1. 常用的網路協議有哪些
常用的網路協議有TCP/IP協議、IPX/SPX協議、NetBEUI協議等。
1.TCP/IP協議
TCP/IP協議用得最多,只有TCP/IP協議允許與internet進行完全連接。現今流行的網路軟體和游戲大都支持TCP/IP協議。
2.IPX/SPX協議
IPX/SPX協議是Novell開發的專用於NetWare網路的協議,大部分可以聯機的游戲都支持IPX/SPX協議,例如星際、cs。雖然這些游戲都支持TCP/IP協議,但通過IPX/SPX協議更省事,不需要任何設置。IPX/SPX協議在區域網中的用途不大。它和TCP/IP協議的一個顯著不同是它不使用ip地址,而是使用mac地址。
為了能進行通信,規定每個終端都要將各自字元集中的字元先變換為標准字元集的字元後,才進入網路傳送,到達目的終端之後,再變換為該終端字元集的字元。當然,對於不相容終端,除了需變換字元集字元外還需轉換其他特性,如顯示格式、行長、行數、屏幕滾動方式等也需作相應的變換。
2. 計算機網路原理
你好
1.1 計算機網路及其分類
計算機網路,是指將地理位置不同的具有獨立功能的多台計算機及其外部設備,通過通信線路連接起來,在網路操作系統,網路管理軟體及網路通信協議的管理和協調下,實現資源共享和信息傳遞的計算機系統。
按廣義定義
關於計算機網路的最簡單定義是:一些相互連接的、以共享資源為目的的、自治的計算機的集合。
另外,從邏輯功能上看,計算機網路是以傳輸信息為基礎目的,用通信線路將多個計算機連接起來的計算機系統的集合。一個計算機網路組成包括傳輸介質和通信設備。
從用戶角度看,計算機網路它是這樣定義的:存在著一個能為用戶自動管理的網路操作系統。有它調用完成用戶所調用的資源,而整個網路像一個大的計算機系統一樣,對用戶是透明的。
一個比較通用的定義是:利用通信線路將地理上分散的、具有獨立功能的計算機系統和通信設備按不同的形式連接起來,以功能完善的網路軟體及協議實現資源共享和信息傳遞的系統。
從整體上來說計算機網路就是把分布在不同地理區域的計算機與專門的外部設備用通信線路互聯成一個規模大、功能強的系統,從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息,共享硬體、軟體、數據信息等資源。簡單來說,計算機網路就是由通信線路互相連接的許多自主工作的計算機構成的集合體。
按連接定義
計算機網路就是通過線路互連起來的、資質的計算機集合,確切的說就是將分布在不同地理位置上的具有獨立工作能力的計算機、終端及其附屬設備用通信設備和通信線路連接起來,並配置網路軟體,以實現計算機資源共享的系統。
按需求定義
計算機網路就是由大量獨立的、但相互連接起來的計算機來共同完成計算機任務。這些系統稱為計算機網路(computer networks)
1.1.1計算機網路及其功能
1.1.2計算機網路的分類
1.1.3通信與計算機網路相關標准化組織
1.2 計算機網路組成
1.2.1計算機網路的拓撲結構
1.2.2鏈路
所謂鏈路就是從一個節點到相鄰節點的一段物理線路,而中間沒有任何其他的交換節點。
補充:在進行數據通信時,兩個計算機之間的通信路徑往往要經過許多段這樣的鏈路。可見鏈路只是一條路徑的組成部分。
1.2.3網路節點
節點是指一台電腦或其他設備與一個有獨立地址和具有傳送或接收數據功能的網路相連。節點可以是工作站、客戶、網路用戶或個人計算機,還可以是伺服器、列印機和其他網路連接的設備。每一個工作站﹑伺服器、終端設備、網路設備,即擁有自己唯一網路地址的設備都是網路節點。整個網路就是由這許許多多的網路節點組成的,把許多的網路節點用通信線路連接起來,形成一定的幾何關系,這就是計算機網路拓撲。
各個網路節點通過網卡那裡獲得唯一的地址。每一張網卡在出廠的時候都會被廠家固化一個全球唯一的媒體介質訪問層(Media Access Control)地址﹐使用者是不可能變更此地址的。這樣的地址安排就如我們日常的家庭地址一樣﹐是用來區分各自的身份的。您的網路必須有能力去區別這一個地址有別於其它的地址。在網路裡面﹐有很多資料封包會由一個網路節點傳送到另一個網路節點﹐同時要確定封包會被正確的傳達目的地﹐而這個目的地就必須依靠這個網卡地址來認定了。
1.2.4協議
網路協議,也可簡稱協議,由三要素組成:
(1)語法:即數據與控制信息的結構或格式;
(2)語義:即需要發出何種控制信息,完成何種動作以及做出何種響應;
(3)時序,即事件實現順序的詳細說明。
計算機通信網是由許多具有信息交換和處理能力的節點互連而成的。要使整個網路有條不紊地工作, 就要求每個節點必須遵守一些事先約定好的有關數據格式及時序等的規則。 這些為實現網路數據交換而建立的規則、約定或標准就稱為網路協議。 協議是通信雙方為了實現通信而設計的約定或通話規則。
協議總是指某一層的協議。准確地說,它是在同等層之間的實體通信時,有關通信規則和約定的集合就是該層協議,例如物理層協議、傳輸層協議、應用層協議。
步驟
是一系列的步驟: 它包括兩方或多方,設計它的目的是要完成一項任務!
