔽（UTP）2Mbps/10Mbps/100Mbps抗干扰弱，施工简单，成本低 光 纤：100Mbps-1Gbps抗干扰极强，施工
2、复杂，成本高,传输介质,3. DCS的网络与通信,ISO/OSI参考模型,International Organization of Standardization Open System Interconnect Reference,3. DCS的网络与通信,ISO/OSI参考模型,3. DCS的网络与通信,对等层通信,3. DCS的网络与通信,CSMA/CD又被称之为“先听后讲，边听边讲”，其具体工作过程概括如下： （1）先侦听信道，如果信道空闲则发送信息。 （2）如果信道忙，则继续侦听，直到信道空闲时立即发送。 （3）发送信息后进行冲突检测，如发生冲突，立即停止发送，并向总线上发出一串阻
3、塞信号（连续几个字节全1），通知总线上各站点冲突已发生，使各站点重新开始侦听与竞争。 （4）已发出信息的各站点收到阻塞信号后，等待一段随机时间，重新进入侦听发送阶段。,CSMA/CD,3. DCS的网络与通信,CSMA/CD发送过程流程图,3. DCS的网络与通信,令牌总线访问控制方式（Token-Bus）是在综合了CSMA/CD访问控制方式和令牌环访问控制方式的优点基础上形成的一种介质访问控制方式。 令牌总线控制方式主要用于总线型或树型网络结构中。该方式是在物理总线上建立一个逻辑环。如图4-4所示，一个总线结构网络，如果指定每一个站点在逻辑上相互连接的前后地址，就可构成一个逻辑环。如图中AB
4、DEA（C站点没有连入令牌总线中）。,令牌总线,3. DCS的网络与通信,总线结构中的令牌,3. DCS的网络与通信,令牌环是一种适用于环形网络的分布式介质访问控制方式，已由IEEE802委员会建议成为局域网控制协议标准之一，即IEEE802.5标准。 在令牌环网中，令牌也叫通行证，它具有特殊的格式和标记。令牌有“忙（Busy）”和“空闲（Free）”两种状态。 具有广播特性的令牌环访问控制方式，还能使多个站点接收同一个信息帧，同时具有对发送站点自动应答的功能。其访问控制过程如图4-3所示。,令牌环,3. DCS的网络与通信,令牌环传送过程,3. DCS的网络与通信,重复器（Repeater）
5、 网桥（Bridge） 路由器（Router） 网关（Gateway）,网间互连设备,3. DCS的网络与通信,重复器（Repeater）,3. DCS的网络与通信,3. DCS的网络与通信,集线器(HUB),集线器(HUB) 可以说是一种特殊的中继器，作为网络传输介质间的中央节点，它克服了介质单一通道的缺陷。 数据从一个网络站发送到集线器上以后，就被中继到集线器中的其它所有端口，供网络上每一用户使用。 独立型集线器通常是最便宜的集线器，最适合于小型独立的工作小组、部门或者办公室。独立型集线器上均带有BNC接口，通常用于连接网络服务器。 选择集线器主要从网络站容量考虑端口数（8口、16口或24
6、口），从数据流考虑速度（10M、100M）。,3. DCS的网络与通信,网桥（Bridge）,3. DCS的网络与通信,3. DCS的网络与通信,网卡类型,按照网卡的连接速度，网卡可分为10M网卡、100M网卡、10M/100M自适应网卡和1000M网卡四种。 网卡根据总线类型来划分可以分为ISA、PCI和ELSA三种。 按接口来划分：网卡的接口有AUI接口（粗缆接口）、BNC接口（细缆接口）和RJ-45接口。 根据工作对象的不同:局域网中的网卡(也称之为以太网或Ethernet网卡)可以分为服务器专用网卡、PC网卡、笔记本电脑专用网卡和无线局域网网卡四种。,3. DCS的网络与通信,路由器（
7、Router）,3. DCS的网络与通信,网关（Gateway）,3. DCS的网络与通信,局域网的两个特点： 用带地址的帧来传送数据 不存在中间交换，不要求有路由选择,IEEE802标准的分层： 逻辑链路控制（LLC） 介质存取控制（MAC） 物理层（PS）,IEEE802局域网标准,3. DCS的网络与通信,IEEE802局域网标准,3. DCS的网络与通信,TCP/IP的特点：,1.开放式 2.抗毁性 3.可靠性,TCP/IP协议,3. DCS的网络与通信,1.链路层设备驱动程序，网络接口卡 2.网络层IP协议（网际协议）ICMP协议（互联网控制报文协议）IGMP协议（组管理协议） 3.
