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基础知识

以太网简介常见的ieee802.3类型的网络就是以太网。ethernet网就是采用csma/cd算法,并用二进制指数退避和1-坚持算法。这种算法在低负荷(如介质空闲)时,要发送帧的站点能立即法送;在重负荷时,仍能保持系统稳定。以太网是基带系统,采用曼彻斯特编码。以太网共有四种类型:10base2,10base5,10baset和100basex。

5-4-3规则:网络中可以有5个网段,通过4个中继器连接,但只有3个网段可以连接计算机。10baset网络中网段的最大长度为100m,可以用中继器来延长,两台计算机之间的最短缆线长为2.5m,每个网段最大的节点数为512个。
 
以太网4种类型
  拓扑 线缆 base 带宽 传输距离
10base2细缆网络/廉价网络 总线 rg58a/u同轴细缆     基带传输 10mbps  185m
10base5标准以太网 总线 rg-8/rg-11同轴粗缆 基带传输 10mbps  500m
10baset 星型 双绞线stp/utp 基带传输 10mbps  100m
100basex快速以太网 星型   基带传输 100mbps 100m
 
100basex网络的介质标准
介质标准的名称 介质类型  网段的最大长度
100basetx 5类utp或stp(2对)  100m
100baset4 3,4,5类utp(4对)  100m
100basefx 2.5um多模光缆(双导束)  400m


tcp/ip协议简介

tcp/ip被确定为因特网的通信协议,是一组通信协议的代名词。tcp/ip是osi七层模型的简化,共分为4层:应用层,传输层,ip层和物理网络接口层。 

a) 互联网络层(ip层) 
互联网络层提供无连接的分组交换服务,其任务是允许主机将分组放在网上,让每个分组独立的道达目的地。 
b) 传输层(tcp) 
传输控制协议(tcp),是一个可靠的面向连接的协议,保障某一机器的字节流准确无误的投递到互联网上的另一个机器。 
用户数据报协议(udp),提供无连接的服务,无重发和纠错功能,不保障数据的可靠传输。在快速交付重于准确交付的应用中广泛应用。 
c) 信息流动过程 
下面以试用tcp协议传送文件为例说明tcp/ip的工作原理。 
1) 在源主机上应用层上将一串字节流传给传输层; 
2) 传输层将子节流分成tcp段,加上tcp包头交给互联网络(ip)层; 
3) ip层生成一个包,将tcp段放入其数据域,并加上源和目的主机的目的地址。将ip包交给数据链路层; 
4) 数据链路层在其帧的数据部分装入ip包,发往目的主机或者ip路由器。 
5) 在目的主机,数据链路层将数据链路层帧头去掉,将ip包交给ip层; 
6) ip层检查ip包头,如果包头中的校验与计算出来的不一致,则丢弃该包; 
7) 如果校验和一致,ip层去掉ip头,将tcp段交给tcp层,tcp层检查顺序好来判断是否为正确的tcp段; 
8) tcp层为tcp包头计算tcp头和数据。如果不对,tcp层丢弃这个包,若对,则向源主机发送确认; 
9) 在目的主机,tcp层去掉 tcp头,将字节流传给应用程序; 
10) 于是目的主机收到了源主机发来的字节流,就像直接从源主机发来的一样。 
d) 网络互连路由器 
互联网络需要某些计算机能自动的把报文以分组形式(ip数据报)从一个网络转发到另一个网络。互连两个网络并且将报文分组从一个网络传递到另一个网络的计算机叫做internet路由器。 
在一个tcp/ip网络上,路由器提供所有物理网络之间的互连,路由器负责为报文分组选择路由,送往目的地。路由选择是基于目标网络,而不是基于目标主机,所以路由器需要保存的信息量与tcp/ip网络中的网络数成比例。 
e) ip地址划分 
网络号由网络信息中心(nic,network information center)分配。 
五类ip 1字节 2字节 3字节 4字节 
a类地址 0 网络标示 主机标示 
b类地址 1 0 网络标示 主机标示 
c类地址 1 1 0 网络标示 主机标示 
d类地址 1 1 1 0 多投点地址 
e类地址 1 1 1 1 0 保留将来试用 

