1. 常用的网络协议有哪些
常用的网络协议有TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。
1.TCP/IP协议
TCP/IP协议用得最多,只有TCP/IP协议允许与internet进行完全连接。现今流行的网络软件和游戏大都支持TCP/IP协议。
2.IPX/SPX协议
IPX/SPX协议是Novell开发的专用于NetWare网络的协议,大部分可以联机的游戏都支持IPX/SPX协议,例如星际、cs。虽然这些游戏都支持TCP/IP协议,但通过IPX/SPX协议更省事,不需要任何设置。IPX/SPX协议在局域网中的用途不大。它和TCP/IP协议的一个显着不同是它不使用ip地址,而是使用mac地址。
为了能进行通信,规定每个终端都要将各自字符集中的字符先变换为标准字符集的字符后,才进入网络传送,到达目的终端之后,再变换为该终端字符集的字符。当然,对于不相容终端,除了需变换字符集字符外还需转换其他特性,如显示格式、行长、行数、屏幕滚动方式等也需作相应的变换。
2. 计算机网络原理
你好
1.1 计算机网络及其分类
计算机网络,是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
按广义定义
关于计算机网络的最简单定义是:一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。
另外,从逻辑功能上看,计算机网络是以传输信息为基础目的,用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合。一个计算机网络组成包括传输介质和通信设备。
从用户角度看,计算机网络它是这样定义的:存在着一个能为用户自动管理的网络操作系统。有它调用完成用户所调用的资源,而整个网络像一个大的计算机系统一样,对用户是透明的。
一个比较通用的定义是:利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来,以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。
从整体上来说计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统,从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息,共享硬件、软件、数据信息等资源。简单来说,计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。
按连接定义
计算机网络就是通过线路互连起来的、资质的计算机集合,确切的说就是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来,并配置网络软件,以实现计算机资源共享的系统。
按需求定义
计算机网络就是由大量独立的、但相互连接起来的计算机来共同完成计算机任务。这些系统称为计算机网络(computer networks)
1.1.1计算机网络及其功能
1.1.2计算机网络的分类
1.1.3通信与计算机网络相关标准化组织
1.2 计算机网络组成
1.2.1计算机网络的拓扑结构
1.2.2链路
所谓链路就是从一个节点到相邻节点的一段物理线路,而中间没有任何其他的交换节点。
补充:在进行数据通信时,两个计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路。可见链路只是一条路径的组成部分。
1.2.3网络节点
节点是指一台电脑或其他设备与一个有独立地址和具有传送或接收数据功能的网络相连。节点可以是工作站、客户、网络用户或个人计算机,还可以是服务器、打印机和其他网络连接的设备。每一个工作站﹑服务器、终端设备、网络设备,即拥有自己唯一网络地址的设备都是网络节点。整个网络就是由这许许多多的网络节点组成的,把许多的网络节点用通信线路连接起来,形成一定的几何关系,这就是计算机网络拓扑。
各个网络节点通过网卡那里获得唯一的地址。每一张网卡在出厂的时候都会被厂家固化一个全球唯一的媒体介质访问层(Media Access Control)地址﹐使用者是不可能变更此地址的。这样的地址安排就如我们日常的家庭地址一样﹐是用来区分各自的身份的。您的网络必须有能力去区别这一个地址有别于其它的地址。在网络里面﹐有很多资料封包会由一个网络节点传送到另一个网络节点﹐同时要确定封包会被正确的传达目的地﹐而这个目的地就必须依靠这个网卡地址来认定了。
1.2.4协议
网络协议,也可简称协议,由三要素组成:
(1)语法:即数据与控制信息的结构或格式;
(2)语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应;
(3)时序,即事件实现顺序的详细说明。
计算机通信网是由许多具有信息交换和处理能力的节点互连而成的。要使整个网络有条不紊地工作, 就要求每个节点必须遵守一些事先约定好的有关数据格式及时序等的规则。 这些为实现网络数据交换而建立的规则、约定或标准就称为网络协议。 协议是通信双方为了实现通信而设计的约定或通话规则。
协议总是指某一层的协议。准确地说,它是在同等层之间的实体通信时,有关通信规则和约定的集合就是该层协议,例如物理层协议、传输层协议、应用层协议。
步骤
是一系列的步骤: 它包括两方或多方,设计它的目的是要完成一项任务!
