第十一章 通信协议与网络模型
网络协议与通信原理
网络协议与通信原理网络协议是计算机网络中数据传输的规则和标准的集合。
它们定义了计算机网络中数据的传输格式、路由选择、数据传输速率等。
通信原理是指在计算机网络中实现信息的传输和交流的基本原理。
网络协议与通信原理是计算机网络中非常重要的基础知识，对于理解和应用计算机网络具有重要意义。
一、网络协议概述1.1 什么是网络协议网络协议是计算机网络中规定通信规则和执行数据传输的一组规则和标准。
它是计算机网络中实现通信和数据交换的基础，保证了网络中计算机之间的互联互通。
1.2 网络协议的分类网络协议根据其功能和层次可以分为不同的类别，如物理层协议、数据链路层协议、网络层协议、传输层协议和应用层协议等。
1.3 网络协议的重要性网络协议规定了计算机网络中数据传输的规则和标准，保证了网络的正常运行和数据的可靠传输。
它是计算机网络中实现通信和数据交换的基础，对于计算机网络的建立、拓扑结构的设计和数据传输的有效性都起着重要的作用。
二、通信原理概述2.1 什么是通信原理通信原理是指在计算机网络中实现信息的传输和交流的基本原理。
它涉及到信号的传输、编码和解码、调制和解调等重要概念。
2.2 通信原理的基本要素通信原理包括信源、信道和信宿三个基本要素。
信源产生信号，信道是信号传输的媒介，信宿接收并处理信号。
2.3 通信原理的工作过程通信原理的工作过程包括信号的生成、编码和调制、信号的传输、信号的解调和解码等多个环节，确保信息在计算机网络中的传输和交流。
三、网络协议与通信原理关系3.1 网络协议与通信原理的联系网络协议是计算机网络中实现通信和数据交换的基础，而通信原理则是实现信息的传输和交流的基本原理。
网络协议与通信原理密切相关，网络协议是根据通信原理制定的，确保了计算机网络中数据的可靠传输和通信的有效性。
3.2 网络协议与通信原理的作用网络协议通过定义数据传输格式、路由选择、数据传输速率等规则和标准，确保了计算机网络中的数据传输和通信的正常进行。
什么是网络协议它在网络中的作用是什么与OSI七层模型的含义
1.什么是网络协议?它在网络中的作用是什么?答：为了进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。
主要由语法、语义和同步(指事件实现中顺序的详细说明)。
通信协议有层次特性，大多数的网络组织都按层或级的方式来组织，在下一层的基础上建立上一层，每一层的目的都是向其上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。
网络协议确定交换数据格式以及有关的同步问题。
2. OSI七层模型的含义？答：OSI 七层模型称为开放式系统互联参考模型，OSI 七层模型是一种框架性的设计方法，OSI 七层模型通过七个层次化的结构模型使不同的系统，不同的网络之间实现可靠的通讯，因此其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输。
物理层： O S I 模型的最低层或第一层，该层包括物理连网媒介，如电缆连线连接器。
物理层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号。
在你的桌面P C 上插入网络接口卡，你就建立了计算机连网的基础。
换言之，你提供了一个物理层。
尽管物理层不提供纠错服务，但它能够设定数据传输速率并监测数据出错率。
网络物理问题，如电线断开，将影响物理层。
数据链路层： O S I 模型的第二层，它控制网络层与物理层之间的通信。
它的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递。
为了保证传输，从网络层接收到的数据被分割成特定的可被物理层传输的帧。
帧是用来移动数据的结构包，它不仅包括原始数据，还包括发送方和接收方的网络地址以及纠错和控制信息。
其中的地址确定了帧将发送到何处，而纠错和控制信息则确保帧无差错到达。
数据链路层的功能独立于网络和它的节点和所采用的物理层类型，它也不关心是否正在运行 Wo r d 、E x c e l 或使用I n t e r n e t 。
有一些连接设备，如交换机，由于它们要对帧解码并使用帧信息将数据发送到正确的接收方，所以它们是工作在数据链路层的。
网络层： O S I 模型的第三层，其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。
第十一章 网络安全
安全警报
通过防火墙可以方便地监视网络的安全性，并产生报警信号。 通过防火墙可以方便地监视网络的安全性，并产生报警信号。
重新部署网络地址转换（ 重新部署网络地址转换（NAT） ）
接入Internet的机构，可以通过网络地址转换（NAT）来完成内部 的机构，可以通过网络地址转换（ 接入 的机构 ） 私有地址到外部注册地址的映射，而防火墙正是部署NAT的理想位置。 的理想位置。 私有地址到外部注册地址的映射，而防火墙正是部署 的理想位置
Intranet
Internet
防火墙
图11-1 防火墙的位置与功能示意图
2. 防火墙的主要功能
集中的网络安全
防火墙允许网络管理员定义一个中心（阻塞点） 防火墙允许网络管理员定义一个中心（阻塞点）来防止非法用户进 入内部网络，禁止存在不安全因素的访问进出网络， 入内部网络，禁止存在不安全因素的访问进出网络，并抗击来自各种 线路的攻击。 线路的攻击。
代理服务软件要分析网络数据包并作出访问控制决定， 代理服务软件要分析网络数据包并作出访问控制决定，从而在一定 程度上影响了网络的性能， 程度上影响了网络的性能，且代理服务器需要为每个网络用户专门 设计，安装使用较复杂，成本也相对较高。 设计，安装使用较复杂，成本也相对较高。
5. 复合型防火墙（Compound Firewall） 复合型防火墙（ ）
防火墙并非万能，影响网络安全的因素很多， 防火墙并非万能，影响网络安全的因素很多，对于以下情况它 无能为力: 无能为力: 不能防范绕过防火墙产生的攻击