是對數據格式和計算機之間交換數據時必須遵守的規則的正式描述。簡單的說,網路中的計算機要能夠互相順利的通信,就必須講同樣的語言,語言就相當於協議,它分為Ethernet、NetBEUI、IPX/SPX以及TCP/IP協議。
特點
協議還有其他的特點:
1) 協議中的每個人都必須了解協議,並且預先知道所要完成的所有的步驟。
2) 協議中的每個人都必須同意並遵循它。
3) 協議必須是清楚的,每一步必須明確定義,並且不會引起誤解。
在計算機網路中用於規定信息的格式以及如何發送和接收信息的一套規則稱為網路協議或通信協議
協議也可以這樣說,就是連入網路的計算機都要遵循的一定的技術規范,關於硬體、軟體和埠等的技術規范。
網路是一個信息交換的場所,所有接入網路的計算機都可以通過彼此之間的物理連設備進行信息交換,這種物理設備包括最常見的電纜、光纜、無線WAP和微波等,但是單純擁有這些物理設備並不能實現信息的交換,這就好像人類的身體不能缺少大腦的支配一樣,信息交換還要具備軟體環境,這種「軟體環境」是人類事先規定好的一些規則,被稱作「協議」,有了協議,不同的電腦可以遵照相同的協議使用物理設備,並且不會造成相互之間的「不理解」。
這種協議很類似於「摩爾斯電碼」,簡單的一點一橫,經過排列可以有萬般變化,但是假如沒有「對照表」,誰也無法理解一新產生的協議也大多是在基層協議基礎上建立的,因而協議相對來說具有較高的安全機制,黑客很難發現協議中存在的安全問題直接入手進行網路攻擊。但是對於某些新型協議,因為出現時間短、考慮欠周到,也可能會因安全問題而被黑客利用。
對於網路協議的討論,更多人則認為:現今使用的基層協議在設計之初就存在安全隱患,因而無論網路進行什麼樣的改動,只要現今這種網路體系不進行根本變革,就一定無法消除其潛在的危險性。
數據在IP互聯網中傳送時會被封裝為報文或封包。IP協議的獨特之處在於:在報文交換網路中主機在傳輸數據之前,無須與先前未曾通信過的目的主機預先建立好一條特定的「通路」。互聯網協議提供了一種「不可靠的」數據包傳輸機制(也被稱作「盡力而為」);也就是說,它不保證數據能准確的傳輸。數據包在到達的時候可能已經損壞,順序錯亂(與其它一起傳送的封包相比),產生冗餘包,或者全部丟失。如果 應用需要保證可靠性,一般需要採取其他的方法,例如利用IP的上層協議控制。
網路協議通常由語法,語義和定時關系3部分組成。網路傳輸協議或簡稱為傳送協議(Communications Protocol),是指計算機通信的共同語言。現在最普及的計算機通信為網路通信,所以「傳送協議」一般都指計算機通信的傳送協議,如:TCP/IP、NetBEUI等。然而,傳送協議也存在於計算機的其他形式通信,例如:面向對象編程裡面對象之間的通信;操作系統內不同程序之間的消息,都需要有一個傳送協議,以確保傳信雙方能夠溝通無間。
其他含義
協商:雙方協議提高價格 對共同達到統一目的 可制定協議。
通俗概念:協議是做某些事情之前共同協商,共同達到統一目的,對統一達成問題作為書面形式共同約束。
協商好了就點仁義、仗義。協議要是用上了,那就是沒意義了,也就是證明即將要結束協議。
定義
協議(protocol)是指兩個或兩個以上實體為了開展某項活動,經過協商後達成的一致意見。協議總是指某一層的協議。准確地說,它是在同等層之間的實體通信時,有關通信規則和約定的集合就是該層協議,例如物理層協議、傳輸層協議、應用層協議。
1.3課外實踐參考——構建一個簡單的區域網絡
1.3.1雙絞線
雙絞線(Twisted Pair)是由兩條相互絕緣的導線按照一定的規格互相纏繞(一般以逆時針纏繞)在一起而製成的一種通用配線,屬於信息通信網路傳輸介質。雙絞線過去主要是用來傳輸模擬信號的,但現在同樣適用於數字信號的傳輸。
雙絞線是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質。
雙絞線是由一對相互絕緣的金屬導線絞合而成。採用這種方式,不
滿意請採納
3. 關於51單片機上實現modbus協議
你找一個MODBUS的協議詳細資料好好看看,就是一種通訊約定,你按照它規定的格式通訊就可以了
協議發送給詢問方。 Modbus協議包括ASCII、RTU、TCP等,並沒有規定物理層。此協議定義了控制器能夠認識和使用的消息結構,而不管它們是經過何種網路進行通信的。標準的Modicon控制器使用RS232C實現串列的Modbus。Modbus的ASCII、RTU協議規定了消息、數據的結構、命令和就答的方式,數據通訊採用Maser/Slave方式,Master端發出數據請求消息,Slave端接收到正確消息後就可以發送數據到Master端以響應請求;Master端也可以直接發消息修改Slave端的數據,實現雙向讀寫。 Modbus協議需要對數據進行校驗,串列協議中除有奇偶校驗外,ASCII模式採用LRC校驗,RTU模式採用16位CRC校驗,但TCP模式沒有額外規定校驗,因為TCP協議是一個面向連接的可靠協議。另外,Modbus採用主從方式定時收發數據,在實際使用中如果某Slave站點斷開後(如故障或關機),Master端可以診斷出來,而當故障修復後,網路又可自動接通。因此,Modbus協議的可靠性較好。 下面我來簡單的給大家介紹一下,對於Modbus的ASCII、RTU和TCP協議來說,其中TCP和RTU協議非常類似,我們只要把RTU協議的兩個位元組的校驗碼去掉,然後在RTU協議的開始加上5個0和一個6並通過TCP/IP網路協議發送出去即可。所以在這里我僅介紹一下Modbus的ASCII和RTU協議。 下表是ASCII協議和RTU協議進行的比較: 協議 開始標記 結束標記 校驗 傳輸效率 程序處理
ASCII :(冒號) CR,LF LRC 低 直觀,簡單,易調試
RTU 無 無 CRC 高 不直觀,稍復雜
通過比較可以看到,ASCII協議和RTU協議相比擁有開始和結束標記,因此在進行程序處理時能更加方便,而且由於傳輸的都是可見的ASCII字元,所以進行調試時就更加的直觀,另外它的LRC校驗也比較容易。但是因為它傳輸的都是可見的ASCII字元,RTU傳輸的數據每一個位元組ASCII都要用兩個位元組來傳輸,比如RTU傳輸一個十六進制數0xF9,ASCII就需要傳輸』F』』9』的ASCII碼0x39和0x46兩個位元組,這樣它的傳輸的效率就比較低。所以一般來說,如果所需要傳輸的數據量較小可以考慮使用ASCII協議,如果所需傳輸的數據量比較大,最好能使用RTU協議。
