【工业现场总线】控制网络的主要特点是？OSI参考模型的分层是？

1、控制网络的主要特点？

2、网络拓扑结构的主要类型？其各自主要特点是什么？

3、网络的传输介质主要有什么？

4、网络传输介质的访问控制方式主要有哪些？其各自主要特点是什么？

5、OSI参考模型的分层是什么？现场总线主要采用了哪几层？

6、网络互连设备主要有哪些？各自分别用于什么层次的网络连接？

1、控制网络的主要特点？

（1）控制网络的节点大都是具有计算与通信能力的测量控制设备，也可以是PC或其他种类的计算机、工作节点。

（2）控制网络主要完成测量、控制任务；工作环境在工业现场，比较恶劣，抗干扰能力强。

3）控制网络必须满足对控制的实时性。

2、网络拓扑结构的主要类型？其各自主要特点是什么？

网络的拓扑结构是指网络中节点的互连形式。

1. 环形拓扑：各结点通过通信线路组成闭合回路，环中数据只能单向传输。

2. 星形拓扑：每个结点都由一条单独的通信线路与中心结点连结。

3. 总线拓扑：传输介质是一条总线，各网络节点通过相应硬件接口接至总线上。一个节点发送数据，所有其他节点都能接收。信息可以在总线上一对一发送，也可以按分组发送，达到目的节点后，经过地址识别，将信息复制下来。

4.树形拓扑：是一种层次结构，结点按层次连结，信息交换主要在上下结点之间进行，相邻结点或同层结点之间一般不进行数据交换。优点：连结简单，维护方便，适用于汇集信息的应用要求。

3、网络的传输介质主要有什么？

最早的有铜轴电缆，分为粗缆和细缆，优点：价格便宜，容易安装；缺点：传输距离短，抗干扰性能差。

现在流行双绞线和光纤，特点分别如下：

双绞线分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP），屏蔽双绞线（STP）的特点是抗干扰性能好，传输距离中等，但是对安装（接地）的要求比较高。

非屏蔽双绞线（UTP）的特点是，安装简单，传输距离较长，但是抗干扰性不好，容易受到强磁场或电场的干扰。

光纤的特点是，传输距离远，抗干扰性能强，保密性好，安装调试稍微复杂，价格昂贵。

4、网络传输介质的访问控制方式主要有哪些？其各自主要特点是什么？

在随机访问方式中，常用的争用总线技术为CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection载波监听多路访问/冲突检测）。在控制访问方式中常用令牌总线、令牌环或称之为标记总线、标记环。

载波监听CSMA的控制方案是”先听再讲”。一个站要发送，首先需监听总线，以决定介质上是否存在其它站的发送信号。如果介质是空闲的，则可以发送。如果介质是忙的，则等待一定间隔后重试。这种避免冲突的发送等待策略，称为坚持退避算法。可采用以下三种CSMA坚持退避算法：1-坚持CSMA。介质空闲就发送，介质忙则继续监听，等到总线空闲，立即发送。如果发生冲突，则等待一段随机时间，重复第一步。缺点是：假如有两个或两个以上的站点有数据要发送，冲突就不可避免。

P-坚持CSMA。假如介质是空闲的，则以P的概率发送，或以（1—P）的概率延迟一个时间单位后重复处理。该时间单位等于最大的传输延迟。假如介

质是忙，继续监听直到介质空闲，重复第一步。

P-坚持CSMA。如果选择P过大，使NP >1，则冲突不可避免。最坏的情况是，随着冲突概率的不断增大，吞吐率会降为0。所以必须选择P值使NP <1，如果P值选得过于小，则通道利用率又会大大降低。

冲突检测：由于传输线上不可避免的有传输延迟，有可能多个节点同时监听到线上空闲并开始发送，从而导致冲突。故每个工作节点发送信息之后，还要继续监听线路，判定是否有其他节点正与本节点同时向传输线发送。一旦发现，便中止当前发送。

令牌方式是一种按一定顺序在各站点传递令牌的方法。谁得到令牌，谁才有权发起通信。

（1）令牌环（token-ring）方式

用于环形局域网。表示发送权的令牌在环形信道上不断循环。环上每个相应站点都可获得发报权，而任何时刻只会有一个站点利用环路传送报文。

（2）令牌总线（token- bus）方式

用于总线网络拓扑。网上各工作站按一定顺序形成一个逻辑环。每个工作站在环中均有一个指定的逻辑位置，末站的后站就是首站，即首尾相连。每站都了解先行站（PS）和后继站（NS）的地址，总线上各站的物理位置与逻辑位置无关。

3. 时分复用

是指为共享介质的每个节点预先分配好一段特定的占用总线的时间。各个节点按分配好的时间及其先后顺序占用总线的介质访问控制方式。

（1）同步时分复用