不能防范由于内部用户不注意所造成的威胁 不能防范由于内部用户不注意所造成的威胁 不能防范受到病毒感染的软件或文件在网络上传输 很难防止数据驱动式攻击
11.2.2 防火墙的主要类型
OSI七层模型和TCPIP模型及对应协议(详解)
OSI七层模型和TCPIP模型及对应协议（详解）1.OSI七层模型OSI（Open Systems Interconnection）七层模型是国际标准化组织（ISO）制定的一种网络体系结构模型，将计算机网络的功能划分为七个层次，每个层次负责不同的任务。
这些层次从底层到顶层分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
-物理层：负责传输比特流，即原始的0和1的比特流。
-数据链路层：将物理层传输的数据流划分为数据帧，并在物理传输媒介上发送和接收数据帧。
-网络层：负责通过不同网络节点进行数据的路由和转发，实现数据包的传输。
-传输层：负责端到端的通信连接，在传输过程中确保数据的可靠传输和错误控制。
-会话层：负责建立、管理和终止应用程序之间的通信会话。
-表示层：负责数据的格式化和解码、加密和解密，确保接收方能够正确理解发送方的数据。
-应用层：提供用户与网络的接口，支持各种应用程序的网络访问和通信。
2.TCP/IP模型TCP/IP模型是一种通信协议体系结构，目前是互联网的基础协议。
TCP/IP模型由四个层次构成，分别为网络接口层、互联网层、传输层和应用层。
-网络接口层：负责将数据帧从物理层传输到网络层，并对数据进行分割和重组。
-互联网层：负责将数据包从源主机传输到目的主机，包括IP协议、ARP协议和ICMP协议等。
-传输层：负责数据的可靠传输和错误控制，包括TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）等。
-应用层：提供用户与网络的接口，支持各种应用程序的网络访问和通信，包括HTTP、FTP、SMTP等协议。
3.OSI七层模型和TCP/IP模型的对应关系及协议：-OSI的物理层对应TCP/IP的网络接口层，协议包括以太网、Wi-Fi 等。
-OSI的数据链路层对应TCP/IP的网络接口层，协议包括以太网、Wi-Fi等。
-OSI的网络层对应TCP/IP的互联网层，协议包括IP、ARP、ICMP等。
OSI七层模型及其对应的协议
OSI 七层模型及其对应的协议OSI参考模型分为物理层、数据链路层、⽹络层、传输层、会话层、表⽰层、应⽤层。
如下表所⽰：1 物理层在OSI参考模型中，物理层（Physical Layer）是参考模型的最低层，也是OSI模型的第⼀层。
物理层的主要功能是：利⽤传输介质为数据链路层提供物理连接，实现⽐特流的透明传输。
物理层的作⽤是实现相邻计算机节点之间⽐特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。
使其上⾯的数据链路层不必考虑⽹络的具体传输介质是什么。
“透明传送⽐特流”表⽰经实际电路传送后的⽐特流没有发⽣变化，对传送的⽐特流来说，这个电路好像是看不见的。
2 数据链路层数据链路层（Data Link Layer）是OSI模型的第⼆层，负责建⽴和管理节点间的链路。
该层的主要功能是：通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为⽆差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。
在计算机⽹络中由于各种⼲扰的存在，物理链路是不可靠的。
因此，这⼀层的主要功能是在物理层提供的⽐特流的基础上，通过差错控制、流量控制⽅法，使有差错的物理线路变为⽆差错的数据链路，即提供可靠的通过物理介质传输数据的⽅法。
该层通常⼜被分为介质访问控制（MAC）和逻辑链路控制（LLC）两个⼦层。
1）MAC⼦层的主要任务是解决共享型⽹络中多⽤户对信道竞争的问题，完成⽹络介质的访问控制； 2）LLC⼦层的主要任务是建⽴和维护⽹络连接，执⾏差错校验、流量控制和链路控制。
数据链路层的具体⼯作是接收来⾃物理层的位流形式的数据，并封装成帧，传送到上⼀层；同样，也将来⾃上层的数据帧，拆装为位流形式的数据转发到物理层；并且，还负责处理接收端发回的确认帧的信息，以便提供可靠的数据传输。
3 ⽹络层⽹络层（Network Layer）是OSI模型的第三层，它是OSI参考模型中最复杂的⼀层，也是通信⼦⽹的最⾼⼀层。
它在下两层的基础上向资源⼦⽹提供服务。
其主要任务是：通过路由选择算法，为报⽂或分组通过通信⼦⽹选择最适当的路径。
osi七层模型各层功能及协议讲解
osi七层模型各层功能及协议讲解协议方信息：协议方A：________________协议方B：________________ 。
联系人：________________ 。
联系电话：________________ 。
邮箱：________________ 。
协议签署日期：________________ 。
亲爱的各位同仁，今天我们来聊聊那神秘而又不失优雅的OSI七层模型。
哦，对，你没听错，这可不是什么高深的数学公式，而是网络世界的基石！准备好了吗？让我们一起从头到尾，轻松搞懂这七层的精彩世界吧！第一层：物理层物理层就像是我们日常生活中的交通工具，负责把数据从一个地方搬到另一个地方。
想象一下，没了交通工具，我们的生活会变得多无趣呀！在这个层面上，电缆、光纤和无线信号都是它的好朋友。
协议有：Ethernet、USB、DSL等等。
第二层：数据链路层我们来到数据链路层。
这一层的工作就像是一个严谨的门卫，确保在网络上发送的数据是完整的，没被损坏。
它处理物理地址，比如MAC地址，确保数据包能顺利通过。
常见的协议有：PPP、Ethernet（对，它又来了！）。
第三层：网络层网络层就像是一个聪明的导航系统，负责找到数据的最佳路径。