下面對兩種協議的校驗進行一下介紹。
1、LRC校驗
LRC域是一個包含一個8位二進制值的位元組。LRC值由傳輸設備來計算並放到消息幀中,接收設備在接收消息的過程中計算LRC,並將它和接收到消息中LRC域中的值比較,如果兩值不等,說明有錯誤。
LRC校驗比較簡單,它在ASCII協議中使用,檢測了消息域中除開始的冒號及結束的回車換行號外的內容。它僅僅是把每一個需要傳輸的數據按位元組疊加後取反加1即可。下面是它的VC代碼:
BYTE GetCheckCode(const char * pSendBuf, int nEnd)//獲得校驗碼
{
BYTE byLrc = 0;
char pBuf[4];
int nData = 0;
for(i=1; i<end; i+=2) //i初始為1,避開「開始標記」冒號
{
//每兩個需要發送的ASCII碼轉化為一個十六進制數
pBuf [0] = pSendBuf [i];
pBuf [1] = pSendBuf [i+1];
pBuf [2] = '\0';
sscanf(pBuf,"%x",& nData);
byLrc += nData;
}
byLrc = ~ byLrc;
byLrc ++;
return byLrc;
}
2、CRC校驗
CRC域是兩個位元組,包含一16位的二進制值。它由傳輸設備計算後加入到消息中。接收設備重新計算收到消息的CRC,並與接收到的CRC域中的值比較,如果兩值不同,則有誤。
CRC是先調入一值是全「1」的16位寄存器,然後調用一過程將消息中連續的8位位元組各當前寄存器中的值進行處理。僅每個字元中的8Bit數據對CRC有效,起始位和停止位以及奇偶校驗位均無效。
CRC產生過程中,每個8位字元都單獨和寄存器內容相或(OR),結果向最低有效位方向移動,最高有效位以0填充。LSB被提取出來檢測,如果LSB為1,寄存器單獨和預置的值或一下,如果LSB為0,則不進行。整個過程要重復8次。在最後一位(第8位)完成後,下一個8位位元組又單獨和寄存器的當前值相或。最終寄存器中的值,是消息中所有的位元組都執行之後的CRC值。
CRC添加到消息中時,低位元組先加入,然後高位元組。下面是它的VC代碼:
WORD GetCheckCode(const char * pSendBuf, int nEnd)//獲得校驗碼
{
WORD wCrc = WORD(0xFFFF);
for(int i=0; i<nEnd; i++)
{
wCrc ^= WORD(BYTE(pSendBuf[i]));
for(int j=0; j<8; j++)
{
if(wCrc & 1)
{
wCrc >>= 1;
wCrc ^= 0xA001;
}
else
{
wCrc >>= 1;
}
}
}
return wCrc;
}
對於一條RTU協議的命令可以簡單的通過以下的步驟轉化為ASCII協議的命令:
1、 把命令的CRC校驗去掉,並且計算出LRC校驗取代。
2、 把生成的命令串的每一個位元組轉化成對應的兩個位元組的ASCII碼,比如0x03轉化成0x30,0x33(0的ASCII碼和3的ASCII碼)。
3、 在命令的開頭加上起始標記「:」,它的ASCII碼為0x3A。
4、 在命令的尾部加上結束標記CR,LF(0xD,0xA),此處的CR,LF表示回車和換行的ASCII碼。
所以以下我們僅介紹RTU協議即可,對應的ASCII協議可以使用以上的步驟來生成。
下表是Modbus支持的功能碼:
功能碼 名稱 作用
01 讀取線圈狀態 取得一組邏輯線圈的當前狀態(ON/OFF)
02 讀取輸入狀態 取得一組開關輸入的當前狀態(ON/OFF)
03 讀取保持寄存器 在一個或多個保持寄存器中取得當前的二進制值
04 讀取輸入寄存器 在一個或多個輸入寄存器中取得當前的二進制值
05 強置單線圈 強置一個邏輯線圈的通斷狀態
06 預置單寄存器 把具體二進值裝入一個保持寄存器
07 讀取異常狀態 取得8個內部線圈的通斷狀態,這8個線圈的地址由控制器決定
08 回送診斷校驗 把診斷校驗報文送從機,以對通信處理進行評鑒
09 編程(只用於484) 使主機模擬編程器作用,修改PC從機邏輯
10 控詢(只用於484) 可使主機與一台正在執行長程序任務從機通信,探詢該從機是否已完成其操作任務,僅在含有功能碼9的報文發送後,本功能碼才發送
11 讀取事件計數 可使主機發出單詢問,並隨即判定操作是否成功,尤其是該命令或其他應答產生通信錯誤時
12 讀取通信事件記錄 可是主機檢索每台從機的Modbus事務處理通信事件記錄。如果某項事務處理完成,記錄會給出有關錯誤
13 編程(184/384 484 584) 可使主機模擬編程器功能修改PC從機邏輯
14 探詢(184/384 484 584) 可使主機與正在執行任務的從機通信,定期控詢該從機是否已完成其程序操作,僅在含有功能13的報文發送後,本功能碼才得發送
15 強置多線圈 強置一串連續邏輯線圈的通斷
16 預置多寄存器 把具體的二進制值裝入一串連續的保持寄存器
17 報告從機標識 可使主機判斷編址從機的類型及該從機運行指示燈的狀態
18 (884和MICRO 84) 可使主機模擬編程功能,修改PC狀態邏輯
19 重置通信鏈路 發生非可修改錯誤後,是從機復位於已知狀態,可重置順序位元組
20 讀取通用參數(584L) 顯示擴展存儲器文件中的數據信息
21 寫入通用參數(584L) 把通用參數寫入擴展存儲文件,或修改之
22~64 保留作擴展功能備用
65~72 保留以備用戶功能所用 留作用戶功能的擴展編碼
73~119 非法功能
120~127 保留 留作內部作用
128~255 保留 用於異常應答
在這些功能碼中較長使用的是1、2、3、4、5、6號功能碼,使用它們即可實現對下位機的數字量和模擬量的讀寫操作。
1、讀可讀寫數字量寄存器(線圈狀態):
計算機發送命令:[設備地址] [命令號01] [起始寄存器地址高8位] [低8位] [讀取的寄存器數高8位] [低8位] [CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位]