是对数据格式和计算机之间交换数据时必须遵守的规则的正式描述。简单的说,网络中的计算机要能够互相顺利的通信,就必须讲同样的语言,语言就相当于协议,它分为Ethernet、NetBEUI、IPX/SPX以及TCP/IP协议。
特点
协议还有其他的特点:
1) 协议中的每个人都必须了解协议,并且预先知道所要完成的所有的步骤。
2) 协议中的每个人都必须同意并遵循它。
3) 协议必须是清楚的,每一步必须明确定义,并且不会引起误解。
在计算机网络中用于规定信息的格式以及如何发送和接收信息的一套规则称为网络协议或通信协议
协议也可以这样说,就是连入网络的计算机都要遵循的一定的技术规范,关于硬件、软件和端口等的技术规范。
网络是一个信息交换的场所,所有接入网络的计算机都可以通过彼此之间的物理连设备进行信息交换,这种物理设备包括最常见的电缆、光缆、无线WAP和微波等,但是单纯拥有这些物理设备并不能实现信息的交换,这就好像人类的身体不能缺少大脑的支配一样,信息交换还要具备软件环境,这种“软件环境”是人类事先规定好的一些规则,被称作“协议”,有了协议,不同的电脑可以遵照相同的协议使用物理设备,并且不会造成相互之间的“不理解”。
这种协议很类似于“摩尔斯电码”,简单的一点一横,经过排列可以有万般变化,但是假如没有“对照表”,谁也无法理解一新产生的协议也大多是在基层协议基础上建立的,因而协议相对来说具有较高的安全机制,黑客很难发现协议中存在的安全问题直接入手进行网络攻击。但是对于某些新型协议,因为出现时间短、考虑欠周到,也可能会因安全问题而被黑客利用。
对于网络协议的讨论,更多人则认为:现今使用的基层协议在设计之初就存在安全隐患,因而无论网络进行什么样的改动,只要现今这种网络体系不进行根本变革,就一定无法消除其潜在的危险性。
数据在IP互联网中传送时会被封装为报文或封包。IP协议的独特之处在于:在报文交换网络中主机在传输数据之前,无须与先前未曾通信过的目的主机预先建立好一条特定的“通路”。互联网协议提供了一种“不可靠的”数据包传输机制(也被称作“尽力而为”);也就是说,它不保证数据能准确的传输。数据包在到达的时候可能已经损坏,顺序错乱(与其它一起传送的封包相比),产生冗余包,或者全部丢失。如果 应用需要保证可靠性,一般需要采取其他的方法,例如利用IP的上层协议控制。
网络协议通常由语法,语义和定时关系3部分组成。网络传输协议或简称为传送协议(Communications Protocol),是指计算机通信的共同语言。现在最普及的计算机通信为网络通信,所以“传送协议”一般都指计算机通信的传送协议,如:TCP/IP、NetBEUI等。然而,传送协议也存在于计算机的其他形式通信,例如:面向对象编程里面对象之间的通信;操作系统内不同程序之间的消息,都需要有一个传送协议,以确保传信双方能够沟通无间。
其他含义
协商:双方协议提高价格 对共同达到统一目的 可制定协议。
通俗概念:协议是做某些事情之前共同协商,共同达到统一目的,对统一达成问题作为书面形式共同约束。
协商好了就点仁义、仗义。协议要是用上了,那就是没意义了,也就是证明即将要结束协议。
定义
协议(protocol)是指两个或两个以上实体为了开展某项活动,经过协商后达成的一致意见。协议总是指某一层的协议。准确地说,它是在同等层之间的实体通信时,有关通信规则和约定的集合就是该层协议,例如物理层协议、传输层协议、应用层协议。
1.3课外实践参考——构建一个简单的局域网络
1.3.1双绞线
双绞线(Twisted Pair)是由两条相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕(一般以逆时针缠绕)在一起而制成的一种通用配线,属于信息通信网络传输介质。双绞线过去主要是用来传输模拟信号的,但现在同样适用于数字信号的传输。
双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。
双绞线是由一对相互绝缘的金属导线绞合而成。采用这种方式,不
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3. 关于51单片机上实现modbus协议
你找一个MODBUS的协议详细资料好好看看,就是一种通讯约定,你按照它规定的格式通讯就可以了
协议发送给询问方。 Modbus协议包括ASCII、RTU、TCP等,并没有规定物理层。此协议定义了控制器能够认识和使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。标准的Modicon控制器使用RS232C实现串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式,数据通讯采用Maser/Slave方式,Master端发出数据请求消息,Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求;Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据,实现双向读写。 Modbus协议需要对数据进行校验,串行协议中除有奇偶校验外,ASCII模式采用LRC校验,RTU模式采用16位CRC校验,但TCP模式没有额外规定校验,因为TCP协议是一个面向连接的可靠协议。另外,Modbus采用主从方式定时收发数据,在实际使用中如果某Slave站点断开后(如故障或关机),Master端可以诊断出来,而当故障修复后,网络又可自动接通。因此,Modbus协议的可靠性较好。 下面我来简单的给大家介绍一下,对于Modbus的ASCII、RTU和TCP协议来说,其中TCP和RTU协议非常类似,我们只要把RTU协议的两个字节的校验码去掉,然后在RTU协议的开始加上5个0和一个6并通过TCP/IP网络协议发送出去即可。所以在这里我仅介绍一下Modbus的ASCII和RTU协议。 下表是ASCII协议和RTU协议进行的比较: 协议 开始标记 结束标记 校验 传输效率 程序处理
ASCII :(冒号) CR,LF LRC 低 直观,简单,易调试
RTU 无 无 CRC 高 不直观,稍复杂
通过比较可以看到,ASCII协议和RTU协议相比拥有开始和结束标记,因此在进行程序处理时能更加方便,而且由于传输的都是可见的ASCII字符,所以进行调试时就更加的直观,另外它的LRC校验也比较容易。但是因为它传输的都是可见的ASCII字符,RTU传输的数据每一个字节ASCII都要用两个字节来传输,比如RTU传输一个十六进制数0xF9,ASCII就需要传输’F’’9’的ASCII码0x39和0x46两个字节,这样它的传输的效率就比较低。所以一般来说,如果所需要传输的数据量较小可以考虑使用ASCII协议,如果所需传输的数据量比较大,最好能使用RTU协议。
