簡(jiǎn)介:,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程自頂向下的分析與設(shè)計(jì)方法吳功宜吳英編著,1,,第7章數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議及編程方法,2,3,主要內(nèi)容,,,,71數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念,711物理線路與數(shù)據(jù)鏈路物理線路與數(shù)據(jù)鏈路的關(guān)系,4,,712數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能,鏈路管理幀同步流量控制,差錯(cuò)控制透明傳輸尋址,5,713數(shù)據(jù)鏈路層向網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù),設(shè)立數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的是將存在數(shù)據(jù)傳輸差錯(cuò)的物理線路變?yōu)閷?duì)于網(wǎng)絡(luò)層來(lái)說(shuō)是無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路;數(shù)據(jù)鏈路層提供鏈路管理、幀傳輸、流量控制、差錯(cuò)控制等功能;數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)表現(xiàn)在正確傳輸網(wǎng)絡(luò)層的用戶數(shù)據(jù);向網(wǎng)絡(luò)層屏蔽物理層采用傳輸技術(shù)的差異性。,6,72差錯(cuò)產(chǎn)生與差錯(cuò)控制方法,721設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)鏈路層的原因722差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與類型,7,723誤碼率的定義,誤碼率是指二進(jìn)制比特序列在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率;在數(shù)值上近似等于PENE/N;其中N為傳輸?shù)亩M(jìn)制比特總數(shù),NE為被傳錯(cuò)的比特?cái)?shù)。,8,理解誤碼率的定義應(yīng)該注意的幾個(gè)問(wèn)題,誤碼率是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下傳輸可靠性的參數(shù);對(duì)于一個(gè)實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),不能籠統(tǒng)地說(shuō)誤碼率越低就越好,要根據(jù)實(shí)際傳輸要求提出誤碼率要求;對(duì)于實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),如果傳輸?shù)牟皇嵌M(jìn)制位,需要折合成二進(jìn)制位來(lái)計(jì)算;差錯(cuò)的出現(xiàn)具有隨機(jī)性,在實(shí)際測(cè)量一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時(shí),只有被測(cè)量的傳輸二進(jìn)制位數(shù)越大,才會(huì)越接近真正的誤碼率值。,9,724檢錯(cuò)碼與糾錯(cuò)碼,差錯(cuò)控制在通信通信過(guò)程中能夠自動(dòng)檢測(cè)出錯(cuò)誤并進(jìn)行糾正的方法;差錯(cuò)控制有兩種基本的方案糾錯(cuò)碼為每個(gè)分組加上足夠多的冗余信息,接收方能發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)糾正傳輸差錯(cuò);檢錯(cuò)碼為每個(gè)分組加上一定的冗余信息,接收方能發(fā)現(xiàn)傳輸差錯(cuò),但是自己不能糾正,必須通過(guò)重發(fā)機(jī)制來(lái)解決。,10,725循環(huán)冗余編碼工作原理,,11,標(biāo)準(zhǔn)的CRC生成多項(xiàng)式,CRC12GXX12X11X3X2X1CRC16GXX16X15X21CRCCCITTGXX16X12X51CRC32GXX32X26X23X22X16X12X11X10X8X7X5X4X2X1,12,CRC校驗(yàn)的工作過(guò)程,發(fā)送方生成數(shù)據(jù)多項(xiàng)式FXXK,其中K為生成多項(xiàng)式的最高冪N值減1;將FXXK除以生成多項(xiàng)式G(X),得FXXK/GXQXRX/GX。其中,式中RX為余數(shù)多項(xiàng)式;將FXXKRX作為整體,從發(fā)送方通過(guò)通信信道傳送到接收方;接收方對(duì)多項(xiàng)式F′X采用同樣的運(yùn)算,F(xiàn)′XXK/GXQXR′X/GX,求得余數(shù)多項(xiàng)式R′X;根據(jù)計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式R′X是否等于接收余數(shù)多項(xiàng)式RX判斷是否出現(xiàn)錯(cuò)誤。,13,CRC檢錯(cuò)方法的特點(diǎn),CRC校驗(yàn)碼的檢錯(cuò)能力很強(qiáng),它除了能檢查出離散錯(cuò),還能檢查出突發(fā)錯(cuò);CRC校驗(yàn)碼具有以下檢錯(cuò)能力CRC校驗(yàn)碼能檢查出全部單個(gè)錯(cuò);CRC校驗(yàn)碼能檢查出全部離散的二位錯(cuò);CRC校驗(yàn)碼能檢查出全部奇數(shù)個(gè)錯(cuò);CRC校驗(yàn)碼能檢查出全部長(zhǎng)度小于或等于K位突發(fā)錯(cuò);CRC校驗(yàn)碼能以[11/2K1]的概率檢查出長(zhǎng)度為K1位的突發(fā)錯(cuò)。,14,726差錯(cuò)控制機(jī)制,反饋重發(fā)(ARQ)糾錯(cuò)收發(fā)雙方在發(fā)現(xiàn)傳輸錯(cuò)誤時(shí),采用反饋和重發(fā)的方法來(lái)糾正錯(cuò)誤;反饋重發(fā)糾錯(cuò)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制,15,,73面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議,731數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的分類面向字符型面向比特型732面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議利用已定義好的一種標(biāo)準(zhǔn)字編碼(如ACSII碼)的一個(gè)子集來(lái)執(zhí)行通信控制功能;典型的面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是二進(jìn)制同步通信(BSC)協(xié)議。