例:[11][01][00][13][00][25][CRC低][CRC高]
意義如下:
<1>設備地址:在一個485匯流排上可以掛接多個設備,此處的設備地址表示想和哪一個設備通訊。例子中為想和17號(十進制的17是十六進制的11)通訊。
<2>命令號01:讀取數字量的命令號固定為01。
<3>起始地址高8位、低8位:表示想讀取的開關量的起始地址(起始地址為0)。比如例子中的起始地址為19。
<4>寄存器數高8位、低8位:表示從起始地址開始讀多少個開關量。例子中為37個開關量。
<5>CRC校驗:是從開頭一直校驗到此之前。在此協議的最後再作介紹。此處需要注意,CRC校驗在命令中的高低位元組的順序和其他的相反。
設備響應:[設備地址] [命令號01] [返回的位元組個數][數據1][數據2]...[數據n][CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位]
例:[11][01][05][CD][6B][B2][0E][1B][CRC低][CRC高]
意義如下:
<1>設備地址和命令號和上面的相同。
<2>返回的位元組個數:表示數據的位元組個數,也就是數據1,2...n中的n的值。
<3>數據1...n:由於每一個數據是一個8位的數,所以每一個數據表示8個開關量的值,每一位為0表示對應的開關斷開,為1表示閉合。比如例子中,表示20號(索引號為19)開關閉合,21號斷開,22閉合,23閉合,24斷開,25斷開,26閉合,27閉合...如果詢問的開關量不是8的整倍數,那麼最後一個位元組的高位部分無意義,置為0。
<4>CRC校驗同上。
2、讀只可讀數字量寄存器(輸入狀態):
和讀取線圈狀態類似,只是第二個位元組的命令號不再是1而是2。
3、寫數字量(線圈狀態):
計算機發送命令:[設備地址] [命令號05] [需下置的寄存器地址高8位] [低8位] [下置的數據高8位] [低8位] [CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位]
例:[11][05][00][AC][FF][00][CRC低][CRC高]
意義如下:
<1>設備地址和上面的相同。
<2>命令號:寫數字量的命令號固定為05。
<3>需下置的寄存器地址高8位,低8位:表明了需要下置的開關的地址。
<4>下置的數據高8位,低8位:表明需要下置的開關量的狀態。例子中為把該開關閉合。注意,此處只可以是[FF][00]表示閉合[00][00]表示斷開,其他數值非法。
<5>注意此命令一條只能下置一個開關量的狀態。
設備響應:如果成功把計算機發送的命令原樣返回,否則不響應。
4、讀可讀寫模擬量寄存器(保持寄存器):
計算機發送命令:[設備地址] [命令號03] [起始寄存器地址高8位] [低8位] [讀取的寄存器數高8位] [低8位] [CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位]
例:[11][03][00][6B][00][03][CRC低][CRC高]
意義如下:
<1>設備地址和上面的相同。
<2>命令號:讀模擬量的命令號固定為03。
<3>起始地址高8位、低8位:表示想讀取的模擬量的起始地址(起始地址為0)。比如例子中的起始地址為107。
<4>寄存器數高8位、低8位:表示從起始地址開始讀多少個模擬量。例子中為3個模擬量。注意,在返回的信息中一個模擬量需要返回兩個位元組。
設備響應:[設備地址] [命令號03] [返回的位元組個數][數據1][數據2]...[數據n][CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位]
例:[11][03][06][02][2B][00][00][00][64][CRC低][CRC高]
意義如下:
<1>設備地址和命令號和上面的相同。
<2>返回的位元組個數:表示數據的位元組個數,也就是數據1,2...n中的n的值。例子中返回了3個模擬量的數據,因為一個模擬量需要2個位元組所以共6個位元組。
<3>數據1...n:其中[數據1][數據2]分別是第1個模擬量的高8位和低8位,[數據3][數據4]是第2個模擬量的高8位和低8位,以此類推。例子中返回的值分別是555,0,100。
<4>CRC校驗同上。
5、讀只可讀模擬量寄存器(輸入寄存器):
和讀取保存寄存器類似,只是第二個位元組的命令號不再是2而是4。
6、寫單個模擬量寄存器(保持寄存器):
計算機發送命令:[設備地址] [命令號06] [需下置的寄存器地址高8位] [低8位] [下置的數據高8位] [低8位] [CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位]
例:[11][06][00][01][00][03][CRC低][CRC高]
意義如下:
<1>設備地址和上面的相同。
<2>命令號:寫模擬量的命令號固定為06。
<3>需下置的寄存器地址高8位,低8位:表明了需要下置的模擬量寄存器的地址。
<4>下置的數據高8位,低8位:表明需要下置的模擬量數據。比如例子中就把1號寄存器的值設為3。
<5>注意此命令一條只能下置一個模擬量的狀態。
設備響應:如果成功把計算機發送的命令原樣返回,否則不響應。
4. 什麼是乙太網乙太網協議又是什麼
乙太網技術的最初進展來自於施樂帕洛阿爾托研究中心的許多先鋒技術項目中的一個。人們通常認為乙太網發明於1973年,當年羅伯特.梅特卡夫(Robert Metcalfe)給他PARC的老闆寫了一篇有關乙太網潛力的備忘錄。但是梅特卡夫本人認為乙太網是之後幾年才出現的。在1976年,梅特卡夫和他的助手David Boggs發表了一篇名為《乙太網:局域計算機網路的分布式包交換技術》的文章。
1979年,梅特卡夫為了開發個人電腦和區域網離開了施樂,成立了3Com公司。3com對迪吉多, 英特爾, 和施樂進行游說,希望與他們一起將乙太網標准化、規范化。這個通用的乙太網標准於1980年9月30日出台。當時業界有兩個流行的非公有網路標准令牌環網和ARCNET,在乙太網大潮的沖擊下他們很快萎縮並被取代。而在此過程中,3Com也成了一個國際化的大公司。