这一层处理逻辑地址，也就是IP地址，确保数据包能在复杂的网络中找到家。
常见的协议有：IP、ICMP （别担心，这不是怪兽的名字！）。
第四层：传输层传输层可以说是网络的快递公司，负责确保数据包按顺序、安全地送达。
想象一下，快递小哥把你的包裹送错了，那可真是让人抓狂！它主要的协议有：TCP（可靠性极高）和UDP（速度快，但有风险）。
第五层：会话层会话层负责管理应用程序之间的对话。
它像是一个聊天记录，确保双方的交流不会被打断，确保数据的连贯性。
没有它，我们的网络会议可真是糟糕透了！协议有：RPC、PPTP等。
第六层：表现层表现层就像是网络的翻译官，负责数据的格式转换和加密。
这一层确保不同类型的数据能被正确理解，就像一个人在不同语言间切换。
《物联网导论》第11章-物联网应用案例-智能电网
， 需要建设坚强的输电网，并强调各级电网协调发展。关于智能电网性能的描述，三方基
观
点相近，建设经济、环保、安全、高效的新型电网，是中美以欧特发高压展电智网能为电骨网干的网共架同、追各级求电。
网协调
中国国
为支撑，具有信息化、自动化、互动化
家电网
发特展的征坚，强包网含架电为力基系础统，的以发通电信、信输息电平、台变
物联网应用案例- 智能电网
01 智能电网概述
传统能源日渐短缺和环境污染问题日益严重是 人类社会持续发展所面临的最大挑战。
各种低碳技术的大规模应用主要集中在可再生 能源发电和终端用户方面，使传统电网的发电 侧和用户侧特性发生了重大改变，并给输、配 电网的发展和安全运行带来了新的挑战。
在这样的发展背景下，智能电网的概念应运而 生，并在全球范围内得到广泛认同，成为世界 电力工业的共同发展趋势。
通用信息模型和基于物联网的通信框架
FSGIM
Data elements Data type
Data associations Semantic checks Data optionality
Information model
Application layer
Transport layer
Network layer
为了在工业设备中实施FSGIM，需要设计骨干和无线网络的协议。
通用信息模型和基于物联网的通信框架
物理层和数据链路层 工业以太网技术已被广泛部署并促进了工厂控制和企业网络的融合，因此使用工业以太网技术。 工业以太网的示例包括PROFINET，EtherCAT，以太网Powerlink，RAPIEnet和EPA。能源决策者可 以通过访问制造应用程序级别的关键性能指标和数据分析来得到实时信息，且可以实时监控和调整 工业过程，以提高生产灵活性。 由于使用IEEE 802.15.4标准的无线电收发器无处不在，且许多最近开发的工业无线电栈是基于 IEEE 802.15.4的，如ISA100.11a，WirelessHART和WIA-PA。因此对于现场网络，使用无线电技术 IEEE 802.15.4标准。 网络层 对于工厂控制而言，透明的端到端通信，大型寻址空间，自动寻址方法，更高效的路由协议，增 强的移动功能以及自主网络形成和配置，具有强大的吸引力。而IP网络处于IPv4向IPv6的过渡阶段， 因此工厂控制网络将迁移到IPv6，并且企业内部网和Internet将相互集成。 除了IPv6过渡和不同网络的集成之外，支持IP的无线现场网络的出现是另一个重要趋势。与现有 的有线解决方案相比，使用基于IP的无线技术为工业能源管理提供了新的可能性和优势。这些技术 可以更轻松地访问与流程本身和流程中使用设备的更多的相关信息。 轻量级IP堆栈和基于IPv6的通信协议使得在无线现场网络中实现IP通信成为可能。6LoWPAN是 IPv6 和 IEEE 802.15.4 之 间 的 适 配 器 层 。 它 用 于 低 功 耗 和 有 损 网 络 （ Low-power and Lossy Networks ,LLNs），其中用于互连节点的链路是IEEE 802.15.4链路。6LoWPAN甚至可以应用于非常 小的设备，包括具有有限处理能力的低功率设备，允许它们参与物联网。在这项工作中，能源管理 器，负载和发电系统位于工业设备中，并通过无线或有线网络连接。
《电工电子技术与技能实训指导》电子教案
《电工电子技术与技能实训指导》电子教案第一章：电工电子技术基础1.1 电路的概念与基本元素电路的定义电路的基本元素：电源、开关、导线、电阻、电容、电感1.2 电压、电流和电阻电压的概念与测量电流的概念与测量电阻的概念与测量1.3 欧姆定律欧姆定律的内容电阻的计算电压和电流的关系第二章：电工元件2.1 电阻电阻的种类电阻的测量电阻的应用2.2 电容电容的种类电容的测量电容的应用2.3 电感电感的种类电感的测量电感与应用第三章：基本电路分析3.1 串联电路串联电路的特点串联电路的分析方法串联电路的应用3.2 并联电路并联电路的特点并联电路的分析方法并联电路的应用3.3 混联电路混联电路的特点混联电路的分析方法混联电路的应用第四章：电子技术基础4.1 半导体器件二极管晶体管场效应晶体管4.2 放大电路放大电路的基本原理放大电路的分类放大电路的应用4.3 数字电路数字电路的基本概念逻辑门电路触发器电路第五章：电子技术应用5.1 电源电路电源电路的分类电源电路的设计方法电源电路的应用5.2 信号处理电路信号处理电路的分类信号处理电路的设计方法信号处理电路的应用5.3 控制电路控制电路的分类控制电路的设计方法控制电路的应用第六章：电工测量技术6.1 电工测量仪器仪表电压表、电流表、钳形表电能表、功率因数表兆欧表、万用表6.2 测量方法与测量误差测量方法测量误差的概念与分类减小测量误差的方法6.3 电工测量实验电压、电流的测量电阻、电容、电感的测量功率、电能的测量第七章：低压电器与控制电路7.1 低压电器开关保护器接触器继电器7.2 控制电路设计基础控制电路的基本环节控制电路的设计方法控制电路的安装与调试7.3 典型控制电路简单的控制电路顺序控制电路复杂控制电路第八章：电气设备与保护8.1 电动机电动机的种类与结构电动机的工作原理电动机的选用与安装8.2 