,16,面向字符型協(xié)議實(shí)例BSC協(xié)議,BSC協(xié)議中使用的控制字符,17,數(shù)據(jù)報(bào)文格式,,18,,,面向字符型協(xié)議執(zhí)行過(guò)程,19,,74面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例HDLC協(xié)議,741HDLC協(xié)議產(chǎn)生的背景面向字符型鏈路控制協(xié)議的缺點(diǎn)控制報(bào)文與數(shù)據(jù)報(bào)文的格式不一致;通信雙方只能交替工作,協(xié)議效率低,通信線路的利用率低;協(xié)議只對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行差錯(cuò)控制,如果控制字符出錯(cuò)無(wú)法控制,系統(tǒng)可靠性較差。系統(tǒng)每增加一種新的功能,需要設(shè)定一個(gè)新的控制字符,因此功能擴(kuò)展困難。,20,742數(shù)據(jù)鏈路的配置方式和數(shù)據(jù)傳送方式,非平衡配置方式主站從站非平衡配置兩種類型點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式多點(diǎn)方式非平衡配置兩種數(shù)據(jù)傳送方式正常響應(yīng)模式(NRM)異步響應(yīng)模式(ARM),21,743HDLC的幀結(jié)構(gòu),標(biāo)志字段F幀同步是指如何從接收到的比特流中正確判斷一個(gè)幀開始和結(jié)束的位置;HDLC規(guī)定標(biāo)志字段F(FLAG)就是幀的開始與結(jié)束的標(biāo)記;標(biāo)志字段F為“011111110”特定的比特序列。,22,,HDLC幀數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐该餍员WC措施,0比特插入/刪除方法,23,,地址字段A當(dāng)使用非平衡方式傳送數(shù)據(jù)時(shí),地址字段總是填入從站地址;當(dāng)使用平衡方式傳送數(shù)據(jù)時(shí),地址字段填入應(yīng)答站地址;如果地址字段為全1時(shí),表示為廣播地址,則要求網(wǎng)中所有站都要接收該幀。,24,HDLC控制字段結(jié)構(gòu),HDLC幀分為信息幀I(INFORMATION)幀監(jiān)控幀S(SUPERVISORY)幀無(wú)編號(hào)幀U(UNNUMBERED)幀,25,,,信息字段I由于采用了0比特插入/刪除方法,信息字段允許任意的二進(jìn)制比特序列的組合;信息字段僅出現(xiàn)在信息幀(I幀)與無(wú)編號(hào)幀(U幀)中,它是網(wǎng)絡(luò)層的用戶數(shù)據(jù)。幀校驗(yàn)字段FCSHDLC采用CRC校驗(yàn)方式,生成多項(xiàng)式采用CRCCCITT(即X16X12X51);CRC校驗(yàn)的范圍是A、C、I字段。,26,信息幀,發(fā)送序號(hào)N(S)與接收序號(hào)N(R)的意義N(S)表示當(dāng)前發(fā)送的信息幀的序號(hào);N(R)表示該站已正確接收序號(hào)為N(R)1的幀及以前各幀,通知發(fā)送站應(yīng)發(fā)送序號(hào)為N(R)的幀;N(R)帶有捎帶確認(rèn)的意義;全雙工通信中,通信雙方各有自己的N(S)和N(R)序列值。,27,探詢/終止位的意義,控制字段C的B4為探詢/終止(POLL/FINAL)位,簡(jiǎn)稱為P/F位;對(duì)于正常響應(yīng)模式NRM,只有主站向從站發(fā)出“探詢”后,從站才能向主站發(fā)送信息幀,這時(shí)主站置探詢位P1,從站在接收的信息幀中檢查出P1時(shí),如果從站有幀要發(fā)送就可以向主站發(fā)送;發(fā)送的最后一幀要置終止位F1,表示從站此次發(fā)送結(jié)束;P1與F1在幀交換過(guò)程中應(yīng)成對(duì)出現(xiàn)。,28,監(jiān)控幀,監(jiān)控幀共有4種,取決于B2、B3的取值;,29,無(wú)編號(hào)幀,無(wú)編號(hào)幀格式與鏈路控制功能,30,,744數(shù)據(jù)鏈路層的工作過(guò)程,信息幀的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),31,,,信息幀的例子無(wú)編號(hào)幀的表示方法SNRM幀與UA幀的表示方法,32,,,,,正常響應(yīng)模式工作過(guò)程,33,,745數(shù)據(jù)鏈路層與物理層的關(guān)系,,34,75數(shù)據(jù)鏈路層滑動(dòng)窗口協(xié)議及幀傳輸效率分析,751數(shù)據(jù)鏈路層滑動(dòng)窗口協(xié)議的分類,35,752單幀停止等待ARQ協(xié)議,ARQ實(shí)現(xiàn)方法主要有兩種單幀的停止等待方式多幀連續(xù)發(fā)送方式單幀停止等待ARQ協(xié)議執(zhí)行過(guò)程,36,,單幀停止等待ARQ協(xié)議效率的分析,停止等待ARQ協(xié)議的幀傳輸過(guò)程,37,幀傳輸總延時(shí)分析,傳播延時(shí)發(fā)送方將表示數(shù)據(jù)的電信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸介質(zhì)傳播到接收方時(shí)需要的傳播時(shí)間;數(shù)值上等于傳輸介質(zhì)的長(zhǎng)度除電磁波傳播速度;計(jì)算中將傳播延時(shí)記為TP;發(fā)送延時(shí)幀發(fā)送所需的時(shí)間,數(shù)值等于發(fā)送速率除幀長(zhǎng)度;如果發(fā)送速率不變,幀越長(zhǎng)所需的發(fā)送延時(shí)越長(zhǎng);TF和TA表示數(shù)據(jù)幀1與確認(rèn)幀ACK的發(fā)送延時(shí);,38,,處理延時(shí)當(dāng)接收方接收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí),需要檢查數(shù)據(jù)幀的幀頭地址、校驗(yàn)字段,以確定幀傳輸是否正確;當(dāng)接收方接收到一個(gè)確認(rèn)幀,同樣需要進(jìn)行檢查;結(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)幀處理的時(shí)間與對(duì)確認(rèn)幀處理的時(shí)間稱為處理延時(shí);為了簡(jiǎn)化計(jì)算,分析幀傳輸總延時(shí)忽略結(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)幀處理時(shí)間與對(duì)確認(rèn)幀處理時(shí)間的細(xì)微區(qū)別,統(tǒng)一將數(shù)據(jù)幀處理延時(shí)和確認(rèn)幀處理延時(shí)記為TPR。,39,,理想狀態(tài)下,幀傳輸總延時(shí)為TTTPTFTPRTATPTPR2TP2TPRTFTA簡(jiǎn)化結(jié)點(diǎn)對(duì)幀的處理延時(shí)TPR小于幀發(fā)送延時(shí)TF與傳播延時(shí)TP,TPR可以忽略;確認(rèn)幀通常很短,確認(rèn)幀ACK的發(fā)送延時(shí)TA可以忽略;簡(jiǎn)化后的幀傳輸總延時(shí)為TT≈TF2TP假設(shè)Α傳播延時(shí)/發(fā)送延時(shí)TP/TFU1/12Α,40,討論,影響協(xié)議效率的因素如果電磁波在有線傳輸介質(zhì)中,例如電纜中傳播速度約為空間電磁波的2/3,空間電磁波傳播速度為為3108M/S,則在電纜中傳播速度約為2108M/S。