梅特卡夫曾經開玩笑說,Jerry Saltzer為3Com的成功作出了貢獻。Saltzer在一篇與他人合著的很有影響力的論文中指出,在理論上令牌環網要比乙太網優越。受到此結論的影響,很多電腦廠商或猶豫不決或決定不把乙太網介面做為機器的標准配置,這樣3Com才有機會從銷售乙太網網卡大賺。這種情況也導致了另一種說法「乙太網不適合在理論中研究,只適合在實際中應用」。也許只是句玩笑話,但這說明了這樣一個技術觀點:通常情況下,網路中實際的數據流特性與人們在區域網普及之前的估計不同,而正是因為乙太網簡單的結構才使區域網得以普及。梅特卡夫和Saltzer曾經在麻省理工學院 MAC項目(Project MAC)的同一層樓里工作,當時他正在做自己的哈佛大學畢業論文,在此期間奠定了乙太網技術的理論基礎。
乙太網(Ethernet)。指的是由Xerox公司創建並由Xerox,Intel和DEC公司聯合開發的基帶區域網規范。乙太網絡使用CSMA/CD(載波監聽多路訪問及沖突檢測技術)技術,並以10M/S的速率運行在多種類型的電纜上。乙太網與IEEE802·3系列標准相類似。
它不是一種具體的網路,是一種技術規范。
乙太網是當今現有區域網採用的最通用的通信協議標准。該標準定義了在區域網(LAN)中採用的電纜類型和信號處理方法。乙太網在互聯設備之間以10~100Mbps的速率傳送信息包,雙絞線電纜10 Base T乙太網由於其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成為應用最為廣泛的乙太網技術。直擴的無線乙太網可達11Mbps,許多製造供應商提供的產品都能採用通用的軟體協議進行通信,開放性最好。
[編輯本段]乙太網的分類和發展
一、標准乙太網
開始乙太網只有10Mbps的吞吐量,使用的是CSMA/CD(帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問)的訪問控制方法,這種早期的10Mbps乙太網稱之為標准乙太網。乙太網主要有兩種傳輸介質,那就是雙絞線和光纖。所有的乙太網都遵循IEEE 802.3標准,下面列出是IEEE 802.3的一些乙太網絡標准,在這些標准中前面的數字表示傳輸速度,單位是「Mbps」,最後的一個數字表示單段網線長度(基準單位是100m),Base表示「基帶」的意思,Broad代表「帶寬」。
·10Base-5 使用粗同軸電纜,最大網段長度為500m,基帶傳輸方法;
·10Base-2 使用細同軸電纜,最大網段長度為185m,基帶傳輸方法;
·10Base-T 使用雙絞線電纜,最大網段長度為100m;
· 1Base-5 使用雙絞線電纜,最大網段長度為500m,傳輸速度為1Mbps;
·10Broad-36 使用同軸電纜(RG-59/U CATV),最大網段長度為3600m,是一種寬頻傳輸方式;
·10Base-F 使用光纖傳輸介質,傳輸速率為10Mbps;
二、快速乙太網
隨著網路的發展,傳統標準的乙太網技術已難以滿足日益增長的網路數據流量速度需求。在1993年10月以前,對於要求10Mbps以上數據流量的LAN應用,只有光纖分布式數據介面(FDDI)可供選擇,但它是一種價格非常昂貴的、基於100Mpbs光纜的LAN。1993年10月,Grand Junction公司推出了世界上第一台快速乙太網集線器Fastch10/100和網路介面卡FastNIC100,快速乙太網技術正式得以應用。隨後Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相繼推出自己的快速乙太網裝置。與此同時,IEEE802工程組亦對100Mbps乙太網的各種標准,如100BASE-TX、100BASE-T4、MII、中繼器、全雙工等標准進行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE-T快速乙太網標准(Fast Ethernet),就這樣開始了快速乙太網的時代。
快速乙太網與原來在100Mbps帶寬下工作的FDDI相比它具有許多的優點,最主要體現在快速乙太網技術可以有效的保障用戶在布線基礎實施上的投資,它支持3、4、5類雙絞線以及光纖的連接,能有效的利用現有的設施。 快速乙太網的不足其實也是乙太網技術的不足,那就是快速乙太網仍是基於CSMA/CD技術,當網路負載較重時,會造成效率的降低,當然這可以使用交換技術來彌補。 100Mbps快速乙太網標准又分為:100BASE-TX 、100BASE-FX、100BASE-T4三個子類。
· 100BASE-TX:是一種使用5類數據級無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速乙太網技術。它使用兩對雙絞線,一對用於發送,一對用於接收數據。在傳輸中使用4B/5B編碼方式,信號頻率為125MHz。符合EIA586的5類布線標准和IBM的SPT 1類布線標准。使用同10BASE-T相同的RJ-45連接器。它的最大網段長度為100米。它支持全雙工的數據傳輸。
· 100BASE-FX:是一種使用光纜的快速乙太網技術,可使用單模和多模光纖(62.5和125um) 多模光纖連接的最大距離為550米。單模光纖連接的最大距離為3000米。在傳輸中使用4B/5B編碼方式,信號頻率為125MHz。它使用MIC/FDDI連接器、ST連接器或SC連接器。它的最大網段長度為150m、412m、2000m或更長至10公里,這與所使用的光纖類型和工作模式有關,它支持全雙工的數據傳輸。100BASE-FX特別適合於有電氣干擾的環境、較大距離連接、或高保密環境等情況下的適用。
· 100BASE-T4:是一種可使用3、4、5類無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速乙太網技術。100Base-T4使用4對雙絞線,其中的三對用於在33MHz的頻率上傳輸數據,每一對均工作於半雙工模式。第四對用於CSMA/CD沖突檢測。在傳輸中使用8B/6T編碼方式,信號頻率為25MHz,符合EIA586結構化布線標准。它使用與10BASE-T相同的RJ-45連接器,最大網段長度為100米。