变压器变压器的种类与结构变压器的工作原理变压器的选用与安装8.3 电气设备的保护短路保护过载保护漏电保护第九章：电子技能训练9.1 焊接技术焊接工具与材料焊接方法与技巧焊接质量的判断9.2 电路板设计电路板的设计原则电路板的布局与布线电路板的加工与制作9.3 电子产品装调电子产品的装接电子产品的调试电子产品的维修第十章：综合训练与实践10.1 电工电子技术综合训练设计并实现一个简单的电路分析并解决电路中出现的问题提高电路的性能与可靠性10.2 电工电子技术实践项目设计一个低压控制电路安装与调试一个电气设备进行一个电子产品的装调与维修10.3 电工电子技术竞赛与创新参加电工电子技术竞赛开展电工电子技术创新项目培养电工电子技术能力与创新精神第十一章：通信原理与技术11.1 通信系统的基本概念通信系统的组成通信系统的分类通信系统的基本参数11.2 模拟通信技术模拟通信系统的原理调制与解调技术信道编码与解码技术11.3 数字通信技术数字通信系统的原理数字调制与解调技术信道编码与解码技术第十二章：现代电子技术应用12.1 微电子技术微处理器微控制器集成电路12.2 计算机网络技术计算机网络的组成与分类网络协议与通信协议网络设备与网络架构12.3 物联网技术物联网的基本概念物联网的架构与技术组成物联网的应用领域第十三章：电力电子技术13.1 电力电子器件晶闸管变频器整流器13.2 电力电子电路与应用电力电子电路的原理与特点电力电子电路的设计与分析电力电子电路的应用实例13.3 电力电子技术的应用领域电力系统交通运输工业生产第十四章：实验与实践指导14.1 实验设计与方法实验目的与要求实验设计与步骤实验数据的处理与分析14.2 实践操作与技能培养实践操作的注意事项实践技能的培养与提高实践项目的选择与实施实验报告的格式与内容实验与实践报告的评估与反馈第十五章：电工电子技术的发展趋势15.1 电工电子技术的发展历程电工电子技术的发展阶段电工电子技术的重要成果电工电子技术的影响与贡献15.2 电工电子技术的现状与挑战电工电子技术在各领域的应用电工电子技术面临的问题与挑战电工电子技术的创新与发展方向15.3 电工电子技术的未来展望新型电工电子技术的预测与展望电工电子技术对未来的影响与变革电工电子技术在人类社会发展中的作用与地位重点和难点解析重点：电工电子技术的基本概念、基本元件、基本电路分析、电子技术基础、电子技术应用、电工测量技术、低压电器与控制电路、电气设备与保护、电子技能训练、通信原理与技术、现代电子技术应用、电力电子技术、实验与实践指导、电工电子技术的发展趋势。
OSI七层模型中各层分别对应的协议
OSI七层模型中各层分别对应的协议谈到网络不能不谈OSI参考模型，OSI参考模型（OSI/RM）的全称是开放系统互联参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM），它是由国际标准化组织ISO提出的一个网络系统互连模型。
虽然OSI参考模型的实际应用意义不是很大，但其的确对于理解网络协议内部的运作很有帮助，也为我们学习网络协议提供了一个很好的参考。
1.物理层物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。
该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。
在这一层，数据的单位称为比特（bit）。
属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
2.数据链路层数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。
该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。
在这一层，数据的单位称为帧（frame）。
数据链路层协议的代表包括：SDLC（同步数据链路控制）、HDLC （高级数据链路控制）、PPP（点对点协议）、STP（生成树协议）、帧中继等。
3.网络层网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。
网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。
在这一层，数据的单位称为数据包（packet）。
网络层协议的代表包括：IP（网络之间互联的协议）、IPX（互联网数据包交换协议）、RIP（路由信息协议）、OSPF（开放式最短路径优先）等。
4.传输层传输层是第一个端到端，即主机到主机的层次。
传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。
此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。
在这一层，数据的单位称为数据段（segment）。
传输层协议的代表包括：TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）、SPX（序列分组交换协议）等。
网络通信协议及其设计
网络通信协议及其设计随着互联网的快速发展，网络通信成为了人们生活中不可或缺的一部分。
而为了保证网络通信的稳定和顺畅，我们需要网络通信协议。
本文将介绍网络通信协议的定义、类型、设计和未来发展趋势。
一、网络通信协议的定义网络通信协议是一种计算机网络中用于规定通信格式、数据传输顺序、错误检测和纠正等信息交换的一系列规则。
简而言之，网络通信协议是网络通信的一种规范。
二、网络通信协议的类型网络通信协议的类型有很多，其中最常见的有传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）和互联网协议（IP）等。
下面分别介绍它们的特点：1.传输控制协议（TCP）TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输协议。
