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计算机网络在电力系统远动的应用厂站端的现场总线分层分布式的调度自动化系统河南电力调度数据网拓朴图完全分散式变电站自动化系统监控主机上级调度或监控中心CANnet控制保护测量显示、打印总控远方诊断N号开关柜控制保护测量1号开关柜控制保护测量2号开关柜······变电站自动化系统CAN总线接线方式分布式电网调度自动化系统框图注：主站功能在前置机工作站中实现管理信息系统MIS异步通信服务器调度工作站文件服务器文件服务器调度工作站远动工作站前置机工作站前置机工作站网桥河南电力调度数据网拓朴图郑州局开封局商丘局许昌局周口局漯河局南阳局信阳局驻马店局郑热电厂新乡局省调度中心获嘉变平顶山局洛阳局小浪底水电厂三门峡局鹤壁局安阳局濮阳局2M*82M*42M*22M焦作局变电所5个金冠电厂焦作电厂万方电厂丹河电厂济源局变电所3个变电所5个三水电厂三火电厂变电所7个新安电厂洛热电厂伊川电厂首阳山电厂平东电厂变电所6个变电所7个蒲山电厂鸭河口电厂变电所2个信阳电厂平桥电厂变电所3个变电所3个变电所3个隆达电厂变电所3个禹州电厂变电所5个变电所2个开封电厂变电所12个变电所5个新乡电厂濮阳电厂变电所3个安阳电厂变电所7个鹤壁电厂变电所2个1000M河南电力调度数据专网架构方式•河南电力调度数据专网是架构于通信网之上、支持多个VPN应用接入系统的专用网络。光纤或微波通讯网络河南电力调度数据专网保护管理信息电量计费电力市场应用EMS和RTU功角测量其他应用计算机网络结构图计算机网络定义计算机网络的定义：利用通信设备和线路，将地理位置不同的、功能独立的计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议、信息交换方式、网络操作系统），实现网络中的资源共享和信息交换的系统。计算机网络系统由通信子网和资源子网组成计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能计算机网络分类方法（1）从网络结点分布来看：局域网LAN（LocalAreaNetwork）：是一种在小范围内实现的计算机网络，分为共享式局域网与交换式局域网广域网WAN（WideAreaNetwork）：可以分布在一个省内、一个国家或几个国家。覆盖范围：几十千米到几千千米。城域网MAN（MetropolitanAreaNetwork）：是在一个城市范围内所建立的计算机通信网。覆盖范围：几十千米之内。（2）按交换方式可分为：线路交换网络、报文交换网络、分组交换网络（3）按网络拓扑结构可分为：星型网络、树型网络、总线型网络、环型网络和网状网络。数据交换方式线路交换存储转发交换空分交换时分交换报文交换分组（包）交换交换是网络实现数据传输的一种手段数据报：每个报文分组被称为一个数据报，它携带完整的目的站地址信息，其传送是被单独处理的，可能不是按发出的顺序到达目的站。虚电路：采用存储转发的分组交换，用户感到象是占用一条物理电路，实际只是断续地占用一段又一段的链路。广域网1．几种常用的广域网：电话拨号网：使用调制解调器。X.25网：是分组交换技术的鼻祖。DDN网：数字数据网，是用数字信道传输的同步数据传输网。ISDN网：由综合数字电话网发展起来的数据通信网。2．几种先进的广域网技术：帧中继网：以快速分组技术为基础的分组交换网络。基于数字传输和光纤传输，用于局域网互联、图象传输、帧中继网间及与其他网的互联。ATM网：异步传输模式。采用信元中继技术，进行快速分组交换，能传输数据、话音、视频信号。B-ISDN网：宽带综合业务数据计算机网络的拓扑结构图计算机网络：星形、树形、总线形、环形、网状形等局域网：星形、树形、总线形、环形。应用最广泛的是总线形、环形。以太网：总线形、星形。是最早使用、最常使用的一种局域网环网：环形星型网络•星形：一个节点向另一个节点发送数据，必须向中央节点发出请求，建立连接工作站工作站工作站工作站工作站工作站集线器或交换机树型网络•树形：广播式网络，节点对根的依赖性大，线路利用率不高，易于扩充和隔离故障。