三、千兆乙太網
千兆乙太網技術作為最新的高速乙太網技術,給用戶帶來了提高核心網路的有效解決方案,這種解決方案的最大優點是繼承了傳統以太技術價格便宜的優點。 千兆技術仍然是以太技術,它採用了與10M乙太網相同的幀格式、幀結構、網路協議、全/半雙工工作方式、流控模式以及布線系統。由於該技術不改變傳統乙太網的桌面應用、操作系統,因此可與10M或100M的乙太網很好地配合工作。升級到千兆乙太網不必改變網路應用程序、網管部件和網路操作系統,能夠最大程度地投資保護。 為了能夠偵測到64Bytes資料框的碰撞,Gigabit Ethernet所支持的距離更短。Gigabit Ethernet 支持的網路類型,如下表所示:
傳輸介質 距離
1000Base-CX Copper STP 25m
1000Base-T Copper Cat 5 UTP 100m
1000Base-SX Multi-mode Fiber 500m
1000Base-LX Single-mode Fiber 3000m
千兆乙太網技術有兩個標准:IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纖和短程銅線連接方案的標准。IEEE802.3ab制定了五類雙絞線上較長距離連接方案的標准。
1. IEEE802.3z
IEEE802.3z工作組負責制定光纖(單模或多模)和同軸電纜的全雙工鏈路標准。IEEE802.3z定義了基於光纖和短距離銅纜的1000Base-X,採用8B/10B編碼技術,信道傳輸速度為1.25Gbit/s,去耦後實現1000Mbit/s傳輸速度。 IEEE802.3z具有下列千兆乙太網標准:
· 1000Base-SX 只支持多模光纖,可以採用直徑為62.5um或50um的多模光纖,工作波長為770-860nm,傳輸距離為220-550m。
· 1000Base-LX 多模光纖:可以採用直徑為62.5um或50um的多模光纖,工作波長范圍為1270-1355nm,傳輸距離為550m。
單模光纖:可以支持直徑為9um或10um的單模光纖,工作波長范圍為1270-1355nm,傳輸距離為5km左右。
· 1000Base-CX 採用150歐屏蔽雙絞線(STP),傳輸距離為25m。
2. IEEE802.3ab
IEEE802.3ab工作組負責制定基於UTP的半雙工鏈路的千兆乙太網標准,產生IEEE802.3ab標准及協議。IEEE802.3ab定義基於5類UTP的1000Base-T標准,其目的是在5類UTP上以1000Mbit/s速率傳輸100m。 IEEE802.3ab標準的意義主要有兩點:
(1) 保護用戶在5類UTP布線系統上的投資。
(2) 1000Base-T是100Base-T自然擴展,與10Base-T、100Base-T完全兼容。不過,在5類UTP上達到1000Mbit/s的傳輸速率需要解決5類UTP的串擾和衰減問題,因此,使IEEE802.3ab工作組的開發任務要比IEEE802.3z復雜些
四、萬兆乙太網
萬兆乙太網規范包含在 IEEE 802.3 標準的補充標准 IEEE 802.3ae 中,它擴展了 IEEE 802.3 協議和 MAC 規范使其支持 10Gb/s 的傳輸速率。除此之外,通過 WAN 界面子層(WIS:WAN interface sublayer),10千兆位乙太網也能被調整為較低的傳輸速率,如 9.584640 Gb/s (OC-192),這就允許10千兆位乙太網設備與同步光纖網路(SONET) STS -192c 傳輸格式相兼容。
· 10GBASE-SR 和 10GBASE-SW 主要支持短波(850 nm)多模光纖(MMF),光纖距離為 2m 到 300 m 。
10GBASE-SR 主要支持「暗光纖」(dark fiber),暗光纖是指沒有光傳播並且不與任何設備連接的光纖。
10GBASE-SW 主要用於連接 SONET 設備,它應用於遠程數據通信。
· 10GBASE-LR 和 10GBASE-LW 主要支持長波(1310nm)單模光纖(SMF),光纖距離為 2m 到 10km (約32808英尺)。
10GBASE-LW 主要用來連接 SONET 設備時,
10GBASE-LR 則用來支持「暗光纖」(dark fiber)。
· 10GBASE-ER 和 10GBASE-EW 主要支持超長波(1550nm)單模光纖(SMF),光纖距離為 2m 到 40km (約131233英尺)。
10GBASE-EW 主要用來連接 SONET 設備,
10GBASE-ER 則用來支持「暗光纖」(dark fiber)。
· 10GBASE-LX4 採用波分復用技術,在單對光纜上以四倍光波長發送信號。系統運行在 1310nm 的多模或單模暗光纖方式下。該系統的設計目標是針對於 2m 到 300 m 的多模光纖模式或 2m 到 10km 的單模光纖模式。
△ 乙太網的連接
[編輯本段]拓撲結構
匯流排型:所需的電纜較少、價格便宜、管理成本高,不易隔離故障點、採用共享的訪問機制,易造成網路擁塞。早期乙太網多使用匯流排型的拓撲結構,採用同軸纜作為傳輸介質,連接簡單,通常在小規模的網路中不需要專用的網路設備,但由於它存在的固有缺陷,已經逐漸被以集線器和交換機為核心的星型網路所代替。
星型:管理方便、容易擴展、需要專用的網路設備作為網路的核心節點、需要更多的網線、對核心設備的可靠性要求高。採用專用的網路設備(如集線器或交換機)作為核心節點,通過雙絞線將區域網中的各台主機連接到核心節點上,這就形成了星型結構。星型網路雖然需要的線纜比匯流排型多,但布線和連接器比匯流排型的要便宜。此外,星型拓撲可以通過級聯的方式很方便的將網路擴展到很大的規模,因此得到了廣泛的應用,被絕大部分的乙太網所採用。
[編輯本段]傳輸介質
乙太網可以採用多種連接介質,包括同軸纜、雙絞線和光纖等。其中雙絞線多用於從主機到集線器或交換機的連接,而光纖則主要用於交換機間的級聯和交換機到路由器間的點到點鏈路上。同軸纜作為早期的主要連接介質已經逐漸趨於淘汰。
注意區分雙絞線中的直通線和交叉線兩種連線方法.
