3第三章CIMS体系支撑环境——网络数据库技术ppt课件

1、2021.7夏绪辉武汉科技大学 机械自动化学院 工业工程系第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术武汉科技大学 机械自动化学院 工业工程系2021-7第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成3.2 计算机网络的软件系统3.3 计算机局域网3.4 广域网技术3.5 网络互连技术3.6 CIMS系统数据库技术 第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成资源子网通讯子网开放系统互连(OSI)参考协议与协议分层相对应的网络构造主计算机(Host)数据处置与网络控制支持本地用户与网中其他用户之间的互访与资源共享终端(Termi

2、nal)直接面对用户，是人机交互环境只完成输入输出及通讯任务可以是简单的输入输出设备3.1.1 资源子网第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成资源子网CCPCCPCCPCCPTTHHHTTTTTTTTTT通讯子网高速线路低速线路终端通讯控制处置器主计算机TCCPH第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成局域网的通讯子网由传输介质与网络接口板组成广域网的通讯子网在以上根底上包括转发部件，通常具有交换功能路由器、网关、协议转换器均 属于这类转发部件3.1.2 通讯子网第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计

3、算机网络的构造及根本构成通讯控制处置器CCP控制本模块与终端设备之间的数据传输，对其通讯线路进展控制管理。集中器Concentrator将假设干个终端经低速通讯线路集中起来，经高速线路与CCP相连，以提高效率。调制解调器MOdulate-DEModulate将数字信号与模拟信号进展相互转换，以便可以利用只能传输音频范围模拟信号的线路网络传输线路线路通常分成高、中、低三个速度，可以涉及同轴电缆，双绞线、光纤等。CCP：作为网络中各个模块之间的接口机，担任接口之间的信息传输控制。包括线路传输控制、过失监测与恢复、途径选择与流量控制、代码转换、作业的装配与装配集中器：主要担任过失控制、信息缓存、代码

4、转换、电路转接等3.1.2 通讯子网第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成物理层链路层网络层传输层会话层表示层 应用层3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成物理层链路层网络层传输层会话层表示层运用层面向通讯面向用户3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成链路层协议物理层协议网络层协议分组流比特流帧流报文流运用层7运用层传输层4传输层网络层3网络层链路层2链路层物理层1物理层表示层6表示层会话层5

5、会话层报文流报文流报文流网络层网络层链路层链路层物理层物理层子网内部协议通讯子网转接节点转接节点3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成OK,可以通讯了确定如何在通讯信道上传输比特流涉及网络物理构造、传输介质的规程、位传输的编码与定时规那么。1 物理层3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成传输介质光纤(Fible optic cable)光纤：分单模与多模两种单模光纤：内径为10微米(9)的光纤介质，光沿轴途径直线传输，频率单一，速率

6、高，可达百G，用红外激光管作光源(ILD)。传输远，达数十公里、本钱高。多模光纤：内径为50微米(62.5)的光纤介质，光沿非轴途径在壁之间波浪式反射，多频率共存多色光，用发光二极管作光源(LED)。传输间隔近，2公里左右，损耗大，本钱低。其中多模突变光损耗更大3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成传输介质双绞线(Twisted pair cable)双绞线分屏蔽双绞线STP与介质为非屏蔽双绞线UTP，其中屏蔽双绞线具有较高的带宽，因本钱高而较少出现，非屏蔽双绞线因本钱低而流行，两对线型的接插头 称为RJ11，四

7、对线型的 接插头称为RJ45。双绞线共分5大类：1类(CAT1)：用于音频传输；2类(CAT2)：速率为1Mbps，早期用于1M的令牌网；3类(CAT3)：称为音频电缆，可用于10M以太网；4类(CAT4)：主要用于16M令牌网，也勉强可用于10/100M以太网5类(CAT5)：速率为100M，可用于10/100M以太网3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成传输介质同轴电缆(Coaxial cable)粗缆RG-11：直径为10mm，阻抗为50，带宽10M，衔接方式是以针状的插针刺入电缆中并接触到电缆中心的导体。