TCP在保证数据的可靠性的同时，还能够保证数据按照发送顺序到达目的地。
在传输数据前，TCP会与目标主机建立连接，传输结束后再关闭连接，保证数据的可靠传输。
2.用户数据报协议（UDP）UDP是一种无连接的、不可靠的、基于数据报的协议。
相比于TCP，UDP的传输速度更快，但不保证数据的可靠性，在传输过程中不会保证数据的顺序。
3.互联网协议（IP）IP是一种无连接的、不可靠的、基于数据报的协议。
它主要负责在计算机网络中完成主机地址和数据的传输。
IP可以将数据包从一个路由器传输到另一个路由器，从而完成数据包的转发和交换。
除此之外，还有很多其他类型的网络通信协议，如文件传输协议（FTP）、超文本传输协议（HTTP）和因特网邮件协议（SMTP）等。
三、网络通信协议的设计原则设计网络通信协议需要遵守一些基本原则，下面介绍一些重要的设计原则：1.协议应该简单明了网络通信协议的设计应该尽可能的简单，以提高协议的可靠性和安全性。
2.协议应该具有可扩展性网络通信协议应该具有可扩展性，以满足未来的需求。
如果网络通信协议设计的过于死板，将无法满足不断变化的需求。
3.协议应该独立于硬件设备网络通信协议的设计应该独立于特定的硬件设备，以保证协议的通用性。
可编程控制器通讯技术模板
第十一章可编程控制器通讯技术当任意两台设备之间有信息交换时, 它们之间就产生了通信。
PLC通讯是指PLC与PLC、PLC与计算机、PLC与现场设备或远程I/O之间的信息交换。
PLC通讯的任务就是将地理位置不同的PLC、计算机、各种现场设备等, 经过通讯介质连接起来, 按照规定的通讯协议, 以某种特定的通讯方式高效率地完成数据的传送、交换和处理。
11.1网络通讯的基本知识工业控制网络一般分为3个层级, 采用中央计算机的数据管理级为最高级, 生产线或车间的数据控制为中间级, 直接完成设备控制的为最低级。
可编程控制器能够方便地与工业控制计算机等数字设备相连接, 是工业控制网络中、低层级木构成的重要组成部分。
1、数据通讯基础( 1) 数据传送方式1) 并行通讯和串行通讯①并行通讯。
并行通讯是所传送数据的各个位同时进行发送或接收的通讯方式。
如图11-1( a) 所示。
并行通讯的特点是传送速度快。
并行通讯中, 传送多少位二进制数就需要多少根数据传输线, 传输成本高, 一般用于近距离的数据传送。
并行通讯一般用于PLC的内部, 如PLC内部元件之间、PLC主机与扩展模块之间或近距离智能模块之间的数据通信。
②串行通讯。
如图11-1( b) 所示, 串行通讯是将数据一位一位顺序发送或接收的, 因而除了地线外, 在一个数据传输方向上只需要一根数据线, 这根线既作为数据线又作为通信联络控制线。
串行通信需要的信号线少, 最少的只需要两三根线, 适用于距离较远的场合。
串行通信多用于PLC与计算机之间、多台PLC之间的数据通信。
2) 同步传输与异步传输串行通讯中很重要的问题是使发送端和接收端保持同步, 按同步方式可分为同步传送和异步传送。
①异步传送。
异步方式以字符为单位发送数据, 每个字符都用开始位和停止位作为字符的开始标志和结束标志, 构成一帧数据信息。
因此异步传送也称为起止传送, 它是利用起止法达到收发同步的。
异步通讯双方需要对所采用的信息格式和数据的传输速率作相同的约定。
网络协议与参考模型比较
网络协议与参考模型比较网络协议和参考模型是计算机网络中的两个重要概念，二者联系紧密，但是又有着不同的特点和作用。
本文将从定义、结构、功能等几个方面，对网络协议和参考模型进行比较。
定义网络协议是指计算机在通信过程中约定的一套规则，用于实现计算机之间的数据交换和传输。
网络协议可以分为物理层协议、数据链路层协议、网络层协议、传输层协议、应用层协议等多种类型。
参考模型是指ISO/OSI模型，全称为国际标准化组织/开放系统互连参考模型。
该模型是一种理论模型，用于描述计算机网络中各个层次之间的相互关系和通信方式。
结构网络协议是按照层次结构设计的，通常分为七层。
每层有着不同的功能和任务。
比如物理层主要负责传输比特流；数据链路层主要负责错误检测和纠正；网络层主要负责数据传输和路由控制；传输层主要负责数据分段和拼接；应用层主要负责用户数据的传输和处理。
参考模型同样分为七层，按照从下到上的顺序分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
每层都有着独特的功能和目的，是一种标准化的设计方式。
功能网络协议主要有着实现数据传输和交换的功能，具体表现为解决数据传输过程中出现的问题，比如数据分段、数据异常处理、数据校验等。
网络协议通常以数据包的形式进行传输，各个网络节点需要按照协议规定的格式进行处理和转发。
参考模型的功能则主要在于将计算机网络的通信过程分为不同的层级，便于设计和维护。
该模型可以帮助网络工程师和开发人员快速理解和调整网络的结构，方便网络管理和资源配置。
二者的联系和差异网络协议和参考模型都是计算机网络中不可或缺的元素，二者之间也存在着密切的联系。
网络协议是参考模型的实现手段，而参考模型则是网络协议的指导理念和标准化设计。
需要注意的是，网络协议在不同的网络环境中有着不同的应用，而参考模型则是普适的理论模型。
此外，网络协议和参考模型在结构和功能上也存在一些不同。
网络协议大多是以数据包的形式进行传输并处理，其结构较为简单，而参考模型则是以七层结构清晰地划分各个层级的功能。
OSI七层模型的每一层都有哪些协议
OSI七层模型的每一层都有哪些协议OSI七层模型是一种网络体系结构，用于描述计算机网络中不同层次的通信功能。
它将网络通信过程分成了七个层次，每个层次都有不同的功能和协议。
第一层：物理层物理层是OSI七层模型的最底层，主要负责传输原始比特流。
它定义了电气、机械和功能接口的特性，包括传输介质、电压等。
在这一层，主要的协议有：1. Ethernet：以太网是一种常见的局域网协议，用于在物理介质上传输数据。