下面对两种协议的校验进行一下介绍。
1、LRC校验
LRC域是一个包含一个8位二进制值的字节。LRC值由传输设备来计算并放到消息帧中,接收设备在接收消息的过程中计算LRC,并将它和接收到消息中LRC域中的值比较,如果两值不等,说明有错误。
LRC校验比较简单,它在ASCII协议中使用,检测了消息域中除开始的冒号及结束的回车换行号外的内容。它仅仅是把每一个需要传输的数据按字节叠加后取反加1即可。下面是它的VC代码:
BYTE GetCheckCode(const char * pSendBuf, int nEnd)//获得校验码
{
BYTE byLrc = 0;
char pBuf[4];
int nData = 0;
for(i=1; i<end; i+=2) //i初始为1,避开“开始标记”冒号
{
//每两个需要发送的ASCII码转化为一个十六进制数
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校验
CRC域是两个字节,包含一16位的二进制值。它由传输设备计算后加入到消息中。接收设备重新计算收到消息的CRC,并与接收到的CRC域中的值比较,如果两值不同,则有误。
CRC是先调入一值是全“1”的16位寄存器,然后调用一过程将消息中连续的8位字节各当前寄存器中的值进行处理。仅每个字符中的8Bit数据对CRC有效,起始位和停止位以及奇偶校验位均无效。
CRC产生过程中,每个8位字符都单独和寄存器内容相或(OR),结果向最低有效位方向移动,最高有效位以0填充。LSB被提取出来检测,如果LSB为1,寄存器单独和预置的值或一下,如果LSB为0,则不进行。整个过程要重复8次。在最后一位(第8位)完成后,下一个8位字节又单独和寄存器的当前值相或。最终寄存器中的值,是消息中所有的字节都执行之后的CRC值。
CRC添加到消息中时,低字节先加入,然后高字节。下面是它的VC代码:
WORD GetCheckCode(const char * pSendBuf, int nEnd)//获得校验码
{
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;
}
对于一条RTU协议的命令可以简单的通过以下的步骤转化为ASCII协议的命令:
1、 把命令的CRC校验去掉,并且计算出LRC校验取代。
2、 把生成的命令串的每一个字节转化成对应的两个字节的ASCII码,比如0x03转化成0x30,0x33(0的ASCII码和3的ASCII码)。
3、 在命令的开头加上起始标记“:”,它的ASCII码为0x3A。
4、 在命令的尾部加上结束标记CR,LF(0xD,0xA),此处的CR,LF表示回车和换行的ASCII码。
所以以下我们仅介绍RTU协议即可,对应的ASCII协议可以使用以上的步骤来生成。
下表是Modbus支持的功能码:
功能码 名称 作用
01 读取线圈状态 取得一组逻辑线圈的当前状态(ON/OFF)
02 读取输入状态 取得一组开关输入的当前状态(ON/OFF)
03 读取保持寄存器 在一个或多个保持寄存器中取得当前的二进制值
04 读取输入寄存器 在一个或多个输入寄存器中取得当前的二进制值
05 强置单线圈 强置一个逻辑线圈的通断状态
06 预置单寄存器 把具体二进值装入一个保持寄存器
07 读取异常状态 取得8个内部线圈的通断状态,这8个线圈的地址由控制器决定
08 回送诊断校验 把诊断校验报文送从机,以对通信处理进行评鉴
09 编程(只用于484) 使主机模拟编程器作用,修改PC从机逻辑
10 控询(只用于484) 可使主机与一台正在执行长程序任务从机通信,探询该从机是否已完成其操作任务,仅在含有功能码9的报文发送后,本功能码才发送
11 读取事件计数 可使主机发出单询问,并随即判定操作是否成功,尤其是该命令或其他应答产生通信错误时
12 读取通信事件记录 可是主机检索每台从机的Modbus事务处理通信事件记录。如果某项事务处理完成,记录会给出有关错误
13 编程(184/384 484 584) 可使主机模拟编程器功能修改PC从机逻辑
14 探询(184/384 484 584) 可使主机与正在执行任务的从机通信,定期控询该从机是否已完成其程序操作,仅在含有功能13的报文发送后,本功能码才得发送
15 强置多线圈 强置一串连续逻辑线圈的通断
16 预置多寄存器 把具体的二进制值装入一串连续的保持寄存器
17 报告从机标识 可使主机判断编址从机的类型及该从机运行指示灯的状态
18 (884和MICRO 84) 可使主机模拟编程功能,修改PC状态逻辑
19 重置通信链路 发生非可修改错误后,是从机复位于已知状态,可重置顺序字节
20 读取通用参数(584L) 显示扩展存储器文件中的数据信息
21 写入通用参数(584L) 把通用参数写入扩展存储文件,或修改之
22~64 保留作扩展功能备用
65~72 保留以备用户功能所用 留作用户功能的扩展编码
73~119 非法功能
120~127 保留 留作内部作用
128~255 保留 用于异常应答
在这些功能码中较长使用的是1、2、3、4、5、6号功能码,使用它们即可实现对下位机的数字量和模拟量的读写操作。
1、读可读写数字量寄存器(线圈状态):
计算机发送命令:[设备地址] [命令号01] [起始寄存器地址高8位] [低8位] [读取的寄存器数高8位] [低8位] [CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位]
例:[11][01][00][13][00][25][CRC低][CRC高]
意义如下:
<1>设备地址:在一个485总线上可以挂接多个设备,此处的设备地址表示想和哪一个设备通讯。例子中为想和17号(十进制的17是十六进制的11)通讯。
<2>命令号01:读取数字量的命令号固定为01。
<3>起始地址高8位、低8位:表示想读取的开关量的起始地址(起始地址为0)。比如例子中的起始地址为19。
<4>寄存器数高8位、低8位:表示从起始地址开始读多少个开关量。例子中为37个开关量。
<5>CRC校验:是从开头一直校验到此之前。在此协议的最后再作介绍。此处需要注意,CRC校验在命令中的高低字节的顺序和其他的相反。