8、需求经过外部收发器来将信号 传入计算机或发向网络。接插 头称为AUI。细缆RG-58：直径为5mm，带宽10M，衔接方式是简单串接，因此可靠性低，一点短、断路将会涉及全网，接插头称为BNC，简称T型头，与设备端衔接处不得再有线路出现。需求终端匹配器，阻抗为50，CATVRG-59：直径为0.5英寸，阻抗为75，带宽50M，衔接方式是中继放大式树状衔接，接插头称为BNC。3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成无线电的频谱范围是1KHz到1GHz，含短波波段(SF)，超高频波段(VHF)及甚高频波段(UHF)，分别属

9、于控制频段及非控制频段。单频通讯Single Frequency载波频率单一，可用频率范围为整个无线电频率传输速率低，普通在1-10M之间传输间隔近，通常在25m之内，出发提高发射功率扩频通讯Spread Spectrum信号调制在很宽的频率范围上，使得信号幅值可以很小，甚至小于噪音。易于加密，通常采用跳频技术，需求专门的设备来接受并恢复。可用频段为不受控制：902MHz - 928MHz，2.4GHz - 2.4835GHz, 5.725GHz - 5.825GHz传输介质无线电频率传输(Radiowave)3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技

10、术3.1 计算机网络的构造及根本构成以红外二极管或红外激光管作为发射源，以光电二极管(Photodiode)作为接纳设备，但介质是空气而不是光纤。其任务于红外波段，不受频率限制。受白光的影响，黑暗中误码率低。点到点方式经过透镜聚焦的红外光线有很强的方向性，但可以经过折射接纳。带宽高，普通为16Mbps，间隔远，数十米至数百米。广播方式红外线不经过聚焦而直接散射，没有方向性，在有效范围内均能接纳到。带宽低，通常为1Mbps，间隔近，数米至数十米。传输介质红外传输(Infrared Light)3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络

11、的构造及根本构成微波系统经过抛物面天线来接受并发送信息，经过信号的折射聚集的方法来提高发射与接纳功率，传输间隔为数十公里。地面微波系统采用点对点式的衔接方法，经过频率范围是4 - 6GHz或21 -23GHz星载微波系统覆盖面积大，同步卫星可覆盖1/3地球外表，三颗卫星可覆盖整个地球星载转发器可以视为集线器以构成星型网络构造频率范围是11 - 14GHz通常有时分多址访问(TDMA)与约定带宽(BOD)两种通讯方式前者是共享带宽，通常在256Kbps，后者是独占带宽，可在2Mbps。传输介质微波系统(Microwave)3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网

12、络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成加强物理层的传输功能，建立一条无过失的传输线路将物理层传输的比特组合成帧，确定帧界及速率过失纠正2 链路层3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成介质访问控制MAC层寻址：广播方式进展网卡地址MAC地址出厂设置,全球独一物理拓扑构造总线构造环型构造星型构造网状构造蜂窝构造访问方式以太网、令牌网等MAC地址：以太网的地址技术有两个，一是全球独一地址，即MAC地址，一是广播地址。3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计

13、算机网络的构造及根本构成逻辑链路控制LLC层帧界确定和识别帧终了的断定终了符法，面向位的传输衔接类型对衔接类型进展断定无确认、无衔接；有确认、无衔接；面向衔接终了符法是以特定的符号作为帧的终了符。面向位的传输是将每5个延续的1后面自动插入一个0，收到后每5各延续的1后面的0自动去掉。由此确定延续6个1表示帧终了。错误控制用超时、确认的方式处理错误流量控制确保收发双方具有一样的通讯才干静态窗口流控，动态窗口流控，预定速率流控过失检验和纠正设置检错码与纠错码奇偶校验码，循环冗余纠错码静态窗口流控：定义一个窗口大小，如10，选择10个帧附上窗口号发出，每收到针对一个窗口号确实认帧，该窗口号即可分配给

14、新的帧。由此，最多未收到确实认帧数不会超越10个。动态窗口流控：接纳方发阻塞帧来要求降速，发送方收到后那么调小窗口；当发送方在长时间未收到阻塞帧时那么尝试调大窗口。由此得到最正确速度。无确认、无衔接：不思索丧失情况，适用于语音类对误差要求不高的信息。有确认、无衔接：接纳方前往确认信息，确认信息丧失会导致一帧被多次接纳。面向衔接：建立衔接通道，按顺序发送帧，根据帧编号确定反复包3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成用于处理如可将源端发出的分组经过各种途径送到目的端寻址，途径交换，路由的搜索，选择途径1 ?途径2 ?