中央处理机终端工作站工作站工作站总线型网络•总线：广播式网络，由于共用一条总线，两个节点同时发送信息时，有碰撞问题。终接器终接器工作站工作站工作站环型网络•环形：可用双环、多环等冗余结构来解决可靠性问题，扩充不便。工作站工作站工作站工作站工作站工作站局域网组成（总线型为例）：由传输介质、网络适配器、网络服务器、网络工作站组成。网络服务器在一个网络中，可以设置一个或多个服务器。特点：1、传输距离较近：0.1-10km，2、传输速率高：（通常在几Mb/s~1000Mb/s之间）。1000Mb/s=1Gbps3、误码率低：10-8左右4、一般用基带传输，为了同时传输数据和图象，也有频带传输的5、一般采用介质双绞线：传输速率低通常在几Mb/s，距离近同轴电缆：比双绞线速率快、距离远、抗干扰性强光纤：主要技术要素：拓扑结构、传输介质、介质访问控制方法局域网参考模型应用层表示层对话层传输层网络层链路层物理层逻辑链路控制子层LLC介质访问控制子层MAC物理层LANOSI高层协议IEEE802.1IEEE802.2IEEE802.3-8局域网常用传输介质局域网标准IEEE802系列IEEE802.1标准：介绍了802系列标准，定义了局域网体系结构IEEE802.2标准：定义了逻辑链路控制子层LLC协议IEEE802.3标准：定义了介质访问控制子层CSMA/CDIEEE802.4标准：定义了令牌总线媒体访问控制IEEE802.5标准：定义了令牌环媒体访问控制IEEE802.6标准：定义了城域网MAN媒体访问控制IEEE802.7标准：定义了宽带技术IEEE802.8标准：定义了光纤技术IEEE802.9标准：定义了语音与数据综合局域网IEEE802.10标准：定义了局域网安全IEEE802.11标准：定义了无线局域网IEEE802.3标准CSMA/CDCSMA/CD：载波监听多路访问/冲突检测载波监听：任何节电向通信介质发送信息时，先要监听是否有其他节点在传送信息多路访问：多个节点共享一条公用总线冲突检测：冲突检测CSMA/CD的三个功能：确定发送时机、冲突检测、重法策略IEEE802.4令牌总线基本工作原理在网络中设置一个令牌，任何工作站只有在持有令牌时才有权向总线上发送信息。只有一个令牌不会发生访问冲突。令牌的传递在逻辑上是顺序的，地址从大到小递减方式传递。令牌总线网在物理上是总线结构，在逻辑上却是一个环形网。IEEE802.5令牌环基本工作原理网上所有站点都处于空闲时，令牌沿环绕行。发送数据时：1：对发送站点必须等待，直到捕获到令牌发送数据帧释放令牌吸收数据帧（绕环一周后）2：对中间站点（数据帧的目的地址与自己不同）转发环上的数据帧3：对接收站点（数据帧的目的地址与自己相同）拷贝环上的数据帧转发环上的数据帧环网目前常用的环网有：令牌环网（TOKEN-RING）和光纤分布式数据接口（FDDI）网。令牌环网是最早使用的一种环网。FDDI标准FDDI标准是以IEEE802.1和IEEE802.2标准为前提的。ASCX3T9I/O接口标准委员会制订的FDDI光纤分布式数据接口高速局域网标准FDDI的标准分为四部分：介质访问控制MAC：规定了怎样访问介质，包括协议所需要的帧格式、寻址、令牌处理、循环冗余校验算法（CRC）以及差错恢复机制。物理层协议层PHY：规定了传输编码和解码程序、时钟要求及其它功能；物理介质相关层PMD：规定了传输介质应具备的特性，包括光纤链路（fiber-opticlink）、功率电平（powerlevel）、误码率（bit-errorrate）、光纤器件（opticalcomponent）以及连接器（connector）。层管理LMT：规定了FDDI站配置、环配置以及环控制等特征，包括站的插入和删除、启动、故障分离和恢复、模式安排及统计集合。FDDI系列与IEEE802系列标准之间的关系LLC层PHY层MAC层802.1（B）802.2802.1（B）802.1（A）FDDIFDDI系列与IEEE802系列标准之间的关系LLC层PHY层MAC层802.1（B）802.2802.1（B）802.1（A）802.3IEEE802系列标准之间的关系802.4802.5以太网（Ethernet）•采用总线型拓扑结构。