设备响应:[设备地址] [命令号01] [返回的字节个数][数据1][数据2]...[数据n][CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位]
例:[11][01][05][CD][6B][B2][0E][1B][CRC低][CRC高]
意义如下:
<1>设备地址和命令号和上面的相同。
<2>返回的字节个数:表示数据的字节个数,也就是数据1,2...n中的n的值。
<3>数据1...n:由于每一个数据是一个8位的数,所以每一个数据表示8个开关量的值,每一位为0表示对应的开关断开,为1表示闭合。比如例子中,表示20号(索引号为19)开关闭合,21号断开,22闭合,23闭合,24断开,25断开,26闭合,27闭合...如果询问的开关量不是8的整倍数,那么最后一个字节的高位部分无意义,置为0。
<4>CRC校验同上。
2、读只可读数字量寄存器(输入状态):
和读取线圈状态类似,只是第二个字节的命令号不再是1而是2。
3、写数字量(线圈状态):
计算机发送命令:[设备地址] [命令号05] [需下置的寄存器地址高8位] [低8位] [下置的数据高8位] [低8位] [CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位]
例:[11][05][00][AC][FF][00][CRC低][CRC高]
意义如下:
<1>设备地址和上面的相同。
<2>命令号:写数字量的命令号固定为05。
<3>需下置的寄存器地址高8位,低8位:表明了需要下置的开关的地址。
<4>下置的数据高8位,低8位:表明需要下置的开关量的状态。例子中为把该开关闭合。注意,此处只可以是[FF][00]表示闭合[00][00]表示断开,其他数值非法。
<5>注意此命令一条只能下置一个开关量的状态。
设备响应:如果成功把计算机发送的命令原样返回,否则不响应。
4、读可读写模拟量寄存器(保持寄存器):
计算机发送命令:[设备地址] [命令号03] [起始寄存器地址高8位] [低8位] [读取的寄存器数高8位] [低8位] [CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位]
例:[11][03][00][6B][00][03][CRC低][CRC高]
意义如下:
<1>设备地址和上面的相同。
<2>命令号:读模拟量的命令号固定为03。
<3>起始地址高8位、低8位:表示想读取的模拟量的起始地址(起始地址为0)。比如例子中的起始地址为107。
<4>寄存器数高8位、低8位:表示从起始地址开始读多少个模拟量。例子中为3个模拟量。注意,在返回的信息中一个模拟量需要返回两个字节。
设备响应:[设备地址] [命令号03] [返回的字节个数][数据1][数据2]...[数据n][CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位]
例:[11][03][06][02][2B][00][00][00][64][CRC低][CRC高]
意义如下:
<1>设备地址和命令号和上面的相同。
<2>返回的字节个数:表示数据的字节个数,也就是数据1,2...n中的n的值。例子中返回了3个模拟量的数据,因为一个模拟量需要2个字节所以共6个字节。
<3>数据1...n:其中[数据1][数据2]分别是第1个模拟量的高8位和低8位,[数据3][数据4]是第2个模拟量的高8位和低8位,以此类推。例子中返回的值分别是555,0,100。
<4>CRC校验同上。
5、读只可读模拟量寄存器(输入寄存器):
和读取保存寄存器类似,只是第二个字节的命令号不再是2而是4。
6、写单个模拟量寄存器(保持寄存器):
计算机发送命令:[设备地址] [命令号06] [需下置的寄存器地址高8位] [低8位] [下置的数据高8位] [低8位] [CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位]
例:[11][06][00][01][00][03][CRC低][CRC高]
意义如下:
<1>设备地址和上面的相同。
<2>命令号:写模拟量的命令号固定为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拟量寄存器的地址。
<4>下置的数据高8位,低8位:表明需要下置的模拟量数据。比如例子中就把1号寄存器的值设为3。
<5>注意此命令一条只能下置一个模拟量的状态。
设备响应:如果成功把计算机发送的命令原样返回,否则不响应。
4. 什么是以太网以太网协议又是什么
以太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的一个。人们通常认为以太网发明于1973年,当年罗伯特.梅特卡夫(Robert Metcalfe)给他PARC的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。在1976年,梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《以太网:局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。
1979年,梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网离开了施乐,成立了3Com公司。3com对迪吉多, 英特尔, 和施乐进行游说,希望与他们一起将以太网标准化、规范化。这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台。当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网和ARCNET,在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。而在此过程中,3Com也成了一个国际化的大公司。