15、途径3 ?3 网络层3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成传输层的目的是在源端与目的端之间建立可靠的端到端效力。隔离网络的上下层协议，使得网络运用与下层无关。在网络中担任相当于链路层的错误控制，流量控制及顺序问题寻址，段合并，衔接效力4 传输层3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成为会话用户提供一个建立衔接及在上按顺序传送数据的方法。担任每一站终究什么时间可以传送与接纳数据。会话衔接与传输层有差别，前者需双方赞同才可中断衔接，后者可

16、一方中断，有如。5 会话层3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成将用户信息转换成易于发送的比特流，在目的端再转换回去的方式。数据紧缩、数据转换、数据加密。6 表示层3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成各种运用，EMAIL等7 运用层3.1.3 开放系统互连(OSI)参考协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成在计算机网络中，作为资源子网主体的计算机也参与通讯操作，由于网络的重要目的是提供用

17、户之间的资源共享，通讯只是一种手段。因此，计算机网络可划分为通讯效力提供者与通讯效力运用者。通讯子网是通讯效力提供者，主机那么分为两个部分，即两者均包含3.1.4 与协议分层相对应的网络构造第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成运用程序运用程序传输层传输层网络层网络层主机主机网络层网络接口板传输介质传输介质转发部件传输介质通讯效力提供者(子网)通讯效力运用者通讯效力运用者局域网广域网运用程序传输层网络层主机运用程序传输层网络层主机网络接口板通讯效力提供者(子网)运用程序传输层网络层主机运用程序传输层网络层主机网络接口板通讯效力提供者(子网)运用程序传输层

18、网络层主机运用程序传输层网络层主机网络接口板通讯效力提供者(子网)运用程序传输层网络层主机运用程序传输层网络层主机网络接口板通讯效力提供者(子网)运用程序传输层网络层主机运用程序传输层网络层主机网络接口板通讯效力提供者(子网)运用程序传输层网络层主机运用程序传输层网络层主机网络接口板通讯效力提供者(子网)运用程序传输层网络层主机运用程序传输层网络层主机网络接口板通讯效力提供者(子网)运用程序传输层网络层主机运用程序传输层网络层主机网络接口板通讯效力提供者(子网)运用程序传输层网络层主机运用程序传输层网络层主机网络接口板通讯效力提供者(子网)运用程序传输层网络层主机运用程序传输层网络层主机网络接

19、口板通讯效力提供者(子网)运用程序传输层网络层主机运用程序传输层网络层主机网络接口板通讯效力提供者(子网)运用程序传输层网络层主机运用程序传输层网络层主机网络接口板通讯效力提供者(子网)一次网络操作一次网络操作3.1.4 与协议分层相对应的网络构造第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.1 计算机网络的构造及根本构成硬 件网络操作系统网络通讯、网络协议编 程 语 言用 户 程 序3.2.1 网络软件的层次第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.2 计算机网络的软件系统 计算机网络是一个复合系统，由于在型号、线路类型、衔接方式、同步方法、通讯方式不同，尤其就异种机来说其通讯极为复

20、杂，因此需求采用分而治之的方式，将非常复杂的网络通讯问题化为假设干个彼此功能相关的模块来处置，各模块之间呈现明显的层次构造，这就是分层构造。3.2.2 网络的分层体系构造及相应的协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.2 计算机网络的软件系统AABBCCDD运用管理层对话管理层编址、选择路由、报文分组层数据链路层实体2实体1公用载波线路3.2.2网络的分层体系构造及相应的协议第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.2 计算机网络的软件系统IEEE802通讯规范3.2.3 网络通讯规范第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.2 计算机网络的软件系统网络操作系统是程序的