特殊ip地址 网络号 主机号 
本机 全0 
本网主机 00….00 主机号 
局域网广播 全1 
向网络定向广播 网络号 全1 
回路 127 随机(通常是1) 

f) 子网掩码 
说明ip地址中的主机地址段如何被划分成子网地址本地主机地址两部分。子网掩码为一个32位的数字。其中所有的1表示ip地址中的网络地址段和子网地址段,所有的0表示ip地址中的主机地址段。 
g) 直接/间接路由通信 
将位于同一ip网上的两台计算机之间的通信称为直接路由通信;不位于同一网上的两台计算机之间的通信称为间接路由通信。 
判断一目标地址是否在与本计算机直接连接的一个物理网络上的方法是:发送者抽出目标ip地址的网络部分,与自己ip地址的网络部分比较,如果相同,就直接投递。对于间接路由,帧发送到路由器,路由器抽出分组,路由选择程序选择下一个通往目的地主机路径的下一个路由器,如此继续下去,直到该ip分组可以直接投递为止。 

q1 什么叫串行通讯? 
在串行通信中,通信双方收发数据序列必须在时间上取得一致,这样才能保证接收的数据和发送的数据一致,这就是通信中的同步。 
同步通信: 
自同步法:从数据信息波形的本身提取同步信号 
外同步法:发送端发送数据之前,先发送一个或多个同步字符,接收端按照这个同步字符来调整其内部时序,并把接收时序重复频率锁定在同步频率上, 
异步通信: 
发送端在发送字符时,在每个字符前设置1位起始位,1/1.5/2位停止位,起始位为低电平,停止位为高电平。 


q2 什么叫流量控制? 
流量控制是指当指定缓冲区已满,无法从远程计算机接收更多数据时,应该采取的动作。 
硬件:rts/cts 
xon/xoff: 
无: 
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串口知识介绍

rs-232、rs-422与rs-485都是串行数据接口标准,最初都是由电子工业协会(eia)制订并发布的.
rs-232、rs-422与rs-485标准只对接口的电气特性做出规定,而不涉及接插件、电缆或协议,在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。 
rs-232串行接口标准 
目前rs-232是pc机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。rs-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。rs-232采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。 
收、发端的数据信号是相对于信号地.典型的rs-232信号在正负电平之间摆动,在发送数据时,发送端驱动器输出正电平在 5~ 15v,负电平在-5~-15v电平。当无数据传输时,线上为ttl,从开始传送数据到结束,线上电平从ttl电平到rs-232电平再返回ttl电平。接收器典型的工作电平在 3~ 12v与-3~-12v。由于发送电平与接收电平的差仅为2v至3v左右,所以其共模抑制能力差,再加上双绞线上的分布电容,其传送距离最大为约15米,最高速率为20kb/s。rs-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设计的,其驱动器负载为3~7kω。所以rs-232适合本地设备之间的通信。
 
1.平衡传输 
rs-422、rs-485与rs-232不一样,数据信号采用差分传输方式,也称作平衡传输,它使用一对双绞线,将其中一线定义为a,另一线定义为b 。 
通常情况下,发送驱动器a、b之间的正电平在 2~ 6v,是一个逻辑状态,负电平在-2~6v,是另一个逻辑状态。另有一个信号地c,在rs-485中还有一“使能”端,而在rs-422中这是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作用时,发送驱动器处于高阻状态,称作“第三态”,即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。 
2.rs-422电气规定 
由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比rs232更强的驱动能力,故允许在相同传输线上连接多个接收节点,最多可接10个节点。即一个主设备(master),其余为从设备(salve),从设备之间不能通信,所以rs-422支持点对多的双向通信。rs-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道,因此不必控制数据方向,各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式(xon/xoff握手)或硬件方式(一对单独的双绞线)实现。rs-422的最大传输距离为4000英尺(约1219米),最大传输速率为10mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1mb/s。rs-422需要一终接电阻,要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻,即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端 
3.rs-485电气规定 
由于rs-485是从rs-422基础上发展而来的,所以rs-485许多电气规定与rs-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。rs-485可以采用二线与四线方式,二线制可实现真正的多点双向通信。 
而采用四线连接时,与rs-422一样只能实现点对多的通信,即只能有一个主(master)设备,其余为从设备,但它比rs-422有改进, 无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。rs-485与rs-422的不同还在于其共模输出电压是不同的,rs-485是-7v至 12v之间,而rs-422在-7v至 7v之间;rs-485满足所有rs-422的规范,所以rs-485的驱动器可以用在rs-422网络中应用。 
rs-485与rs-422一样,其最大传输距离约为1219米,最大传输速率为10mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长双绞线最大传输速率仅为1mb/s. 
4、rs-422与rs-485的网络安装注意要点 
rs-422可支持10个节点,rs-485支持32个节点,因此多节点构成网络。网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构,不支持环形或星形网络。在构建网络时,应注意如下几点: 
1.采用一条双绞线电缆作总线,将各个节点串接起来,从总线到每个节点的引出线长度应尽量短,以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。上图所示为实际应用中常见的一些错误连接方式(a,b,c)和正确的连接方式(d,e,f)。a,b,c这三种网络连接尽管不正确,在短距离、低速率仍可能正常工作,但随着通信距离的延长或通信速率的提高,其不良影响会越来越严重,主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加,会造成信号质量下降。 
2.应注意总线特性阻抗的连续性,在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性:总线的不同区段采用了不同电缆,或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装,再者是过长的分支线引出到总线。 
总之,应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。