梅特卡夫曾经开玩笑说,Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。Saltzer在一篇与他人合着的很有影响力的论文中指出,在理论上令牌环网要比以太网优越。受到此结论的影响,很多电脑厂商或犹豫不决或决定不把以太网接口做为机器的标准配置,这样3Com才有机会从销售以太网网卡大赚。这种情况也导致了另一种说法“以太网不适合在理论中研究,只适合在实际中应用”。也许只是句玩笑话,但这说明了这样一个技术观点:通常情况下,网络中实际的数据流特性与人们在局域网普及之前的估计不同,而正是因为以太网简单的结构才使局域网得以普及。梅特卡夫和Saltzer曾经在麻省理工学院 MAC项目(Project MAC)的同一层楼里工作,当时他正在做自己的哈佛大学毕业论文,在此期间奠定了以太网技术的理论基础。
以太网(Ethernet)。指的是由Xerox公司创建并由Xerox,Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范。以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测技术)技术,并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。以太网与IEEE802·3系列标准相类似。
它不是一种具体的网络,是一种技术规范。
以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。该标准定义了在局域网(LAN)中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网在互联设备之间以10~100Mbps的速率传送信息包,双绞线电缆10 Base T以太网由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。直扩的无线以太网可达11Mbps,许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信,开放性最好。
[编辑本段]以太网的分类和发展
一、标准以太网
开始以太网只有10Mbps的吞吐量,使用的是CSMA/CD(带有碰撞检测的载波侦听多路访问)的访问控制方法,这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。以太网主要有两种传输介质,那就是双绞线和光纤。所有的以太网都遵循IEEE 802.3标准,下面列出是IEEE 802.3的一些以太网络标准,在这些标准中前面的数字表示传输速度,单位是“Mbps”,最后的一个数字表示单段网线长度(基准单位是100m),Base表示“基带”的意思,Broad代表“带宽”。
·10Base-5 使用粗同轴电缆,最大网段长度为500m,基带传输方法;
·10Base-2 使用细同轴电缆,最大网段长度为185m,基带传输方法;
·10Base-T 使用双绞线电缆,最大网段长度为100m;
· 1Base-5 使用双绞线电缆,最大网段长度为500m,传输速度为1Mbps;
·10Broad-36 使用同轴电缆(RG-59/U CATV),最大网段长度为3600m,是一种宽带传输方式;
·10Base-F 使用光纤传输介质,传输速率为10Mbps;
二、快速以太网
随着网络的发展,传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需求。在1993年10月以前,对于要求10Mbps以上数据流量的LAN应用,只有光纤分布式数据接口(FDDI)可供选择,但它是一种价格非常昂贵的、基于100Mpbs光缆的LAN。1993年10月,Grand Junction公司推出了世界上第一台快速以太网集线器Fastch10/100和网络接口卡FastNIC100,快速以太网技术正式得以应用。随后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相继推出自己的快速以太网装置。与此同时,IEEE802工程组亦对100Mbps以太网的各种标准,如100BASE-TX、100BASE-T4、MII、中继器、全双工等标准进行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE-T快速以太网标准(Fast Ethernet),就这样开始了快速以太网的时代。
快速以太网与原来在100Mbps带宽下工作的FDDI相比它具有许多的优点,最主要体现在快速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资,它支持3、4、5类双绞线以及光纤的连接,能有效的利用现有的设施。 快速以太网的不足其实也是以太网技术的不足,那就是快速以太网仍是基于CSMA/CD技术,当网络负载较重时,会造成效率的降低,当然这可以使用交换技术来弥补。 100Mbps快速以太网标准又分为:100BASE-TX 、100BASE-FX、100BASE-T4三个子类。
· 100BASE-TX:是一种使用5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用两对双绞线,一对用于发送,一对用于接收数据。在传输中使用4B/5B编码方式,信号频率为125MHz。符合EIA586的5类布线标准和IBM的SPT 1类布线标准。使用同10BASE-T相同的RJ-45连接器。它的最大网段长度为100米。它支持全双工的数据传输。
· 100BASE-FX:是一种使用光缆的快速以太网技术,可使用单模和多模光纤(62.5和125um) 多模光纤连接的最大距离为550米。单模光纤连接的最大距离为3000米。在传输中使用4B/5B编码方式,信号频率为125MHz。它使用MIC/FDDI连接器、ST连接器或SC连接器。它的最大网段长度为150m、412m、2000m或更长至10公里,这与所使用的光纤类型和工作模式有关,它支持全双工的数据传输。100BASE-FX特别适合于有电气干扰的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。
· 100BASE-T4:是一种可使用3、4、5类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。100Base-T4使用4对双绞线,其中的三对用于在33MHz的频率上传输数据,每一对均工作于半双工模式。第四对用于CSMA/CD冲突检测。在传输中使用8B/6T编码方式,信号频率为25MHz,符合EIA586结构化布线标准。它使用与10BASE-T相同的RJ-45连接器,最大网段长度为100米。
三、千兆以太网