21、组合，是网络系统下用户与网络资源的接口，用于对网络的管理与控制Unix：基于TCP/IPNetware：基于IPX/SPXWondows NT：NETBEUI3.2.4 网络操作系统第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.2 计算机网络的软件系统局域网特点：较高的数据传输率，数百兆传输率多种传输介质，细缆、粗缆、光纤、双绞线较小的覆盖范围；分布间隔短3.3.1 局域网的根本组成第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.3 计算机局域网网络效力器文件效力器，公用效力器邮件等任务站客户端网卡MAC地址传输介质细缆，粗缆，双绞线，光纤网络效力器：影响局域网效率的关键设备从运用角度分：文

22、件效力器，运用程序效力器， 通讯效力器从设计角度分：公用效力器，通用效力器网卡：实现物理层的功能，包括物理衔接与电信号匹配，接纳和执行所收到的各种命令。实现部分链路层协议：包括网络控制存取，信息帧的发送与接纳，过失校验，传平代码转换等。另外提供数据缓存功能10Base2(细缆)与10BaseT(双绞线)网卡均采用内部收发器，10Base5(粗缆)采用外部收发器。3.3.1 局域网的根本组成第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.3 计算机局域网载波帧听Carrier Sense Multiple Access查看信道上有无数据信号传输称为载波侦听，监测方法是判别基带上能否有脉冲二进制0

23、或1。同时有多个结点在侦听信道能否空闲和发送数据，称为多路访问。出现冲突后，采用随机延迟的方法等待后再次侦听。冲突检测Collision Detection两个以上的节点同时侦听一个空闲的信道两个以上的节点先后侦听信道，先试图占用信道的结点在有效信号尚未发出时后一个结点的侦听就到达了3.3.2 以太网CSMA/CD第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.3 计算机局域网等待等10毫秒等15毫秒 当某一个结点要发送数据时，它首先要侦听信道有无其它结点正在发送数据，假设没有，那么立刻抢占信道发送数据；假设信道正忙，那么需求等待直至信道空闲再发 三种冲突处置方式： 1：1-坚持 2：0-坚持

24、 3：P坚持以太网根本原理3.3.2以太网CSMA/CD第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.3 计算机局域网 令牌网是将各结点衔接成一个环型拓扑构造，一切信号均经过环接口送上环或从环中取出，因数据只能沿环一方向运动，因此不存在途径选择问题接口控制器环接口3.3.3 令牌网Token Ring第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.3 计算机局域网 衔接在令网上的计算机运用一种叫做令牌的特殊的短报文来 协调环的运用。在任何时候环上只需一个令牌。为了发送数据，计算机必需等待令牌到来，然后传输一帧，在向下一个计算机传输令牌。当没有计算机要发送数据时，令牌以高速在环上循环。放送方接

25、纳方3.3.3 令牌网第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.3 计算机局域网 令牌网的任务原理：以11111111为令牌标志，获得者有权法信息发信息者将令牌改为忙标志00000000附在信息头部，环上站一旦遇到忙信息标志便扑获信息头部的目的地之以判别能否属于本机的地址。发信息者收到在环上循环一周的本机数据后，将数据去掉，如无新信息发送，那么将忙标志恢复为空闲标志的令牌释放出去。如未收到本身发出的信息那么表示环缺点，未收到接纳站确实认那么适机重发。 3.3.3 令牌网第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.3 计算机局域网CHINAPACX.25主机X.25路由器TCP/IP局

26、域网X.25PADX.25X.28PSTNX.28X.32X.32国际分组网X.75第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.4 广域网技术网络中继器网桥路由器网关链路层协议物理层协议网络层协议运用层传输层网络层链路层物理层表示层会话层路由器网 桥中继器中继节点第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.5 网络互连技术中继器又称为转发器，任务在物理层，用于衔接以太制式的总线式网络。中继器实现网络在物理层上的衔接，起到扩展网络衔接间隔的作用。3.5.1 网络中继器第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.5 网络互连技术任务在链路层，没有路由才干，因此只能衔接两个网络。按照MA