如果連接收發(fā)雙方的傳輸介質(zhì)長(zhǎng)度為1000M,則傳輸延時(shí)TP約等于50106S;如果一個(gè)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度為100BIT,結(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率為10MBPS,則發(fā)送延時(shí)TF等于8105S;Α1TP/TF50106/10105050U11/(12050)=050,41,,推論在保持TF2TP時(shí)間內(nèi)不出現(xiàn)差錯(cuò)的條件下,連續(xù)發(fā)送多個(gè)幀,可以提高ARQ協(xié)議的傳輸效率。,42,,753多幀連續(xù)發(fā)送協(xié)議,43,,,滑動(dòng)窗口控制流量的工作原理,44,滑動(dòng)窗口控制機(jī)制對(duì)幀傳輸出錯(cuò)的處理,選擇重發(fā)糾錯(cuò)滑動(dòng)窗口控制過(guò)程,45,76PPP協(xié)議,761互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議PPP協(xié)議的特點(diǎn)不使用幀序號(hào),不提供流量控制功能只支持點(diǎn)點(diǎn)連接,不支持點(diǎn)多點(diǎn)連接只支持全雙工通信,不支持單工與半雙工通信可以支持異步、串行通信,也可以支持同步、并行傳輸。,46,,PPP協(xié)議是大多數(shù)個(gè)人計(jì)算機(jī)和ISP之間使用的協(xié)議,它在高速?gòu)V域網(wǎng)上也有一定的應(yīng)用PPP協(xié)議不僅用于撥號(hào)電話線上,在路由器之間的專用線路上也得到廣泛應(yīng)用。,47,762PPP協(xié)議的基本內(nèi)容,PPP協(xié)議的基本功能用于串行鏈路的基于HDLC數(shù)據(jù)幀封裝機(jī)制鏈路控制協(xié)議(LCP)用于建立、配置、管理和測(cè)試數(shù)據(jù)鏈路連接網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(NCP)用于建立和配置不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。,48,PPP協(xié)議的幀結(jié)構(gòu),PPP協(xié)議的幀分為PPP信息幀PPP鏈路控制幀PPP網(wǎng)絡(luò)控制幀,49,PPP信息幀,PPP信息幀的格式標(biāo)志字段標(biāo)志字節(jié)長(zhǎng)度為1字節(jié),用于比特流的同步值為“7E”(01111110)地址字段地址字段長(zhǎng)度為1字節(jié)值為“FF”11111111。,50,,,控制字段控制字段長(zhǎng)度為1字節(jié)值為“03”(00000011)協(xié)議字段協(xié)議字段長(zhǎng)度為2字節(jié)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)域的類型0021H表示TCP/IP信息字段信息字段長(zhǎng)度可變最長(zhǎng)為1500字節(jié),51,,幀校驗(yàn)字段字段幀校驗(yàn)字段長(zhǎng)度為2字節(jié)用于保證數(shù)據(jù)的完整性。,52,PPP協(xié)議保證幀傳輸“透明性”問(wèn)題的方法,RFC1662定義了在用于異步通信中的轉(zhuǎn)義字符是“0X7D”,并且使用字節(jié)填充。字節(jié)填充規(guī)則在信息字段中出現(xiàn)的每一個(gè)“0X7E”字節(jié),要轉(zhuǎn)換成雙字節(jié)“0X7D0X5E”;在信息字段中出現(xiàn)的每一個(gè)“0X7D”字節(jié),要轉(zhuǎn)換成雙字節(jié)“0X7D0X5D”;在信息字段中出現(xiàn)ASCII中控制字符(即數(shù)值小于0X20)時(shí),在該字符前加一個(gè)“0X7D”字節(jié),同時(shí)改變?cè)撟止?jié),例如傳輸結(jié)束“ETX”(0X03),轉(zhuǎn)換后的雙字節(jié)是“0X7D0X31”;由于在發(fā)送端進(jìn)行字節(jié)填充,接收端需要檢測(cè)并還原成填充前的數(shù)據(jù)。,53,PPP鏈路控制幀,PPP鏈路控制幀的格式PPP協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路選項(xiàng)主要包括鏈路控制幀可以用來(lái)與對(duì)方進(jìn)行協(xié)商,異步鏈路中將什么字符當(dāng)做轉(zhuǎn)義字符;為了提高線路的利用率,鏈路控制幀可以用來(lái)與對(duì)方協(xié)商,是否可以不傳輸標(biāo)志字節(jié)或地址字節(jié),并將協(xié)議字段從2字節(jié)縮短為1字節(jié);如果在線路建立期間,收發(fā)雙方不使用鏈路控制協(xié)商,固定的數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度為1500B。,54,,PPP網(wǎng)絡(luò)控制幀,PPP網(wǎng)絡(luò)控制幀的格式網(wǎng)絡(luò)控制幀可以用來(lái)協(xié)商是否采用報(bào)頭壓縮CSLIP協(xié)議,也可用來(lái)動(dòng)態(tài)協(xié)商確定鏈路每端的IP地址。,55,,77ETHERNET工作原理與局域網(wǎng)組網(wǎng),771IEEE802參考模型IEEE802與OSI參考模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系,56,,簡(jiǎn)化的IEEE802協(xié)議結(jié)構(gòu),,57,,IEEE802去標(biāo)準(zhǔn)可以分為3類,定義局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),以及網(wǎng)絡(luò)管理與性能測(cè)試的8021標(biāo)準(zhǔn);定義邏輯鏈路控制LLC子層功能與服務(wù)的8022標(biāo)準(zhǔn);定義不同介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);,58,目前主要的IEEE802標(biāo)準(zhǔn),8023標(biāo)準(zhǔn)定義CSMA/CD總線介質(zhì)訪問(wèn)控制子層與物理層標(biāo)準(zhǔn);80211標(biāo)準(zhǔn)定義無(wú)線局域網(wǎng)訪問(wèn)控制子層與物理層的標(biāo)準(zhǔn);80215標(biāo)準(zhǔn)定義近距離個(gè)人無(wú)線網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制子層與物理層的標(biāo)準(zhǔn);80216標(biāo)準(zhǔn)定義寬帶無(wú)線城域網(wǎng)訪問(wèn)控制子層與物理層的標(biāo)準(zhǔn);,59,772ETHERNET基本工作原理,CSMA/CD的工作過(guò)程,60,,CSMA/CD的發(fā)送流程要點(diǎn)先聽后發(fā)邊聽邊發(fā)沖突停止延遲重發(fā),61,ETHERNET數(shù)據(jù)發(fā)送流程,,62,,載波偵聽過(guò)程,總線電平跳變與總線忙閑狀態(tài)的判斷,63,,沖突檢測(cè)方法,沖突窗口的概念,64,,曼徹斯特編碼信號(hào)的波形疊加,,65,,ETHERNET協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的沖突窗口值,在ETHERNET協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中,規(guī)定的沖突窗口(COLLISIONWINDOW)長(zhǎng)度為512ΜS;ETHERNET的數(shù)據(jù)傳輸速率為10MBPS,沖突窗口的512ΜS可以發(fā)送512BIT(64B)數(shù)據(jù),64B是ETHERNET的最短幀長(zhǎng)度;當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)最短幀,或一個(gè)長(zhǎng)幀的前64個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)沖突,則表示該結(jié)點(diǎn)已經(jīng)獨(dú)自獲得總線發(fā)送權(quán),并可以繼續(xù)發(fā)送后續(xù)的字節(jié)。