千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术,给用户带来了提高核心网络的有效解决方案,这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。 千兆技术仍然是以太技术,它采用了与10M以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统。由于该技术不改变传统以太网的桌面应用、操作系统,因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。升级到千兆以太网不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统,能够最大程度地投资保护。 为了能够侦测到64Bytes资料框的碰撞,Gigabit Ethernet所支持的距离更短。Gigabit Ethernet 支持的网络类型,如下表所示:
传输介质 距离
1000Base-CX Copper STP 25m
1000Base-T Copper Cat 5 UTP 100m
1000Base-SX Multi-mode Fiber 500m
1000Base-LX Single-mode Fiber 3000m
千兆以太网技术有两个标准:IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纤和短程铜线连接方案的标准。IEEE802.3ab制定了五类双绞线上较长距离连接方案的标准。
1. IEEE802.3z
IEEE802.3z工作组负责制定光纤(单模或多模)和同轴电缆的全双工链路标准。IEEE802.3z定义了基于光纤和短距离铜缆的1000Base-X,采用8B/10B编码技术,信道传输速度为1.25Gbit/s,去耦后实现1000Mbit/s传输速度。 IEEE802.3z具有下列千兆以太网标准:
· 1000Base-SX 只支持多模光纤,可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤,工作波长为770-860nm,传输距离为220-550m。
· 1000Base-LX 多模光纤:可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为550m。
单模光纤:可以支持直径为9um或10um的单模光纤,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为5km左右。
· 1000Base-CX 采用150欧屏蔽双绞线(STP),传输距离为25m。
2. IEEE802.3ab
IEEE802.3ab工作组负责制定基于UTP的半双工链路的千兆以太网标准,产生IEEE802.3ab标准及协议。IEEE802.3ab定义基于5类UTP的1000Base-T标准,其目的是在5类UTP上以1000Mbit/s速率传输100m。 IEEE802.3ab标准的意义主要有两点:
(1) 保护用户在5类UTP布线系统上的投资。
(2) 1000Base-T是100Base-T自然扩展,与10Base-T、100Base-T完全兼容。不过,在5类UTP上达到1000Mbit/s的传输速率需要解决5类UTP的串扰和衰减问题,因此,使IEEE802.3ab工作组的开发任务要比IEEE802.3z复杂些
四、万兆以太网
万兆以太网规范包含在 IEEE 802.3 标准的补充标准 IEEE 802.3ae 中,它扩展了 IEEE 802.3 协议和 MAC 规范使其支持 10Gb/s 的传输速率。除此之外,通过 WAN 界面子层(WIS:WAN interface sublayer),10千兆位以太网也能被调整为较低的传输速率,如 9.584640 Gb/s (OC-192),这就允许10千兆位以太网设备与同步光纤网络(SONET) STS -192c 传输格式相兼容。
· 10GBASE-SR 和 10GBASE-SW 主要支持短波(850 nm)多模光纤(MMF),光纤距离为 2m 到 300 m 。
10GBASE-SR 主要支持“暗光纤”(dark fiber),暗光纤是指没有光传播并且不与任何设备连接的光纤。
10GBASE-SW 主要用于连接 SONET 设备,它应用于远程数据通信。
· 10GBASE-LR 和 10GBASE-LW 主要支持长波(1310nm)单模光纤(SMF),光纤距离为 2m 到 10km (约32808英尺)。
10GBASE-LW 主要用来连接 SONET 设备时,
10GBASE-LR 则用来支持“暗光纤”(dark fiber)。
· 10GBASE-ER 和 10GBASE-EW 主要支持超长波(1550nm)单模光纤(SMF),光纤距离为 2m 到 40km (约131233英尺)。
10GBASE-EW 主要用来连接 SONET 设备,
10GBASE-ER 则用来支持“暗光纤”(dark fiber)。
· 10GBASE-LX4 采用波分复用技术,在单对光缆上以四倍光波长发送信号。系统运行在 1310nm 的多模或单模暗光纤方式下。该系统的设计目标是针对于 2m 到 300 m 的多模光纤模式或 2m 到 10km 的单模光纤模式。
△ 以太网的连接
[编辑本段]拓扑结构
总线型:所需的电缆较少、价格便宜、管理成本高,不易隔离故障点、采用共享的访问机制,易造成网络拥塞。早期以太网多使用总线型的拓扑结构,采用同轴缆作为传输介质,连接简单,通常在小规模的网络中不需要专用的网络设备,但由于它存在的固有缺陷,已经逐渐被以集线器和交换机为核心的星型网络所代替。
星型:管理方便、容易扩展、需要专用的网络设备作为网络的核心节点、需要更多的网线、对核心设备的可靠性要求高。采用专用的网络设备(如集线器或交换机)作为核心节点,通过双绞线将局域网中的各台主机连接到核心节点上,这就形成了星型结构。星型网络虽然需要的线缆比总线型多,但布线和连接器比总线型的要便宜。此外,星型拓扑可以通过级联的方式很方便的将网络扩展到很大的规模,因此得到了广泛的应用,被绝大部分的以太网所采用。
[编辑本段]传输介质
以太网可以采用多种连接介质,包括同轴缆、双绞线和光纤等。其中双绞线多用于从主机到集线器或交换机的连接,而光纤则主要用于交换机间的级联和交换机到路由器间的点到点链路上。同轴缆作为早期的主要连接介质已经逐渐趋于淘汰。
注意区分双绞线中的直通线和交叉线两种连线方法.