2. RS-232：RS-232是一种串行通信协议，常用于计算机和外设之间的通信。
3. USB：USB是一种通用串行总线协议，用于计算机和外部设备之间的连接。
第二层：数据链路层数据链路层主要负责数据的可靠传输和帧同步。
它将原始的比特流组织成以太网帧等格式。
主要的协议包括：1. Ethernet：同样出现在物理层，但也包括数据链路层的功能。
2. PPP：点对点协议用于建立和管理点对点连接，如电话线上的拨号连接。
3. HDLC：高级数据链路控制协议，主要应用于广域网。
第三层：网络层网络层主要负责数据包的路由和转发。
它为数据包添加网络地址，并确定最佳的路径进行传输。
主要的协议包括：1. IP：互联网协议是一种网络层协议，负责在广域网中进行数据包的路由和寻址。
2. ICMP：互联网控制消息协议，用于在网络中进行错误报告和网络状态查询。
3. RIP：路由信息协议是一种用于距离矢量路由选择的协议。
第四层：传输层传输层主要负责数据的可靠传输和端到端的通信。
它提供了进程间的通信和数据分段重组。
常见的协议有：1. TCP：传输控制协议是一种可靠的、面向连接的协议，用于建立可靠的数据传输通道。
2. UDP：用户数据报协议是一种面向无连接的协议，常用于实时传输和广播通信。
第五层：会话层会话层主要负责建立、管理和终止会话。
它提供了通信节点之间进行会话同步和错误恢复的机制。
常见的协议有：1. NFS：网络文件系统是一种基于会话层的分布式文件系统协议，用于在网络上共享文件。
《通信原理电子教案》课件
《通信原理电子教案》课件第一章：通信系统概述1.1 通信系统的定义与分类1.2 通信系统的性能指标1.3 通信系统的基本模型1.4 通信系统的分类与比较第二章：模拟通信系统2.1 模拟通信系统的组成与工作原理2.2 调制与解调技术2.3 模拟通信系统的性能分析2.4 模拟通信系统的应用实例第三章：数字通信系统3.1 数字通信系统的组成与工作原理3.2 数字基带信号传输技术3.3 数字调制与解调技术3.4 数字通信系统的性能分析第四章：信息论基础4.1 信息论的基本概念4.2 信息熵与信道容量4.3 信息传输率与误码率4.4 信息加密与解密技术第五章：现代通信技术5.1 卫星通信技术5.2 光纤通信技术5.3 移动通信技术5.4 互联网通信技术第六章：信号与系统分析6.1 信号的分类与特性6.2 线性时不变系统的性质6.3 傅里叶变换与频谱分析6.4 拉普拉斯变换与复变函数第七章：模拟信号处理7.1 滤波器的设计与分析7.2 信号的采样与恢复7.3 信号的调制与解调7.4 信号的噪声与抗干扰技术第八章：数字信号处理8.1 数字滤波器的设计与实现8.2 快速傅里叶变换（FFT）8.3 数字信号处理的应用实例8.4 数字信号处理软件与硬件实现第九章：信道编码与误码控制9.1 信道编码的基本原理9.2 常用的信道编码技术9.3 误码控制策略与算法9.4 信道编码在通信系统中的应用第十章：计算机通信与网络10.1 计算机通信的基本概念10.2 数据通信与网络模型10.3 传输层与网络层协议10.4 互联网技术及其应用第十一章：无线通信技术11.1 无线通信的基本概念与技术11.2 无线传播特性与信道模型11.3 无线调制与解调技术11.4 无线通信系统的应用与发展趋势第十二章：光纤通信技术12.1 光纤通信的基本原理12.2 光纤的传输特性与损耗12.3 光纤通信系统的设计与设备12.4 光纤通信技术的应用与挑战第十三章：移动通信技术13.1 移动通信系统的基本结构13.2 移动信道的特性与模型13.3 移动通信的调制与解调技术13.4 移动通信系统的演进与5G技术第十四章：网络安全与加密技术14.1 网络安全的基本概念与威胁14.2 数据加密与解密技术14.3 数字签名与认证算法14.4 网络安全协议与体系结构第十五章：通信系统的实验与实践15.1 通信系统实验的目的与意义15.2 通信系统实验的设备与原理15.3 通信系统实验的项目与步骤15.4 通信系统实验结果的分析与评估重点和难点解析本文主要介绍了《通信原理电子教案》课件的十五个章节内容，涵盖了通信系统概述、模拟通信系统、数字通信系统、信息论基础、现代通信技术、信号与系统分析、模拟信号处理、数字信号处理、信道编码与误码控制、计算机通信与网络、无线通信技术、光纤通信技术、移动通信技术、网络安全与加密技术以及通信系统的实验与实践等方面的知识。
教案10TCPIP协议参考模型
教案10TCPIP协议参考模型教案：10.TCP/IP协议参考模型引言：TCP/IP协议是互联网的基础，它为我们提供了一种在不同网络中进行通信的标准。
理解TCP/IP协议参考模型对于理解互联网的工作原理和网络通信的基本概念至关重要。
本教案将介绍TCP/IP协议参考模型的结构、各层的功能以及它们之间的交互关系。
一、概述TCP/IP协议参考模型是互联网工作的基石，它是一个层次化的网络架构，由四个层次组成：应用层、传输层、网络层和数据链路层。
每个层次都有特定的功能，各层次之间通过接口进行通信。
下面将逐层介绍。
二、应用层应用层是TCP/IP协议参考模型的最高层，它为用户提供了各种各样的网络应用服务。
在应用层，我们可以找到HTTP、FTP、SMTP等协议，它们负责实现不同的网络应用。
应用层使用TCP或UDP协议与传输层进行通信。
三、传输层传输层主要负责在网络节点之间建立端到端的通信连接。
其中，最常用的传输协议是TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据包协议）。
TCP提供可靠的、面向连接的通信，而UDP则提供不可靠的、面向无连接的通信。
四、网络层网络层是TCP/IP协议参考模型中的核心层，它负责在网络之间转发数据包。
网络层的主要作用是通过IP地址将数据包从源主机传输到目标主机。
在网络层中，最重要的协议是IP（网际协议），它定义了数据包的封装和路由选择。
五、数据链路层数据链路层是TCP/IP协议参考模型中的最底层，它负责在物理网络上传输数据帧。
