计算机网与现场总线概述.ppt

本章学习要求： 了解：计算机网络的形成与发展 掌握：计算机网络的定义、结构与组成 掌握：计算机网络的拓扑构型 掌握：计算机网络的分类方法 掌握：现场总线的定义、工业自动化的发展 掌握：现场总线的特点 了解： FF总线、Profibus现场总线、 CAN总线、 LonWorks现场总线 第一章 计算机网络与现场总线概述 网络——资源流通 物质网——铁路、公路、水路、航空 能源网——煤炭、石油、天然气、电力 信息网——烽火台、书信、电报、电话、广播、电视 、计算机网络 1.1计算机网络的形成与发展 一般认为，计算机网络的形成与发展大致经历了四个阶段： 第一阶段：计算机技术与通信技术相结合，形成计算机网络雏形 1946年，第一太电子计算机ENIAC诞生，计算机与通信没关系 20世纪50年代，美国半自动地面环境防空系统 60年代，美国航空公司订票系统SABRE 从严格意义上讲，不能算是计算机网络，是计算机——终端系统。 第二阶段：进行网络体系结构与协议研究，形成计算机网络(1) 计算机―计算机网络，由多台计算机通过通信线路连接起来的计算机-计算机网络，每台计算机都具有自主处理能力 ARPA网是这一阶段计算机网络的典型代表。 1969年，美国国防部高级研究计划局提供经费，提出将多个大学、公司、研究所的计算机互连。 第二阶段：进行网络体系结构与协议研究，形成计算机网络(2) 公共数据网PDN与局部网络LN迅速发展 数据通信采用PDN，租用线路的方式节省铺设线路的费用 PDN早期电话网模拟传输技术——后来采用数字传输和报文分组交换技术 1972年，加州大学研制了Newhall环网； 1974年，剑桥大学研制了Cambridge Ring环网； 1976年，Xerox公司研究了总线拓扑Ethernet网。 第三阶段：加速网络体系结构与协议的国际标准化的研究与应用 开放式标准化网络，从“封闭”到“开放” 20世纪70年代后期，开始提出发展计算机网络的国际标准化问题。ISO、CCITT、IEEE等都成立了专门的研究机构，研究计算机系统的互连、计算机网络协议标准化等问题。 1984年，ISO正式颁布了一个称为“开放系统互连基本参考模型”（OSI模型）的国际标准ISO7498。 APRA网——因特网 TCP/IP协议已成为事实上的国际标准 Ethernet、Token Bus、Token Ring—— 局域网三足鼎立 Novell NetWare、Windows NT sever等局域网操作系统 第四阶段：网络计算的新时代 全球信息高速公路 计算机网络也呈现出高速化、互连范围增加、应用广泛等特点。 三网融合(电信网络、有线电视网络、计算机网络） 1.2 计算机网络中的基本概念 1.2.1计算机网络的定义（三种定义） 计算机通信网络 以传输信息为主要目的，用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合。 资源共享的计算机网络 以能够相互共享资源的方式连接起来，并且各自具备独立功能的计算机系统的集合。 分布式计算机系统 计算机网络是一个对用户透明的、大的计算机系统，这个系统存在一个能为用户自动管理资源的网络操作系统，由它调用完成用户任务所需的资源。 计算机网络含义： （1）资源共享 （2）计算机具有自治功能 （3）具有统一的网络协议 1.2.2计算机网络的结构与组成 计算机网络的结构与组成 资源子网：负责信息处理 主要由主计算机系统、终端及各种软件资源与数据资源组成，负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种资源和网络服务。 通信子网：负责信息传递 由网络通信处理机CCP（Communication Control Processor）、通信线路与其它通信设备组成，主要完成整个网络的数据传输、存储转发等通信功能。 1.2.3计算机网络的拓扑结构 拓扑设计：计算机网络设计第一步，考虑计算机和终端的位置。保证一定的响应时间、吞吐量和可靠性的条件下，通过选择适当的线路、线路容量、连接方式与流量分配使整个网络结构合理，成本最低。 拓扑学：首先把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间的关系。 星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树形拓扑及网形 1）星形拓扑 星形拓扑是由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个节点组成。中央节点负责整个网络的通信控制，可以与网络中任何节点进行通信，非中央节点的两个节点不能直接通信。 2）总线拓扑 所有节点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输媒体上，它是一个能被总线上所有节点所使用的公共信道。 3）环形拓扑 每一个节点