以下連接應使用直通電纜:
交換機到路由器乙太網埠
計算機到交換機
計算機到集線器
交叉電纜用於直接連接 LAN 中的下列設備:
交換機到交換機
交換機到集線器
集線器到集線器
路由器到路由器的乙太網埠連接
計算機到計算機
計算機到路由器的乙太網埠
CSMA/CD共享介質乙太網
帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問 (CSMA/CD)技術規定了多台電腦共享一個通道的方法。這項技術最早出現在1960年代由夏威夷大學開發的ALOHAnet,它使用無線電波為載體。這個方法要比令牌環網或者主控制網要簡單。當某台電腦要發送信息時,必須遵守以下規則:
開始 - 如果線路空閑,則啟動傳輸,否則轉到第4步 發送 - 如果檢測到沖突,繼續發送數據直到達到最小報文時間 (保證所有其他轉發器和終端檢測到沖突),再轉到第4步. 成功傳輸 - 向更高層的網路協議報告發送成功,退出傳輸模式。 線路忙 - 等待,直到線路空閑 線路進入空閑狀態 - 等待一個隨機的時間,轉到第1步,除非超過最大嘗試次數 超過最大嘗試傳輸次數 - 向更高層的網路協議報告發送失敗,退出傳輸模式 就像在沒有主持人的座談會中,所有的參加者都通過一個共同的媒介(空氣)來相互交談。每個參加者在講話前,都禮貌地等待別人把話講完。如果兩個客人同時開始講話,那麼他們都停下來,分別隨機等待一段時間再開始講話。這時,如果兩個參加者等待的時間不同,沖突就不會出現。如果傳輸失敗超過一次,將採用退避指數增長時間的方法(退避的時間通過截斷二進制指數退避演算法(truncated binary exponential backoff)來實現)。
最初的乙太網是採用同軸電纜來連接各個設備的。電腦通過一個叫做附加單元介面(Attachment Unit Interface,AUI)的收發器連接到電纜上。一根簡單網線對於一個小型網路來說還是很可靠的,對於大型網路來說,某處線路的故障或某個連接器的故障,都會造成乙太網某個或多個網段的不穩定。
因為所有的通信信號都在共用線路上傳輸,即使信息只是發給其中的一個終端(destination),某台電腦發送的消息都將被所有其他電腦接收。在正常情況下,網路介面卡會濾掉不是發送給自己的信息,接收目標地址是自己的信息時才會向CPU發出中斷請求,除非網卡處於混雜模式(Promiscuous mode)。這種「一個說,大家聽」的特質是共享介質乙太網在安全上的弱點,因為乙太網上的一個節點可以選擇是否監聽線路上傳輸的所有信息。共享電纜也意味著共享帶寬,所以在某些情況下乙太網的速度可能會非常慢,比如電源故障之後,當所有的網路終端都重新啟動時。
[1][2][3]介面的工作模式
乙太網卡可以工作在兩種模式下:半雙工和全雙工。
半雙工:半雙工傳輸模式實現乙太網載波監聽多路訪問沖突檢測。傳統的共享LAN是在半雙工下工作的,在同一時間只能傳輸單一方向的數據。當兩個方向的數據同時傳輸時,就會產生沖突,這會降低乙太網的效率。
5. 通訊介面和協議
在這里介面和協議是一個意思,不用咬文嚼字
RS485:
針對RS-232-C的不足,不斷出現了一些新的介面標准,RS-485就是其中之一,它具有以下特點:
1. RS-485的電氣特性:邏輯「1」以兩線間的電壓差為+(2—6) V表示;邏輯「0」以兩線間的電壓差為-(2—6)V表示。介面信號電平比RS-232-C降低了,就不易損壞介面電路的晶元, 且該電平與TTL電平兼容,可方便與TTL 電路連接。
2. RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps
3. RS-485介面是採用平衡驅動器和差分接收器的組合,抗共模干能力增強,即抗雜訊干擾性好。
4. RS-485介面的最大傳輸距離標准值為4000英尺,實際上可達 3000米,另外RS-232-C介面在匯流排上只允許連接1個收發器, 即單站能力。而RS-485介面在匯流排上是允許連接多達128個收發器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485介面方便地建立起設備網路。
因RS-485介面具有良好的抗雜訊干擾性,長的傳輸距離和多站能力等上述優點就使其成為首選的串列介面。 因為RS485介面組成的半雙工網路,一般只需二根連線,所以RS485介面均採用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485介面連接器採用DB-9的9芯插頭座,與智能終端RS485介面採用DB-9(孔),與鍵盤連接的鍵盤介面RS485採用DB-9(針)。
6. Modbus TCP通訊協議
1、首先每個MODBUS數據包都由以下5個部分組成。
7. 關於網路和信息
Windows 系統(包括Windows 95/98/2000)提供了一種很方便的區域網連接方式,即工作組聯網方式。利用Windows 系統的這一功能,我們可以很容易地把家庭之間或單位部門內部的計算機連成一個小區域網,不僅可以做到軟硬體資源共享,而且通過運行NetMeeting 還能實現簡單的網上會議功能。
一、硬體連接
硬體包括: 網卡、電纜、接頭及集線器。我們可以根據自己的需要和區域網的規模對這些價格並不太貴的硬體酌情選擇。
1.網卡
建議使用PCI匯流排類型的乙太網卡,這樣可以省去許多麻煩,因為Windows 98或Windows 2000系統一般可以自動識別這種類型的網卡並正確設置它的各項參數。家庭之間聯網選用傳輸速率為10Mbps的網卡即可,單位或部門內部聯網最好選用100Mbps的網卡。若選用ISA匯流排類型的網卡,可能需要用戶自己安裝驅動程序並設置各項參數。