,66,發(fā)現(xiàn)沖突、停止發(fā)送,如果在發(fā)送數(shù)據(jù)過(guò)程中檢測(cè)出沖突,為了解決信道爭(zhēng)用沖突,發(fā)送結(jié)點(diǎn)要進(jìn)入停止發(fā)送數(shù)據(jù)、隨機(jī)延遲后重發(fā)的流程;隨機(jī)延遲重發(fā)的第一步是發(fā)送“沖突加強(qiáng)信號(hào)”。發(fā)送沖突加強(qiáng)信號(hào)的目的是確保有足夠的沖突持續(xù)時(shí)間,使網(wǎng)中所有結(jié)點(diǎn)都能檢測(cè)出沖突存在,立即丟棄沖突幀,減少由于沖突浪費(fèi)的時(shí)間,提高信道利用率。,67,隨機(jī)延遲重發(fā),ETHERNET協(xié)議規(guī)定一個(gè)幀的最大重發(fā)次數(shù)為16;CSMA/CD后退延遲算法是截止二進(jìn)制指數(shù)后退延遲算法;該算法可以表示為Τ=2KRA。其中,Τ為重新發(fā)送所需的后退延遲時(shí)間,A為沖突窗口值,R為隨機(jī)數(shù)。結(jié)點(diǎn)重發(fā)后退的延遲時(shí)間是沖突窗口值的整數(shù)倍,并與以沖突次數(shù)為二進(jìn)制指數(shù)的冪值成正比。,68,,為了避免延遲過(guò)長(zhǎng),截止二進(jìn)制指數(shù)后退延遲算法限定作為二進(jìn)制指數(shù)K的范圍,定義為KMIN(N,10);在N10時(shí),重發(fā)延遲時(shí)間不再增長(zhǎng);由于限制了二進(jìn)制的指數(shù)K的范圍,則第N次重發(fā)延遲分布在0與〔2MIN(N,10)1〕個(gè)時(shí)間片內(nèi),最大可能延遲時(shí)間為1023個(gè)時(shí)間片。,69,ETHERNET幀結(jié)構(gòu),前導(dǎo)碼與幀前定界符字段前導(dǎo)碼由56位(7B)的10101010101010比特序列組成;幀前定界符可以視為前導(dǎo)碼的延續(xù)。1字節(jié)的幀前定界符結(jié)構(gòu)為10101011;前導(dǎo)碼與幀前定界符主要用于接收同步階段。;8個(gè)字節(jié)的前導(dǎo)碼與幀前定界符在接收后不需要保留,也不計(jì)入幀頭長(zhǎng)度中。,70,,,目的地址和源地址字段目的地址與源地址分別表示幀的接收結(jié)點(diǎn)與發(fā)送結(jié)點(diǎn)的硬件地址;硬件地址通常稱為MAC地址、物理地址或ETHERNET地址。地址長(zhǎng)度為6B(48BIT);目的地址可以是單一結(jié)點(diǎn)的單播地址、多播地址與廣播地址等3類;目的地址的第1位為0表示單一結(jié)點(diǎn)地址,該幀只被與目的地址相同的結(jié)點(diǎn)所接收;目的地址的第1位為1表示多點(diǎn)地址,該幀只被一組結(jié)點(diǎn)所接收;目的地址為全1表示是廣播地址,該幀將被所有的結(jié)點(diǎn)接收。,71,,類型字段類型字段表示的是網(wǎng)絡(luò)層使用的協(xié)議類型;類型字段值等于0X0800時(shí),表示網(wǎng)絡(luò)層使用IP協(xié)議;數(shù)據(jù)字段數(shù)據(jù)字段是高層待發(fā)送的數(shù)據(jù)部分;數(shù)據(jù)字段最小長(zhǎng)度為46B,如果幀的數(shù)據(jù)字段值小于46B,則將它填充至46B;填充字符是任意的,不計(jì)入長(zhǎng)度字段值中;數(shù)據(jù)字段最大長(zhǎng)度為1500B;ETHERNET幀最小長(zhǎng)度為64B,最大長(zhǎng)度為1518B;幀校驗(yàn)字段采用32位的CRC校驗(yàn);CRC校驗(yàn)的范圍是目的地址、源地址、長(zhǎng)度、LLC數(shù)據(jù)等字段。,72,ETHERNET接收流程,,73,,773ETHERNET網(wǎng)卡設(shè)計(jì)與物理地址,ETHERNET網(wǎng)卡設(shè)計(jì)方法,74,ETHERNET網(wǎng)卡結(jié)構(gòu),,75,,ETHERNET物理地址,ETHERNET物理地址長(zhǎng)度為48位,每一塊網(wǎng)卡有一個(gè)固定不變的物理地址;IEEE注冊(cè)管理委員會(huì)為每個(gè)網(wǎng)卡生產(chǎn)商分配ETHERNET物理地址的前三字節(jié),即公司標(biāo)識(shí)也稱為機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)識(shí)符;后面三字節(jié)由網(wǎng)卡的廠商自行分配;在網(wǎng)卡生產(chǎn)過(guò)程中,將該地址寫入網(wǎng)卡的只讀存儲(chǔ)器(EPROM);如果網(wǎng)卡的物理地址是00600800A638,那么不管它連接在哪個(gè)具體的局域網(wǎng)中,其物理地址都是不變的;世界上沒(méi)有任何兩塊網(wǎng)卡的ETHERNET物理地址是相同的。,76,,ETHERNET物理地址的十六進(jìn)制與二進(jìn)制表示方法,,77,,78高速以太網(wǎng)工作原理,781快速以太網(wǎng)(FASTETHERNET)數(shù)據(jù)傳輸速率為100MBPS;保留著傳統(tǒng)的10MBPS速率ETHERNET的基本特征,即相同的幀格式、最小幀長(zhǎng)度、介質(zhì)訪問(wèn)控制方法與組網(wǎng)方法;1995年9月,IEEE802委員會(huì)正式批準(zhǔn)FASTETHERNET標(biāo)準(zhǔn)IEEE8023U。,78,FASTETHERNET的協(xié)議結(jié)構(gòu),,79,,100ASET的物理層標(biāo)準(zhǔn),100BASETX支持2對(duì)5類非屏蔽雙絞線UTP或2對(duì)1類屏蔽雙絞線STP;一對(duì)雙絞線用于發(fā)送,另一對(duì)雙絞線用于接收;全雙工系統(tǒng),可同時(shí)以100MBPS速率發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。100BASET4100BASET4支持4對(duì)3類非屏蔽雙絞線UTP,其中3對(duì)用于數(shù)據(jù)傳輸,1對(duì)用于沖突檢測(cè)。100BASEFX100BASEFX支持2芯的多?;騿文9饫w;從結(jié)點(diǎn)到集線器的距離可以達(dá)到2KM;全雙工系統(tǒng)。