第章 网络化仪器通信基础和体系结构.ppt

第2章 网络化仪器通信基础和体系结构 2.1 TCP/IP 2.2 计算机网络 2.3 网络化仪器的体系统结构 2.1 TCP/IP 2.1.1 TCP/IP参考模型 TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）协议集确立了Internet 的技术基础，其核心功能是寻址和路由选择（网络层的 IP/IPV6 ）以及传输控制（传输层的TCP、UDP）。 TCP/IP是Internet的基础协议，也是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。 传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型，其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是：物理层、数据链路层、网路层、传输层、会话层、表示层和应用层。： TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构（如图所示），每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为 （1）应用层 应用程序间沟通的层，它是TCP/IP系统的终端用户接口，该层包含了目前流行的、面向应用的协议，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、超文本传输协议（HTTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。 （2）传输层 在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。 （3）互连网络层 该层定义了互联网络协议（IP）的报文格式和传输过程。负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。 （4）网络接口层 对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。Internet上使用的一个关键的底层协议是网际协议，通常称IP协议。利用一个共同遵守的通信协议，从而使Internet成为一个允许连接不同类型的计算机和不同操作系统的网络。要使两台计算机彼此之间进行通信，必须使两台计算机使用同一种“语言”。通信协议正像两台计算机交换信息所使用的共同语言，它规定了通信双方在通信中所应共同遵守的约定。 2.1.2 TCP协议 TCP协议被称作一种端对端协议。它为两台计算机之间的连接起了重要作用：当一台计算机需要与另一台远程计算机连接时，TCP协议会让它们建立一个连接、发送和接收资料以及终止连接。TCP协议软件增加了确认重发、滑动窗口和复用/解复用等机制，提供面向连接的、可靠的流投递服务，使它能够自动适应网上的各种变化。即使在 Internet 暂时出现堵塞的情况下，TCP也能够保证通信的可靠。 2.1.3 IP协议 IP协议在TCP/IP协议集中是最主要的协议。TCP/IP协议集的其他协议都依靠IP来完成数据传递的基本功能，IP协议是Internet中的基础协议，它提供不可靠的、尽力的、无连接的数据报投递服务。 （1）不可靠的投递服务 （2）无连接的投递服务 （3）尽力的投递服务 2.2 计算机网络 计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物。 2.2.1 计算机网络的定义和分类 计算机网络通常定义为：将地理位置不同且具有独立功能的多个计算机系统通过通信线路和通信设备相互连接在一起、由网络操作系统和协议软件进行管理、能实现数据通信和资源共享的系统。 计算机网络按网络的地理覆盖范围分为广域网（WAN，Wide Area Network）、局域网（LAN，Local Area Network）和城域网（MAN，Metropolitan Area Network） 局域网的地理范围只有几公里，一般分布在一栋大楼内或一组建筑群中，往往是由一个单位或部门自行组建和使用，具有较高的传输速率（如10Mbps、100Mpbs，甚至更高）。局域网主要面向连接微型计算机和小型机，具有组建方便、投资少、经济实用的特点，是技术最成熟、应用最广泛的一种计算机网络。局域网类型很多，目前流行的主要是快速以太网以及高速局域网。 城域网也称为都市网，其地理范围通常覆盖一个城市或地区，距离约十几公里至几十公里。通常是将分布在都市范围的多种类型的LAN、计算机通过调制解调器或直接数字设备与线路（光纤或电缆）连接在一起所构成的计算机网络。一个MAN可能是某个大公司将分布在全市范围内多个办公地点的LAN连接起来的、公司自行使用的专用网，也可能是由电信公司组建的、