数据链路层处理的是比特流，将数据帧从一个节点传输到另一个节点，同时还会进行错误检测和纠正。
最常见的数据链路层协议是以太网协议。
六、总结TCP/IP协议参考模型是互联网的基本架构，它将复杂的网络通信分解为可管理的层次结构。
了解TCP/IP协议参考模型的各个层次以及它们之间的交互关系，有助于我们理解网络通信的原理和机制。
同时，它也提供了一种框架，使得不同的网络应用能够互相兼容和通信。
《网络通信协议》课件
欢迎来到《网络通信协议》PPT课件。在这个课件中，我们将介绍网络通信 协议的定义、作用以及OSI参考模型和TCP/IP协议栈。让我们一起探索网络 通信的奥秘！
网络通信协议简介
定义和作用
了解通信协议的含义和重要性，以及它们在网络通信中的作用。
OSI参考模型
深入探讨OSI参考模型的分层结构、各层功能和协议，并通过示例进一步理解。
4 HTTP协议
深入探讨HTTP协议SL/TLS协议
详细讲解SSL/TLS协议，揭示它在安全通 信中的重要性。
总结
1 网络通信协议的重要性
强调网络通信协议在现代通信中的重要性和作用。
2 各协议的特点和应用场景
总结各协议的特点，并讨论它们在不同场景下的应用。
3 未来发展趋势
3 RIP，OSPF和BGP协议
介绍RIP、OSPF和BGP等常见的路由协议，讲解它们的工作原理。
其他协议和技术
1 DHCP协议
探讨DHCP协议，解释 它在网络中自动分配IP 地址的作用。
2 DNS协议
了解DNS协议，揭示它 在解析域名和IP地址之 间的作用。
3 FTP协议
介绍FTP协议，解释它 在文件传输中的应用。
展望网络通信协议的未来发展趋势和可能的创新方向。
TCP/IP协议栈
介绍TCP/IP协议栈的概述以及各层的功能和作用。
TCP和UDP协议
1 TCP的三次握手和四次挥手
详细解释TCP协议的连接建立和断开过程，包括三次握手和四次挥手。
2 UDP的特点和应用场景
探讨UDP协议的特点，以及在哪些应用场景中可以使用UDP。
IP协议
1 IP地址的分类和寻址
ISOOSI网络参考模型ppt课件
物理 层
数据 链路 层
网络 层
传输 层
低三层，面向_数据通 最重 信__，属于_通信子网。要一
层 精选课件ppt
会话 表示 应用 层层层
高三层，面向_数据处 理__，属于_用户资源 子网。
5
特点： (1)上层通过接口向下层提出__请求__，而 下层通过接口向上层提供_服务___。 （2）两个用户计算机通过网络进行通信时， 除物理层之外，其余各对等层之间均不存 在直接的通信关系，而是通过各对等层的 协议来进行通信，只有两实体的对等物理 层之间才通过媒体进行真正的数据通信。
链路管理、控差制错、控_制差、错流__量控控制精制。选课控件pp制t 方法：自动重发请求法7
层次
主要功能
传输单位 举例
路核由心选任择务、：流控量制控通制信、子传网输的运行
网络层 确提认供、两中种断服、务差：错数及据故包障服的务、分虚组电路服路务由器
恢复。
传输层 实任 主现要务端：功到传能端输：的差可错靠控通制信、。流量控报制文、故障恢复
（2）作用： ①各层之间相互_独立___。 ②灵活性_好__。 ③容易__标准化___。 ④各层可以选择最合适的_实现技术___。 3）网络体系结构： __层和协议的集合___。
精选课件ppt
4
1）ISO／OSI网络参考模型 国际标准化组织(ISO)于1981年正式发布了一 个网络体系结构模型作为国际标准，称为开 放系统互联参考模型(OSI／RM)。
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6
OSI七层参考模式
层次
主要功能
传输单位 举例
物理层 为数据链路层提供_服务__，实 负责传输线现_物理上互联系统间的信息传 上的位流信输__，该层定义了通信设备与 号同步 传输线接口硬件的_机械__、_
tcpip5层协议模型
tcpip5层协议模型摘要：1.TCP/IP五层协议模型的概述2.各层协议的作用与功能3.模型在网络通信中的应用4.模型的发展与演变5.总结与展望正文：TCP/IP五层协议模型（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是一种网络通信协议模型，广泛应用于计算机网络领域。
它将网络通信划分为五个层次，从下到上分别为：网络接口层、网络层、传输层、会话层和应用层。
下面我们将详细介绍这五层协议的作用与功能，以及在网络通信中的应用。
1.网络接口层：该层主要负责数据在物理媒介上的传输，主要包括了物理层和数据链路层的功能。
网络接口层协议有以太网（Ethernet）、Wi-Fi等，它们为数据帧提供了一种在物理媒介上传输的方法，确保数据的安全到达目的地。
2.网络层：网络层主要负责将数据包从源主机发送到目的主机，其主要功能是路由和寻址。
网络层的核心协议是IP协议（Internet Protocol），它为数据包提供了一种在全球范围内唯一标识的方法，确保数据包能够准确地传输到目标主机。
此外，网络层还包括了ICMP（Internet Control MessageProtocol）协议，用于网络诊断和差错报告。
3.传输层：传输层主要负责在两个主机之间提供可靠或者不可靠的数据传输服务。
传输层的主要协议有TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。
TCP协议提供了一种可靠的数据传输服务，它保证了数据的完整性和顺序，适用于对数据传输可靠性要求较高的应用场景。
而UDP协议则是一种无连接的、不可靠的数据传输服务，它不保证数据的顺序和完整性，但传输速度快，适用于对实时性要求较高的应用场景。
4.会话层：会话层主要负责在网络中的两个终端之间建立、管理和终止会话。
会话层通过协商会话参数，如数据格式、传输速率等，以满足不同应用层协议的需求。
会话层的协议有HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）等。