,80,10MBPS與100MBPS速率自動(dòng)協(xié)商功能,FASTETHERNET以速率自動(dòng)協(xié)商機(jī)制來(lái)支持在一個(gè)局域網(wǎng)中10MBPS與100MBPS速率網(wǎng)卡共存的組網(wǎng)方式;速率自動(dòng)協(xié)商機(jī)制的主要功能自動(dòng)確定遠(yuǎn)端連接設(shè)備使用的是CSMA/CD的10MBPS工作模式,還是全雙工的100MBPS工作模式;向其它結(jié)點(diǎn)發(fā)布遠(yuǎn)端連接設(shè)備的工作模式;與遠(yuǎn)端連接設(shè)備交換工作模式相關(guān)參數(shù),協(xié)調(diào)和確定雙方的工作模式;自動(dòng)協(xié)商功能自動(dòng)選擇共有的最高性能的工作模式。,81,,自動(dòng)協(xié)商機(jī)制的功能是為鏈路兩端的設(shè)備選擇10/100MBPS與半雙工/全雙工模式中共有的高性能工作模式,并在鏈路本地設(shè)備與遠(yuǎn)端設(shè)備之間激活鏈路;自動(dòng)協(xié)商功能只能用于使用雙絞線的ETHERNET,并且規(guī)定自動(dòng)協(xié)商過(guò)程需要在500MS內(nèi)完成;按工作模式性能從高到低,這些協(xié)議的優(yōu)先級(jí)從高到低的排序是100BASETX或100BASEFX全雙工模式100BASET4100BASETX半雙工模式10BASET全雙工模式10BASET半雙工模式,82,782千兆以太網(wǎng),制定千兆以太網(wǎng)GE標(biāo)準(zhǔn)的工作是從1995年開始的;1995年11月,IEEE8023委員會(huì)成立了高速網(wǎng)研究組;1998年2月,IEEE802委員會(huì)正式批準(zhǔn)了GE標(biāo)準(zhǔn)IEEE8023Z。GE的傳輸速率比FE快10倍,它的數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到了1000MBPS;GE保留著傳統(tǒng)的10MBPS速率ETHERNET的基本特征,它們具有相同的幀格式、最小幀長(zhǎng)度與類似的組網(wǎng)方法,,83,GE的協(xié)議結(jié)構(gòu),,84,,,1000BASET標(biāo)準(zhǔn)定義千兆介質(zhì)專用接口(GMII),將MAC子層與物理層分隔開,物理層實(shí)現(xiàn)1GBPS速率時(shí)傳輸介質(zhì)和信號(hào)編碼方式的變化不影響MAC子層;1000BASET物理層標(biāo)準(zhǔn)1000BASET5類非屏蔽雙絞線,長(zhǎng)度達(dá)到100M;1000BASECX屏蔽雙絞線,長(zhǎng)度達(dá)到25M。1000BASELX單模光纖,長(zhǎng)度達(dá)到3000M。1000BASESX多模光纖,長(zhǎng)度達(dá)到300~550M。,85,783十千兆以太網(wǎng),在GE標(biāo)準(zhǔn)8023Z通過(guò)后不久,1999年3月IEEE成立高速研究組(HSSG),其任務(wù)是致力于十千兆以太網(wǎng)(10GE)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的研究;10GE標(biāo)準(zhǔn)由IEEE8023AE委員會(huì)制定,正式標(biāo)準(zhǔn)在2002年完成。,86,10GE主要特點(diǎn),10GE的幀格式與10MBPS的ETHERNET的幀格式基本相同;10GE仍保留8023標(biāo)準(zhǔn)對(duì)ETHERNET最小幀長(zhǎng)度和最大幀長(zhǎng)度的規(guī)定;由于數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)10GBPS,傳輸介質(zhì)只使用光纖,可以應(yīng)用于廣域網(wǎng)與城域網(wǎng)的范圍;10GE只工作在全雙工方式,因此不存在爭(zhēng)用問(wèn)題,這就使10GE的傳輸距離不受沖突檢測(cè)的限制。,87,10GE的物理層協(xié)議,局域網(wǎng)物理層(LANPHY)標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸速率是10GBPS,一個(gè)10GE交換機(jī)支持10個(gè)GE端口。廣域網(wǎng)物理層(WANPHY)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于廣域網(wǎng)應(yīng)用,10GE使用光纖通道技術(shù);10GE廣域網(wǎng)物理層采用光纖通道技術(shù)速率體系SONET/SDH的OC192/STM64的標(biāo)準(zhǔn),速率為995328GBPS;10GET幀將插入OC192/STM64幀的凈載荷區(qū)域中,與光纖通道傳輸系統(tǒng)相連接。,88,10GE應(yīng)用前景,由于10GE技術(shù)的出現(xiàn),ETHERNET工作范圍已從校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)主流選型的局域網(wǎng),擴(kuò)大到城域網(wǎng)和廣域網(wǎng);同樣規(guī)模的10GE造價(jià)只有SONET的1/5,只有ATM的1/10;從10MBPSETHERNET到10GBPSETHERNET都使用相同的ETHERNET幀格式,,簡(jiǎn)化操作和管理,提高系統(tǒng)的效率;GE和10GE產(chǎn)品的問(wèn)世,進(jìn)一步提高ETHERNET的市場(chǎng)占有率。,89,79交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)技術(shù),791交換式局域網(wǎng)技術(shù)局域網(wǎng)交換機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理示意圖,90,,交換機(jī)的交換方式,交換方式的類型直接交換(CUTTHROUGH)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)(STOREANDFORWARD)方式改進(jìn)直接交換方式直接交換方式交換機(jī)只要接收并檢測(cè)到目的地址字段,立即將該幀轉(zhuǎn)發(fā)出去,而不管數(shù)據(jù)是否出錯(cuò);幀出錯(cuò)檢測(cè)任務(wù)由結(jié)點(diǎn)主機(jī)完成;這種交換方式的交換延遲時(shí)間短,但是缺乏差錯(cuò)檢測(cè)能力。,91,,存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式交換機(jī)首先完整的接收發(fā)送幀,并先進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。如果接收幀正確,則根據(jù)幀目的地址確定輸出端口號(hào),然后轉(zhuǎn)發(fā)出去;這種交換方式的優(yōu)點(diǎn)是具有幀差錯(cuò)檢測(cè)能力,并支持不同輸入速率與輸出速率端口之間的幀轉(zhuǎn)發(fā),缺點(diǎn)是交換延遲時(shí)間將會(huì)增長(zhǎng)。改進(jìn)直接交換方式改進(jìn)的直接交換方式則將二者結(jié)合起來(lái),在接收到以太幀的前64字節(jié)后,判斷以太網(wǎng)幀的幀頭字段是否正確,如果正確則轉(zhuǎn)發(fā)出去;由于只對(duì)幀的地址字段與控制字段進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè),因此交換延遲時(shí)間將會(huì)減少。