对物理上是星形拓扑结构的网络，逻辑上仍可认为是总线型。•介质访问控制方法为CSMA/CD，发送等待延迟不固定。•采用分布式介质访问控制方法，没有集中控制中心，采用竞争机制，网中的所有节点具有相同的优先级。•快速以太网100Mbps、全双工以太网、千兆位以太网1Gbps的标准陆续制订。ISO/OSI的7层参考模型ISO：国际标准组织OSI：开放系统互联7层参考模型的比喻信件内容：n收/发信件人n信件内容信封内容：n收/发信人的地址n邮票n信件内容包在里面n书写格式严格信箱：n保存信封n地址并标识运送信件：物理层数据链路层应用层网络管理传输介质网络管理127省略3~6层完整的OSI数据传递与流动过程资源子网数据处理通信子网低层协议桥梁作用交换单元报文分组帧比特报文报文报文完整的OSI数据传递与流动过程5432154321计算机1AP2AP1计算机2应用程序数据应用层首部H510100110100101比特流110101110101注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次应用程序数据H5应用程序数据H4H5应用程序数据H3H4H5应用程序数据H4传输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部物理层（PhysicalLayer,PH）机械特性：插头插座尺寸、插针插孔芯数排列方式、锁定装置形式等电气特性：接收器发送器电路特性的说明、表示信号状态的电压电流电平的识别、最大传输速率的说明、电缆规则等。DTE-DCE接口线的信号电平、发送器的输出阻抗、接收器的输入阻抗等。功能特性：规定了接口信号的来源、作用与其他信号的关系。规程特性：使用交换电路进行数据交换的控制步骤。例如：美国电子工业协会EIA制定的著名的物理层标准：串口通信RS232-C，25针，±5-15V逻辑值分别为－1、＋1，规程特性规定了实现半双工的通信过程，缺点为传输速率低20Kbit/s,距离短最长不超15米。数据链路层（DataLinkLayer,DL）功能：数据链路连接的建立和拆除，信息传输、传输差错控制。数据链路控制协议-高级数据链路控制规程HDLC帧是数据链路层的传输单位，是将数据组合成的数据块。HDLC的帧格式：标志字段F、地址字段A、控制字段C、信息字段I、帧校验序列字段FCS。网络层（NetworkLayer,N）•作用：负责控制通信子网的操作，实现源DCE和目标DCE之间的通信。建立维持和终止网络连接，交换网络服务数据单元。•功能：提供逻辑信道，复用物理连接，建立点与点之间的网络连接，传输用户数据，流量控制，路径选择。•有代表性的协议；用于分组交换的X.25协议。•分组交换提供两种服务：虚电路和数据报•数据报操作方式：每个报文分组被称为一个数据报，携带完整的地址信息，每到一个网络节点可选择通往下一节点路由。•虚电路操作方式：通过呼叫，确定路由，建立虚电路，断续地占用一段又一段地链路。传输层（TransportLayer,T）•功能：不再考虑主机与网络如何连接，能屏蔽掉各类通信子网的差异，把传送的地址映射到网络地址，以便在本地主机和网络主机的传输地址之间建立连接。实现两个终端系统间传送的分组无差错。传输层使高层用户感觉好象是在两个传输层实体之间有一条端到端的可靠的通信通路。对话层（Session,S）•功能：完成对话方式、对话协调、对话同步•应用：为两个表示层实体建立连接，并管理它们之间的数据交换。•会话层可以看作是用户和网络的接口。表示层（PresentationLayer,P）•功能：根据用户要求，进行加密解密、压缩扩展、数据格式变换、文件传送等处理，然后交给应用层和对话层。应用层（ApplicationLayer,A）•本层在国际上没有完整的标准，研究领域范围很广。•功能：由用户应用进程和系统应用管理进程