8、运输层TCP（传输控制协议）UDP（用户数据报协议） 4.应用层Telnet（远程登录）HTTP（超文本传输）FTP（文件传输协议）SMTP（简单邮件传送协议）SNMP（简单网络管理协议）,TCP/IP协议结构,3. DCS的网络与通信,TCP实现框架,3. DCS的网络与通信,局域网中进行FTP通信,3. DCS的网络与通信,美国Xerox公司和Stanford大学联合开发并于1975年提出的。,Ethernet的主要技术规范 l 拓扑结构：总线型。 l 介质访问控制方式：CSMA/CD。 l 传输速率：10Mbps。 l 传输介质：同轴电缆（50）或双绞线。 l 最大工作站数：1024个。
9、 l 最大传输距离：2.5km（采用中继器）。 l 报文长度：641518 Byte（不计报文前的同步序列）。,以太网（Ethernet）,3. DCS的网络与通信,以太网分类,3. DCS的网络与通信,（1）细缆以太网（10BASE-2） 10BASE-2以太网采用0.2英寸50的同轴电缆作为传输介质，传输速率为10Mbps。10BASE-2使用网卡自带的内部收发器（MAU）和BNC接口，采用T形接头就可将两端的工作站通过细缆连接起来，组网开销低，连接方便。 （2）双绞线以太网（10BASE-T） 10BASE-T以太网是使用非屏蔽双绞线电缆来连接的传输速率为10mbps的以太网。,以太网组
10、网方法,3. DCS的网络与通信,10BASE-2以太网连接,3. DCS的网络与通信,10BASE-T以太网连接,3. DCS的网络与通信,100BASE-T组网方法,3. DCS的网络与通信,FDDI光纤环网,FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 光纤分布式数据接口,3. DCS的网络与通信,介质访问控制方式与IEEE802.5相似。但802.5中采用的是单数据帧访问方式；而在FDDI中则采用多数据帧访问方式，即允许在环路中同时存在着多个数据帧，可提高信道利用率。,32位二进制（IPv4，IP第4版） IP地址由Intemet网络信息中心（Inte
11、rNIC）管理 共有5类IP地址，用字母A、B、C、D、E标识 每个IP地址由两部分组成：网络地址，主机地址 通常把这些地址用带点的十进制数表示成四个字节 例如222.222.222.45等,地址：唯一识别标志,3. DCS的网络与通信,A类IP地址的第一字节首位(二进制)是0，后七位表明网络号。后面3字节共24位表明主机地址。因此：A类地址从1.0.0.0到127.255.255.255。实际的每个A类地址支持16,774,214个用户地址。 B类IP地址的第一字节首二位(二进制)是10，后14位表明网络号。后面2字节共16位表明主机地址。即B类地址从128.1.0.0到191.255.25
12、5.255。实际的每个B类地址支持65534个唯一主机地址。 C类IP地址的第一字节首三位(二进制)是110,后21位表明网络号。后面1字节共8位表明主机地址。即C类地址从192.0.0.0到233.255.255.255。实际的每个C类地址支持254个唯一主机地址。 D类IP地址的第一字节首四位(二进制)是1100，它主要用于多信道广播，每路广播地址有唯一的网络地址。因此，D类地址从224.0.0.0到239.255.255.254。 E类IP地址由InterNIC保留，用于它们的研究，因此，一般用户是不能使用E类IP地址的。,3. DCS的网络与通信,3. DCS的网络与通信,A类地址：,
13、B类地址：,C类地址：,网络地址 广播地址,11.0.0.0,201.130.6.0,201.130.6.255,150.150.0.0,150.150.255.255,11.255.255.255,每个网络都有一个网络地址和一个广播地址，网络地址用于指明整个网络（不特指某个设备），广播用于发送信息给这个网络中的所有成员。 主机部分全部为0的是网络地址，主机部分全部为1的是广播地址。,网络地址和广播地址,3. DCS的网络与通信,两类不同的地址： 网络层地址，即IP地址 介质存取控制（MAC）层地址 例：00:80:3e:7a:0f:f000:80:3e:7a:0f:e6子网掩码: 判别是否属
14、于同一子网,3. DCS的网络与通信,划分子网,划分子网是从原来属于主机部分的地址中，借用一部分地址位作为子网。 一个无子网的网络可以划分成许多个子网 子网的划分使网络管理员更有弹性的管理网络和节约IP地址。,Network,Host,Network,Host,Subnet,无子网,带子网,3. DCS的网络与通信,子网掩码也是一组32位的数字，配合IP地址可以计算出网络的大小，进而判断目的地址的是否在同一子网。 子网掩码中，数值为1的部分是网络部分，数值为0的部分是主机部分。,3. DCS的网络与通信,集线器(HUB),集线器(HUB) 可以说是一种特殊的中继器，作为网络传输介质间的中央节点
15、，它克服了介质单一通道的缺陷。 数据从一个网络站发送到集线器上以后，就被中继到集线器中的其它所有端口，供网络上每一用户使用。 独立型集线器通常是最便宜的集线器，最适合于小型独立的工作小组、部门或者办公室。独立型集线器上均带有BNC接口，通常用于连接网络服务器。 选择集线器主要从网络站容量考虑端口数（8口、16口或24口），从数据流考虑速度（10M、100M）。,3. DCS的网络与通信,交换机提供了桥接能力以及在现存网络上增加带宽的功能。 用于L A N上的交换机与网桥相似，因为它们都运作在数据链路层(第2层)的M A C子层上，都检验着所有进入的网络流量的设备地址。与网桥还有一点相似，交换机
16、保持一张有关地址的信息表，并用该信息来决定如何过滤并转发L A N流量。 而与网桥不同，交换机采用交换技术来增加数据的输入输出总和和安装介质的带宽。一般交换机转发延迟很小，能经济地将网络分成小的冲突网域，为每个工作站提供更高的带宽。,交换机(Switch),3. DCS的网络与通信,交换机(Switch),1.局域网交换机根据使用的网络技术可以分为： 以大网交换机； 令牌环交换机； FDDI交换机； ATM交换机； 快速以太网交换机等。,3. DCS的网络与通信,2.根据交换机的结构分为： 固定端口交换机； 模块化交换机 3.根据交换机所在的协议层分为： 第二层交换机； 第三层交换机； 第四层交换机；,交换机(Switch),3. DCS的网络与通信,XDPS-400+ 网络,3. DCS的网络与通信,