,92,局域網(wǎng)交換機(jī)的性能參數(shù),最大轉(zhuǎn)發(fā)速率兩個(gè)端口之間每秒最多能轉(zhuǎn)發(fā)的幀數(shù)量;匯集轉(zhuǎn)發(fā)速率所有端口每秒可以轉(zhuǎn)發(fā)的最多幀數(shù)量;轉(zhuǎn)發(fā)等待時(shí)間交換機(jī)作出過(guò)濾或轉(zhuǎn)發(fā)決策需要的時(shí)間,它與交換機(jī)采用的交換技術(shù)相關(guān)。,93,792虛擬局域網(wǎng)(VLAN)技術(shù),虛擬局域網(wǎng)并不是一種新型的局域網(wǎng),是局域網(wǎng)向用戶提供的一種新的服務(wù);虛擬局域網(wǎng)建立在交換技術(shù)的基礎(chǔ)上;局域網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)按工作性質(zhì)與需要,劃分成若干個(gè)“邏輯工作組”,則一個(gè)邏輯工作組就是一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò);邏輯工作組的組成不受結(jié)點(diǎn)所在網(wǎng)段物理位置的限制。,94,虛擬局域網(wǎng)的工作原理示意圖,,95,,710ETHERNET組網(wǎng)設(shè)備與組網(wǎng)方法,傳統(tǒng)ETHERNET的物理層標(biāo)準(zhǔn)的命名方法IEEE8023XTYPEYNAMEX表示數(shù)據(jù)傳輸速率,單位為MBPS;Y表示網(wǎng)段的最大長(zhǎng)度,單位為100M;TYPE表示傳輸方式是基帶還是頻帶;NAME表示局域網(wǎng)的名稱。,96,集線器與10BASET的ETHERNET組網(wǎng),集線器(HUB)集線器作為ETHERNET中的中心連接設(shè)備時(shí),所有結(jié)點(diǎn)通過(guò)非屏蔽雙絞線與集線器連接形成星型結(jié)構(gòu);所以連接在一個(gè)集線器上的主機(jī)屬于一個(gè)“沖突域”。,97,使用集線器與非屏蔽雙絞線的組網(wǎng)方法,使用集線器與非屏蔽雙絞線組網(wǎng)單一集線器結(jié)構(gòu)多集線器級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)堆疊式集線器結(jié)構(gòu)單一集線器結(jié)構(gòu)示意圖,98,,兩個(gè)集線器通過(guò)RJ45端口的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)使用堆疊式集線器的結(jié)構(gòu),99,,,在設(shè)計(jì)GE網(wǎng)絡(luò)時(shí),需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題,在網(wǎng)絡(luò)主干部分通常使用高性能的GE主干交換機(jī),以解決應(yīng)用中的主干網(wǎng)絡(luò)帶寬的瓶頸問(wèn)題在網(wǎng)絡(luò)支干部分考慮使用價(jià)格與性能相對(duì)較低的GE支干交換機(jī),以滿足實(shí)際應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需要;在樓層或部門一級(jí),根據(jù)實(shí)際需要選擇100MBPS的FE交換機(jī)在用戶端使用10/100MBPS網(wǎng)卡,將工作站連接到100MBPS的FE交換機(jī)。,100,典型的GE組網(wǎng)結(jié)構(gòu),,101,711局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的基本工作原理,7111局域網(wǎng)互聯(lián)的基本概念兩個(gè)
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簡(jiǎn)介:1,雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃,一、雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖的構(gòu)成雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖由箭線、節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)編號(hào)、虛箭線、線路等五個(gè)基本要素構(gòu)成。對(duì)于每一項(xiàng)工作而言,其基本形式如下圖。,,,2,1.箭線在雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖中,一條箭線表示一項(xiàng)工作(又稱工序、作業(yè)或活動(dòng)),如砌墻、抹灰等。而工作所包括的范圍可大可小,既可以是一道工序,也可以是一個(gè)分項(xiàng)工程或一個(gè)分部工程,甚至是一個(gè)單位工程。對(duì)每一項(xiàng)工作的進(jìn)行必然要占用一定的時(shí)間,往往也要消耗一定的資源(如人、材、機(jī))。對(duì)于不消耗資源,僅占用時(shí)間的施工過(guò)程,也應(yīng)視為一項(xiàng)工作。例如,刷涂料前抹灰層的“干燥”,是由于技術(shù)上需要而引起的間歇等待時(shí)間,也應(yīng)視為一項(xiàng)工作,用一條箭線來(lái)表示。在無(wú)時(shí)標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)圖中,箭線的長(zhǎng)短并不反映該工作占用時(shí)間的長(zhǎng)短。形狀可以是水平直線,也可以是折線或斜線。在同一張網(wǎng)絡(luò)圖上,箭線的畫法要統(tǒng)一。箭線所指的方向表示工作進(jìn)行的方向,箭線的尾端表示該項(xiàng)工作的開始,箭頭端則表示該項(xiàng)工作的結(jié)束。,3,2、節(jié)點(diǎn)在雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖中,節(jié)點(diǎn)代表一項(xiàng)工作的開始或結(jié)束,常用圓圈表示。箭線尾部的節(jié)點(diǎn)稱為該箭線所示工作的開始節(jié)點(diǎn),箭頭端的節(jié)點(diǎn)稱為該工作的完成節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)圖中,除了最前的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)和最后的終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)外,其余任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有雙重含義既是前面工作的完成點(diǎn),又是后面工作的開始點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)僅為前后兩項(xiàng)工作的交接點(diǎn),只是一個(gè)“瞬間”概念,因此它既不消耗時(shí)間,也不消耗資源。