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协议的概念 Concept of a Protocol通信协议用不同系统中实体之间的通信。
所谓“实体”，是指能发送或接收信息的各种软 件，如各种应用程序、数据库管理系统、e-mail 软件等。 所谓“系统”，是指运行一个或多个实体的硬件 设备，如各种计算机、终端设备和远程传感器等。
通信的内容、通信的方式和通信的时间，所有这 些都必须遵循实体之间都能接受的一定规则。这 些规则就是所谓“协议”，或者说，协议就是指 通信双方通信时需要遵循的一组管理规则。
有关知识：RFC More about RFC
因特网上所有的协议都是以所谓RFC文档形式定义的。 RFC(Request For Comments)-意即“请求注解”，包含了关于 Internet的几乎所有重要的文字资料。如果你想成为网络方面的专 家，那么RFC无疑是最重要也是最经常需要用到的资料之一，所以 RFC享有“网络知识圣经”之美誉。 通常，当某家机构或团体开发出了一套标准或提出对某种标准的设 想，想要征询外界的意见时，就会在Internet上发放一份RFC。 绝大部分网络标准的指定都是以RFC的形式开始，经过大量的论证 和修改过程，由主要的标准化组织所指定。 一个RFC文件在成为官方标准前一般至少要经历三个阶段：建议标 准、草案标准、因特网标准。 令人遗憾的是，由国内个人或组织编写的RFC文档几乎没有。 如何编写RFC文档： 参见文档 RFC Editor Tutorial.pdf 或 参见网页 /howtopub.html
协议的系统组合→ “Architecture”（网络体系结构）
通信协议 Communication Protocols
通信协议 是一种概念 必须去学习和理解它的含义\内容\功能 是一种原理 描述网络通信数据传递的过程 是一种标准 只有按相同或兼容协议研发和制造的产品才能相 互通信 新协议的制订 标准化组织和有影响的生产厂商 因特网所用协议(因特网标准) 由因特网协会管理 IETF(因特网工程任务组) 在线公布 IESG(因特网工程指导组) 批准为标准 RFC出版物 RFC791 → IP (Internet Protocol) RFC793 → TCP (Transmission Control Protocol)
协议三要素
Key Elements of a Protocol
一个协议主要由语法、语义和时序三个部分组成。 语法 - 如何讲（格式） 指通信数据与控制信息的结构或格式,涉及编码方案、 信号电平等。如规定数据的前8位（比特）是发送方 的地址，其后8位是接收方地址，比特流的其他部分 才是信息本身。 语义 - 讲什么（含义） 指通信设备之间传送的比特流每一部分的含义。涉及 用于协调与差错处理的控制信息。 时序 - 何时讲（次序） 包括两个特性：速度匹配和和先后顺序，即数据何时 发送，传送速度如何才合适。
关于协议 About Protocols
假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设 备发送数据，由于各个厂家有其各自的实现方法，这些 设备可能不完全兼容，它们相互之间不可能识别和通信。 解决方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家的专 有技术和设备，在网络互连的今天已不可行。另一种方 法就是制定一套实现互连的规范（标准），即所谓“协 议”。该标准允许每个厂家以不同的方式完成互连产品 的开发、设计与制造，当按同一协议制造的设备连入同 一网络时，它们完全兼容，仿佛是由同一厂家生产的一 样。 所以“协议”通常也指网络上不同计算机之间为了协调 互相通信而使用的技术规范，即通信技术标准（也是软 硬件厂商开发网络产品的标准）。
网络 – 双方的信息传输
常用协议
HTTP - WWW FTP - 文件下载/文件上传 IEEE 802.3 - 局域网通信 TCP/IP - 因特网 NetBEUI - 文件共享和打印机共享 Stop-and-wait /Sliding window - 流量控制/差错控制 HDLC - 数据链路控制
本章讲什么 What’s about This Chapter？ 本章介绍网络通信协议和网络模型的一般知识。 本章学习的主要内容有：
网络通信协议的概念 网络通信三大基础协议 通信分层的概念 网络体系结构（网络模型）的概念 OSI参考模型 IEEE和TCP/IP参考模型(简介)
本章主要内容 Contents 11.1 网络通信协议 Communication Protocols 11.2 网络通信的分层结构 Layered Architecture
为什么有许许多多的网络通信协议? Too Many Communication Protocols?
理论上只要有一套协议即可，但由于网络技术在不断发 展，应用领域在不断拓宽，加上历史的原因（７０年代 各大计算机公司在网络领域“诸侯割据”，纷纷推出自 己的网络通信协议，既为网络技术的发展作出了贡献， 亦造成协议品种杂多的局面），所以目前尚无一套统一 可用的网络协议。 正如理论上人类只要一种语言就可以相互沟通，但实际 上却有许许多多的语言存在一样。 学习网络的重要任务之一就是了解各种常用的通信协议。 对于网络开发/集成工程师，则需要深入理解甚至精通工 程中所涉及到的各种协议。 对于普通网络用户，则只需知道访问网络资源你的系统 或机器上需要配备何种协议，而无须知道这些协议的具 体含义。
11.3 OSI 参考模型 OSI Reference Model 11.4 IEEE 和TCP/IP网络体系结构 IEEE and TCP/IP
11.1 网络通信协议 Communication Protocols
（参见教材第1.4节）
网络：协议无所不在 Networks: the World of Procotols