以下连接应使用直通电缆:
交换机到路由器以太网端口
计算机到交换机
计算机到集线器
交叉电缆用于直接连接 LAN 中的下列设备:
交换机到交换机
交换机到集线器
集线器到集线器
路由器到路由器的以太网端口连接
计算机到计算机
计算机到路由器的以太网端口
CSMA/CD共享介质以太网
带冲突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD)技术规定了多台电脑共享一个通道的方法。这项技术最早出现在1960年代由夏威夷大学开发的ALOHAnet,它使用无线电波为载体。这个方法要比令牌环网或者主控制网要简单。当某台电脑要发送信息时,必须遵守以下规则:
开始 - 如果线路空闲,则启动传输,否则转到第4步 发送 - 如果检测到冲突,继续发送数据直到达到最小报文时间 (保证所有其他转发器和终端检测到冲突),再转到第4步. 成功传输 - 向更高层的网络协议报告发送成功,退出传输模式。 线路忙 - 等待,直到线路空闲 线路进入空闲状态 - 等待一个随机的时间,转到第1步,除非超过最大尝试次数 超过最大尝试传输次数 - 向更高层的网络协议报告发送失败,退出传输模式 就像在没有主持人的座谈会中,所有的参加者都通过一个共同的媒介(空气)来相互交谈。每个参加者在讲话前,都礼貌地等待别人把话讲完。如果两个客人同时开始讲话,那么他们都停下来,分别随机等待一段时间再开始讲话。这时,如果两个参加者等待的时间不同,冲突就不会出现。如果传输失败超过一次,将采用退避指数增长时间的方法(退避的时间通过截断二进制指数退避算法(truncated binary exponential backoff)来实现)。
最初的以太网是采用同轴电缆来连接各个设备的。电脑通过一个叫做附加单元接口(Attachment Unit Interface,AUI)的收发器连接到电缆上。一根简单网线对于一个小型网络来说还是很可靠的,对于大型网络来说,某处线路的故障或某个连接器的故障,都会造成以太网某个或多个网段的不稳定。
因为所有的通信信号都在共用线路上传输,即使信息只是发给其中的一个终端(destination),某台电脑发送的消息都将被所有其他电脑接收。在正常情况下,网络接口卡会滤掉不是发送给自己的信息,接收目标地址是自己的信息时才会向CPU发出中断请求,除非网卡处于混杂模式(Promiscuous mode)。这种“一个说,大家听”的特质是共享介质以太网在安全上的弱点,因为以太网上的一个节点可以选择是否监听线路上传输的所有信息。共享电缆也意味着共享带宽,所以在某些情况下以太网的速度可能会非常慢,比如电源故障之后,当所有的网络终端都重新启动时。
[1][2][3]接口的工作模式
以太网卡可以工作在两种模式下:半双工和全双工。
半双工:半双工传输模式实现以太网载波监听多路访问冲突检测。传统的共享LAN是在半双工下工作的,在同一时间只能传输单一方向的数据。当两个方向的数据同时传输时,就会产生冲突,这会降低以太网的效率。
5. 通讯接口和协议
在这里接口和协议是一个意思,不用咬文嚼字
RS485:
针对RS-232-C的不足,不断出现了一些新的接口标准,RS-485就是其中之一,它具有以下特点:
1. RS-485的电气特性:逻辑“1”以两线间的电压差为+(2—6) V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-(2—6)V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了,就不易损坏接口电路的芯片, 且该电平与TTL电平兼容,可方便与TTL 电路连接。
2. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps
3. RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干能力增强,即抗噪声干扰性好。
4. RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺,实际上可达 3000米,另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器, 即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。
因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。 因为RS485接口组成的半双工网络,一般只需二根连线,所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座,与智能终端RS485接口采用DB-9(孔),与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9(针)。
6. Modbus TCP通讯协议
1、首先每个MODBUS数据包都由以下5个部分组成。
7. 关于网络和信息
Windows 系统(包括Windows 95/98/2000)提供了一种很方便的局域网连接方式,即工作组联网方式。利用Windows 系统的这一功能,我们可以很容易地把家庭之间或单位部门内部的计算机连成一个小局域网,不仅可以做到软硬件资源共享,而且通过运行NetMeeting 还能实现简单的网上会议功能。
一、硬件连接
硬件包括: 网卡、电缆、接头及集线器。我们可以根据自己的需要和局域网的规模对这些价格并不太贵的硬件酌情选择。
1.网卡
建议使用PCI总线类型的以太网卡,这样可以省去许多麻烦,因为Windows 98或Windows 2000系统一般可以自动识别这种类型的网卡并正确设置它的各项参数。家庭之间联网选用传输速率为10Mbps的网卡即可,单位或部门内部联网最好选用100Mbps的网卡。若选用ISA总线类型的网卡,可能需要用户自己安装驱动程序并设置各项参数。