27、C地址来转发帧。近端网桥可以是一个设备衔接两个网络远端网桥是由各属于子网络的半网桥合并构成网桥各以分解那些无法适用路由的协议，如微软的NetBEUI方式通常由两类网桥：透明网桥，源路由网桥。3.5.2 网桥第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.5 网络互连技术网桥是用于衔接两个同构的相互独立的网络。主要用于进展信息的过滤与转发将目的地址是非本段的信息转发出去，途径学习将源地址参与途径表中。网桥网桥本地网桥3.5.2 网桥第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.5 网络互连技术由于不能够在整个广域网上实现广播，因此需求进展路由选择。路由器是针对网络层地址协议如IP地址进展选择与

28、判别在路由器中需求有二层地址与三层地址的映射才干。称为地址解析ARP。3.5.3 路由器第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.5 网络互连技术路由器是在多个网络及介质之间对一样高层协议提供网络互连才干。其与网关的主要差别在于路由器具有路由功能。路由器路由器路由器路由器3.5.3 路由器第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.5 网络互连技术网关是用于衔接两个异构的相互独立的网络。可以支持不同协议之间的转换GATEWAY作为网关的PC机3.5.4 网关第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.5 网络互连技术网关网关网关网关X.25网关由三种类型，协议网关，运用网关，平安

29、网关3.5.4 网关第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.5 网络互连技术3.6.1 数据库技术的根本概念1数据库2数据库管理系统3数据库系统4数据库技术第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.6 CIMS系统数据库技术1数据库 数据库 Database 简称DB DB是存储在一同的相关数据的集合。DB能为各种用户所享，并具有最小冗余度，数据间联络亲密，而又有较高的程序与数据的独立性。3.6.1 数据库技术的根本概念第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.6 CIMS系统数据库技术2数据库管理系统数据库管理系统 Database Management System 简

30、称DBMSDBMS是对DB进展管理的系统软件，为用户或运用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。DBMS总是基于某种数据模型，可以分为层次型、网状型、关系型、面向对象型等DBMS。3.6.1 数据库技术的根本概念第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.6 CIMS系统数据库技术3数据库系统数据库系统 Database System 简称DBSDBS是实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便多用户访问的计算机软、硬资源组成的系统，即采用了数据库技术的计算机系统。3.6.1 数据库技术的根本概念第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.6 CIMS系统数

31、据库技术4数据库技术 数据库技术是研讨数据库的构造、存储、设计、管理和运用的一门软件学科。数据库技术是在操作系统的文件系统根底上开展起来的，而DBMS本身要在操作系统的支持下才干任务。数据库技术不仅要用到数据构造的只是，而且丰富了数据构造的内容。在关系数据库种还要用到集合论、数理逻辑中的实际知识。因此，数据库技术是一门综合性较强的学科。3.6.1 数据库技术的根本概念第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.6 CIMS系统数据库技术数据库系统的进一步开展：1层次数据库系统2网状数据库系统3关系数据库系统4演绎数据库系统5统计数据库系统6面向对象数据库系统7工程数据库系统8时态数据库系统

32、9模糊数据库系统10多媒体数据库系统 还有巨型数据库系统、自动数据库系统、联邦数据库系统等等3.6.1 数据库技术的根本概念第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.6 CIMS系统数据库技术3.6.2 数据模型第三章 CIMS体系支撑环境：网络数据库技术3.6 CIMS系统数据库技术1、数据模型的定义数据模型 Data Model 表示实体类型及实体间联络的模型概念数据模型 独立于任何计算机系统的模型根本数据模型 直接面向数据库的逻辑构造数据模型包括：数据构造数据操作完好性约束2、概念数据模型 著名的实体联络模型，Entity-Relationship Model，简称ER模型。1确定实体类型2确定联络类型3根据实