2.電纜和接頭
建議選用5類線(5級UTP電纜)或超5類線和RJ45型接頭。與集線器連接時,將RJ45接頭的卡子向下,由左至右編號為1~8,依次接上5類線的白橙、橙、白綠白、藍、白藍、綠、白棕、棕等8根線。當然,接法並不是惟一的,只要保證直通即可,但100Mbps的區域網最好採用這種接法。若兩台計算機直接相連,則在連接頭時須將編號為1和3以及2和6的兩對線交叉連接。也可選用同軸電纜和BNC T型接頭,這時必須同時選用兩個終接器,接在電纜的兩端。
3.集線器
若僅將兩台機器聯網,可以不用集線器(即採用上述的交叉連線方式)。將部門內的多台機器聯網時則需選用集線器,集線器有5口、8口、16口和24口之分,可根據聯網的規模來選擇相應口數的集線器。
將買來的網卡插入主板上相應的插槽中,按上述線序接好RJ45接頭(一定要卡緊接頭),並插入網卡和集線器的插孔中,硬體連接便宣告完成。
二、系統設置
下面以Windows 2000系統為例說明系統設置的操作步驟。
1.設置網卡
安裝好網卡後重啟系統,Windows系統一般能自動識別並設置網卡。否則,可以打開"控制面板",選擇"添加/刪除硬體",利用向導將網卡添加到系統中,必要時還要安裝驅動程序。安裝設置完成後,打開"設備管理器",若網卡工作正常,則在"網路適配器"中能看到網卡的圖標(注意:圖標上必須既無"×"也無"!",否則可能是被禁用或工作不正常)。
2.設置IP地址
用滑鼠右鍵單擊"網上鄰居",選擇"屬性",進入"網路和撥號連接"窗口,右鍵單擊"本地連接"圖標(該圖標在安裝設置完網卡後自動出現),選擇"屬性",進入"本地連接屬性"窗口(如圖1所示),在這里可以看到連接時選用的網卡和可採用的協議,選擇"Internet協議(TCP/IP)",單擊"屬性"按鈕,進入"Internet協議(TCP/IP)屬性"窗口(如圖2所示),選擇"使用下面的IP地址",輸入IP地址和相應的子網掩碼,IP地址建議使用C類地址,如200.200.200.xxx,子網掩碼選默認的即可(255.255.255.0),但需要注意的是,在您所連接的區域網內部,各台計算機的IP地址必須不同。輸入完IP地址和子網掩碼後單擊"確定"即可完成IP地址的設置。在"本地連接屬性"窗口中若選擇"連接後在任務欄中顯示圖標",則區域網連接時,能夠在任務欄上出現連接圖標,並且當發送/接收數據時該圖標會有相應的顏色變化。
3.設置網路標識
用滑鼠右鍵單擊"我的電腦",選擇"屬性",打開"系統特性"窗口。選擇"網路標識"選項卡,單擊"屬性"按鈕,打開"標識更改"窗口(如圖3所示),輸入計算機名,在"隸屬於"一欄中選擇"工作組"按鈕,並輸入設定的工作組名。需要注意的是,區域網中的所有計算機必須隸屬於同一工作組。單擊"確定",完成對網路標識的設置。
4.設置共享資源
Windows 2000系統默認的共享資源有"列印機"和"任務計劃",其他的共享資源必須由用戶設置。打開"我的電腦"或"資源管理器",找到要設置成共享資源的文件夾,用滑鼠右鍵單擊相應的圖標,選擇"屬性",進入該資源的屬性窗口,在"共享"選項卡(如圖4所示)中選擇"共享該文件夾",輸入共享名,並可通過單擊"許可權"按鈕進入該資源的許可權窗口,進行共享許可權設置。許可權設置完成後返回屬性窗口,單擊"確定"完成設置共享資源。
三、系統應用
1.訪問共享資源
雙擊"網上鄰居",進入"網上鄰居"窗口,雙擊"鄰近的計算機",若聯網正確,則在"鄰近的計算機"窗口中會看到區域網中的所有計算機的名稱,雙擊計算機名稱圖標,就可訪問相應的計算機上的共享資源。
2.發送控制台消息
打開"控制面板",雙擊"管理工具",打開"計算機管理"(如圖5所示),用滑鼠右鍵單擊"計算機管理(本地)"或點擊"操作"菜單項,在"所有任務"中選擇"發送控制台消息"(如圖6所示),打開"發送控制台消息"窗口(如圖7所示),單擊"添加"按鈕,輸入要接收消息的計算機名稱,然後在"消息"窗口中輸入消息內容,單擊"發送"按鈕即可完成控制台消息的發送。發送和接收過程如圖8、9所示。
3.實現網上會議
使用Microsoft提供的NetMeeting("開始"*"附件"*"通訊")可以實現簡單的網上會議功能。第一次運行NetMeeting時,必須按照向導程序的指示對NetMeeting進行配置。首先,是NetMeeting的功能介紹,單擊"下一步",出現"個人消息"窗口,這時需要輸入必要的個人消息,包括姓名、電子郵件地址以及位置等,單擊"下一步"進行目錄設置,取消"當NetMeeting啟動時登錄到目錄伺服器",然後進行帶寬設置,可選擇"區域網",接著選擇"在桌面顯示NetMeeting圖標"和"在任務欄上顯示NetMeeting圖標",最後是調節音頻設置,完成後便可隨時啟動NetMeeting。要進行網上會議,必須保證區域網上的計算機都在運行NetMeeting。邀請其他計算機參加會議,可在"呼叫"中選擇"新呼叫",然後輸入要呼叫的計算機名稱,單擊"呼叫"即可。呼叫成功後,雙方即可通過麥克風和耳機(音箱)對話; 通過對"共享程序"的設置來進行雙方系統的互操作;通過"聊天室"可以與其他人進行鍵盤上的字元信息交互; 通過"白板"可以與其他人進行圖形方面信息的交互; 通過"傳送文件"可以與其他人進行文件交互等等。NetMeeting還有許多其他的功能,您可以親身一試。
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8. 常用的網路協議有哪些,分別是什麼含義
常用的網路協議有TCP/IP協議、HTTP協議、FTP協議、Telnet協議、FTP協議、SMTP協議、NFS協議、UDP協議等。