2.电缆和接头
建议选用5类线(5级UTP电缆)或超5类线和RJ45型接头。与集线器连接时,将RJ45接头的卡子向下,由左至右编号为1~8,依次接上5类线的白橙、橙、白绿白、蓝、白蓝、绿、白棕、棕等8根线。当然,接法并不是惟一的,只要保证直通即可,但100Mbps的局域网最好采用这种接法。若两台计算机直接相连,则在连接头时须将编号为1和3以及2和6的两对线交叉连接。也可选用同轴电缆和BNC T型接头,这时必须同时选用两个终接器,接在电缆的两端。
3.集线器
若仅将两台机器联网,可以不用集线器(即采用上述的交叉连线方式)。将部门内的多台机器联网时则需选用集线器,集线器有5口、8口、16口和24口之分,可根据联网的规模来选择相应口数的集线器。
将买来的网卡插入主板上相应的插槽中,按上述线序接好RJ45接头(一定要卡紧接头),并插入网卡和集线器的插孔中,硬件连接便宣告完成。
二、系统设置
下面以Windows 2000系统为例说明系统设置的操作步骤。
1.设置网卡
安装好网卡后重启系统,Windows系统一般能自动识别并设置网卡。否则,可以打开"控制面板",选择"添加/删除硬件",利用向导将网卡添加到系统中,必要时还要安装驱动程序。安装设置完成后,打开"设备管理器",若网卡工作正常,则在"网络适配器"中能看到网卡的图标(注意:图标上必须既无"×"也无"!",否则可能是被禁用或工作不正常)。
2.设置IP地址
用鼠标右键单击"网上邻居",选择"属性",进入"网络和拨号连接"窗口,右键单击"本地连接"图标(该图标在安装设置完网卡后自动出现),选择"属性",进入"本地连接属性"窗口(如图1所示),在这里可以看到连接时选用的网卡和可采用的协议,选择"Internet协议(TCP/IP)",单击"属性"按钮,进入"Internet协议(TCP/IP)属性"窗口(如图2所示),选择"使用下面的IP地址",输入IP地址和相应的子网掩码,IP地址建议使用C类地址,如200.200.200.xxx,子网掩码选默认的即可(255.255.255.0),但需要注意的是,在您所连接的局域网内部,各台计算机的IP地址必须不同。输入完IP地址和子网掩码后单击"确定"即可完成IP地址的设置。在"本地连接属性"窗口中若选择"连接后在任务栏中显示图标",则局域网连接时,能够在任务栏上出现连接图标,并且当发送/接收数据时该图标会有相应的颜色变化。
3.设置网络标识
用鼠标右键单击"我的电脑",选择"属性",打开"系统特性"窗口。选择"网络标识"选项卡,单击"属性"按钮,打开"标识更改"窗口(如图3所示),输入计算机名,在"隶属于"一栏中选择"工作组"按钮,并输入设定的工作组名。需要注意的是,局域网中的所有计算机必须隶属于同一工作组。单击"确定",完成对网络标识的设置。
4.设置共享资源
Windows 2000系统默认的共享资源有"打印机"和"任务计划",其他的共享资源必须由用户设置。打开"我的电脑"或"资源管理器",找到要设置成共享资源的文件夹,用鼠标右键单击相应的图标,选择"属性",进入该资源的属性窗口,在"共享"选项卡(如图4所示)中选择"共享该文件夹",输入共享名,并可通过单击"权限"按钮进入该资源的权限窗口,进行共享权限设置。权限设置完成后返回属性窗口,单击"确定"完成设置共享资源。
三、系统应用
1.访问共享资源
双击"网上邻居",进入"网上邻居"窗口,双击"邻近的计算机",若联网正确,则在"邻近的计算机"窗口中会看到局域网中的所有计算机的名称,双击计算机名称图标,就可访问相应的计算机上的共享资源。
2.发送控制台消息
打开"控制面板",双击"管理工具",打开"计算机管理"(如图5所示),用鼠标右键单击"计算机管理(本地)"或点击"操作"菜单项,在"所有任务"中选择"发送控制台消息"(如图6所示),打开"发送控制台消息"窗口(如图7所示),单击"添加"按钮,输入要接收消息的计算机名称,然后在"消息"窗口中输入消息内容,单击"发送"按钮即可完成控制台消息的发送。发送和接收过程如图8、9所示。
3.实现网上会议
使用Microsoft提供的NetMeeting("开始"*"附件"*"通讯")可以实现简单的网上会议功能。第一次运行NetMeeting时,必须按照向导程序的指示对NetMeeting进行配置。首先,是NetMeeting的功能介绍,单击"下一步",出现"个人消息"窗口,这时需要输入必要的个人消息,包括姓名、电子邮件地址以及位置等,单击"下一步"进行目录设置,取消"当NetMeeting启动时登录到目录服务器",然后进行带宽设置,可选择"局域网",接着选择"在桌面显示NetMeeting图标"和"在任务栏上显示NetMeeting图标",最后是调节音频设置,完成后便可随时启动NetMeeting。要进行网上会议,必须保证局域网上的计算机都在运行NetMeeting。邀请其他计算机参加会议,可在"呼叫"中选择"新呼叫",然后输入要呼叫的计算机名称,单击"呼叫"即可。呼叫成功后,双方即可通过麦克风和耳机(音箱)对话; 通过对"共享程序"的设置来进行双方系统的互操作;通过"聊天室"可以与其他人进行键盘上的字符信息交互; 通过"白板"可以与其他人进行图形方面信息的交互; 通过"传送文件"可以与其他人进行文件交互等等。NetMeeting还有许多其他的功能,您可以亲身一试。
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8. 常用的网络协议有哪些,分别是什么含义
常用的网络协议有TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议、Telnet协议、FTP协议、SMTP协议、NFS协议、UDP协议等。