,4,3、節(jié)點(diǎn)編號(hào)在雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖中,一項(xiàng)工作可以用其箭線兩端節(jié)點(diǎn)內(nèi)的號(hào)碼來(lái)表示,以方便網(wǎng)絡(luò)圖的檢查、計(jì)算與使用。對(duì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖中的所有節(jié)點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào),不得有缺編和重號(hào)現(xiàn)象。對(duì)于每一項(xiàng)工作而言,其箭頭節(jié)點(diǎn)的號(hào)碼應(yīng)大于箭尾節(jié)點(diǎn)的號(hào)碼,即順箭線方向由小到大。當(dāng)箭線均為從左向右和從上到下時(shí),可采取每行由左向右,再由上向下逐行編號(hào)的水平編號(hào)法;也可采取每列由上至下,再由左向右逐列編號(hào)的垂直編號(hào)法。,5,4、虛箭線虛箭線又稱虛工作,它表示一項(xiàng)虛擬的工作,用帶箭頭的虛線表示。其工作持續(xù)時(shí)間必須用“0”標(biāo)出。虛工作的特點(diǎn)是既不消耗時(shí)間,也不消耗資源。虛箭線可起到聯(lián)系、區(qū)分和斷路作用,是雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖中表達(dá)一些工作之間的相互聯(lián)系、相互制約關(guān)系,從而保證邏輯關(guān)系正確的必要手段。,6,5、線路在網(wǎng)絡(luò)圖中,從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)開始,沿箭線方向順序通過(guò)一系列箭線與節(jié)點(diǎn),最后到達(dá)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的通路叫線路。,,①→②→④→⑥(8天);①→②→③→④→⑥(10天);①→②→③→⑤→⑥(9天);①→③→④→⑥(14天);①→③→⑤→⑥(13天),共5條線路。,5,7,第四條線路耗時(shí)最長(zhǎng)(14天),對(duì)整個(gè)工程的完工起著決定性的作用,稱為關(guān)鍵線路;其余線路均稱為非關(guān)鍵線路。處于關(guān)鍵線路上的各項(xiàng)工作稱為關(guān)鍵工作。關(guān)鍵工作完成的快慢將直接影響整個(gè)計(jì)劃工期的實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵線路上的箭線常采用粗線、雙線或其它顏色的箭線突出表示。位于非關(guān)鍵線路上的工作除關(guān)鍵工作外,都稱為非關(guān)鍵工作,它們都有機(jī)動(dòng)時(shí)間即時(shí)差;非關(guān)鍵工作也不是一成不變的,它可以轉(zhuǎn)化成關(guān)鍵工作;利用非關(guān)鍵工作的機(jī)動(dòng)時(shí)間可以科學(xué)地、合理地調(diào)配資源和對(duì)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化。,8,二、雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖的繪制(一)繪圖的基本規(guī)則1.必須正確表達(dá)已定的邏輯關(guān)系。,9,,,,,雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖中各工作邏輯關(guān)系的表示方法表12-1,10,D,,,,11,2.網(wǎng)絡(luò)圖中,只能有一個(gè)起點(diǎn)節(jié)點(diǎn);在不分期完成任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃(單目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃)中,應(yīng)只有一個(gè)終點(diǎn)節(jié)點(diǎn);而其他節(jié)點(diǎn)均應(yīng)是中間節(jié)點(diǎn)。3.網(wǎng)絡(luò)圖中嚴(yán)禁出現(xiàn)循環(huán)回路,5,12,4.網(wǎng)絡(luò)圖中不允許出現(xiàn)相同編號(hào)的工作,13,5.不允許出現(xiàn)無(wú)開始節(jié)點(diǎn)或無(wú)完成節(jié)點(diǎn)的工作6在節(jié)點(diǎn)之間,嚴(yán)禁出現(xiàn)帶雙向箭頭或無(wú)箭頭的連線。,14,(二)繪制網(wǎng)絡(luò)圖的要求與方法1.網(wǎng)絡(luò)圖要布局規(guī)整、條理清晰、重點(diǎn)突出繪制網(wǎng)絡(luò)圖時(shí),應(yīng)盡量采用水平箭線和垂直箭線而形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu),盡量減少斜箭線,使網(wǎng)絡(luò)圖規(guī)整、清晰。其次,應(yīng)盡量把關(guān)鍵工作和關(guān)鍵線路布置在中心位置,盡可能把密切相連的工作安排在一起,以突出重點(diǎn),便于使用。,15,2.交叉箭線的處理方法繪制網(wǎng)絡(luò)圖時(shí),應(yīng)盡量避免箭線交叉,必要時(shí)可通過(guò)調(diào)整布局達(dá)到目的,如圖127所示。當(dāng)箭線交叉不可避免時(shí),應(yīng)采用“過(guò)橋法”或“指向法”。,16,起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)和終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的“母線法”,17,3.網(wǎng)絡(luò)圖的排列方法,18,3.盡量減少不必要的箭線和節(jié)點(diǎn),19,三、雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃時(shí)間參數(shù)的計(jì)算(一)概述網(wǎng)絡(luò)圖繪制,只是用網(wǎng)絡(luò)的形式表達(dá)出了工作之間的邏輯關(guān)系。還必須通過(guò)計(jì)算求出工期,得到一定的時(shí)間參數(shù)。1.計(jì)算的目的(1)找出關(guān)鍵線路找出用時(shí)最長(zhǎng)的一條或若干條線路,即為關(guān)鍵線路。對(duì)于較大較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)圖,線路多,難以一一理出,必須通過(guò)計(jì)算來(lái)找出關(guān)鍵線路和關(guān)鍵工作。(2)計(jì)算出時(shí)差時(shí)差是在工作或線路中存在的機(jī)動(dòng)時(shí)間。通過(guò)計(jì)算時(shí)差可以看出非關(guān)鍵線路上有多少可以利用的機(jī)動(dòng)時(shí)間,以便向非關(guān)鍵線路去要資源,達(dá)到優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃和保證工期的目的。(3)求出工期通過(guò)計(jì)算求出按該計(jì)劃執(zhí)行所需的總時(shí)間,即計(jì)算工期。計(jì)算工期是擬定工程計(jì)劃工期的基礎(chǔ),也是檢查計(jì)劃合理性的依據(jù)。2.計(jì)算條件本章只計(jì)算肯定性網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃。因此,其計(jì)算必須是在工作、工作的持續(xù)時(shí)間以及工作之間的邏輯關(guān)系都以確定的情況下進(jìn)行。3.計(jì)算內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的時(shí)間參數(shù)主要包括每項(xiàng)工作的最早開始時(shí)間和完成時(shí)間、最遲必須開始和完成時(shí)間、總時(shí)差、自由時(shí)差等6個(gè)參數(shù)及計(jì)算工期。4.計(jì)算手段與方法人工計(jì)算或使用相應(yīng)的軟件進(jìn)行計(jì)算。常用的計(jì)算方法有圖上計(jì)算法和表上計(jì)算法等。,20,(二)圖上計(jì)算法首先,應(yīng)明確幾個(gè)名詞,見圖1214,各時(shí)間參數(shù)計(jì)算后,應(yīng)標(biāo)注在水平箭線的上方或垂直箭線的左方。,21,1.最早時(shí)間的計(jì)算最早時(shí)間包括工作最早開始時(shí)間(ES)和工作最早完成時(shí)間(EF)。(1)工作最早開始時(shí)間工作最早開始時(shí)間亦稱工作最早可能開始時(shí)間。它是指緊前工作全都完成,具備了本工作開始的必要條件的最早時(shí)刻。工作I-J的最早開始時(shí)間用ESIJ表示。,22,①計(jì)算順序由于最早開始時(shí)間是以緊前工作的最早開始或最早完成時(shí)間為依據(jù),所以,它的計(jì)算必須在各緊前工作都計(jì)算后才能進(jìn)行。因此該種參數(shù)的計(jì)算,必須從網(wǎng)絡(luò)圖的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)開始,順箭線方向逐項(xiàng)進(jìn)行,直到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)為止。②計(jì)算方法凡與起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)相連的工作都是計(jì)劃的起始工作,當(dāng)未規(guī)定其最早開始時(shí)間ESIJ時(shí),其值都定為零。即ESIJ=0(I1),23,所有其它工作的最早開始時(shí)間的計(jì)算方法是將其所有緊前工作H-I的最早開始時(shí)間ESH-I分別與各工作的持續(xù)時(shí)間DH-I相加,取和數(shù)中的最大值;當(dāng)采用六參數(shù)法計(jì)算時(shí),可取各緊前工作最早完成時(shí)間的最大值。如下式ESI-J=MAX{ESH-I+DH-I}=MAX{EFH-I}式中ESH-I工作I-J的緊前工作H-I的最早開始時(shí)間;DH-I工作I-J的緊前工作H-I的持續(xù)間;EFH-I工作I-J的緊前工作H-I的最早完成時(shí)間。,24,(2)工作最早完成時(shí)間工作最早完成時(shí)間亦稱工作最早可能完成時(shí)間。它是指一項(xiàng)工作如果按最早開始時(shí)間開始的情況下,該工作可能完成的最早時(shí)刻。工作I-J的最早完成時(shí)間用EFI-J表示,其值等于該工作最早開始時(shí)間與其持續(xù)時(shí)間之和。計(jì)算公式如下EFI-J=ESI-J+DI-J在采用六參數(shù)計(jì)算法時(shí),某項(xiàng)工作的最早開始時(shí)間計(jì)算后,應(yīng)立即將其最早完成時(shí)間計(jì)算出來(lái),以便于其緊后工作的計(jì)算。,25,(3)計(jì)算示例【例122】計(jì)算圖122所示網(wǎng)絡(luò)圖各項(xiàng)工作的最早開始和最早完成時(shí)間。將計(jì)算出的工作參數(shù)按要求標(biāo)注于圖上,見圖1217。工作12、13均是該網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的起始工作,所以ES120,ES130。,5,26,3.最遲時(shí)間的計(jì)算最遲時(shí)間包括工作最遲完成時(shí)間(LF)和工作最遲開始時(shí)間(LS)。(1)工作最遲完成時(shí)間工作最遲完成時(shí)間亦稱工作最遲必須完成時(shí)間。它是指在不影響整個(gè)工程任務(wù)按期完成的條件下,一項(xiàng)工作必須完成的最遲時(shí)刻,工作I-J的最遲完成時(shí)間用LFI-J表示。,27,①計(jì)算順序該計(jì)算需依據(jù)計(jì)劃工期或緊后工作的要求進(jìn)行。因此,應(yīng)從網(wǎng)絡(luò)圖的終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)開始,逆著箭線方向朝起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)依次逐項(xiàng)計(jì)算,從而使整個(gè)計(jì)算工作形成一個(gè)逆箭線方向的減法過(guò)程。②計(jì)算方法網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中最后(結(jié)束)工作I-N的最遲完成時(shí)間LFI-N應(yīng)按計(jì)劃工期TP確定,即LFI-N=TP,28,其它工作I-J的最遲完成時(shí)間的計(jì)算方法是從其所有緊后工作J-K的最遲完成時(shí)間LFJ-K分別減去各自的持續(xù)時(shí)間DJ-K,取差值中的最小值;當(dāng)采用六參數(shù)計(jì)算法時(shí),本工作的最遲結(jié)束時(shí)間等于各緊后工作最遲開始時(shí)間的最小值。就是說(shuō),本工作的最遲結(jié)束時(shí)間不得影響任何緊后工作,進(jìn)而不影響工期。計(jì)算公式如下LFI-J=MIN{LFJ-K-DJ-K}=MIN{LSJ-K},29,(2)工作最遲開始時(shí)間工作的最遲開始時(shí)間亦稱最遲必須開始時(shí)間。它是在保證工作按最遲完成時(shí)間完成的條件下,該工作必須開始的最遲時(shí)刻。本工作的最遲開始時(shí)間用LSI-J表示,計(jì)算方法如下LSI-J=LFI-J-DI-J=MIN{LSJ-K}-DI-J,30,(3)計(jì)算示例若圖1217所得到的計(jì)算工期被確認(rèn)為計(jì)劃工期時(shí),該網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的最遲時(shí)間計(jì)算如下,5,31,4.工作時(shí)差的計(jì)算工作時(shí)差是指在網(wǎng)絡(luò)圖的非關(guān)鍵工作中存在的機(jī)動(dòng)時(shí)間,或者說(shuō)是在不至影響工期或下一項(xiàng)工作開始的情況下,一項(xiàng)工作最多允許推遲的時(shí)間。它表明工作有多大的機(jī)動(dòng)時(shí)間可以利用,時(shí)差越大,工作的時(shí)間潛力也越大。常用的時(shí)差有工作總時(shí)差(TF)和工作的自由時(shí)差(FF)。,32,(1)總時(shí)差工作總時(shí)差是指在不影響工期的前提下,一項(xiàng)工作所擁有機(jī)動(dòng)時(shí)間的最大值。工作IJ的總時(shí)差用TFI-J表示。①計(jì)算方法工作總時(shí)差等于工作最早開始時(shí)間到最遲完成時(shí)間這段極限活動(dòng)范圍,再扣除工作本身必需的持續(xù)時(shí)間所剩余的差值。用公式表達(dá)如下TFI-J=LFI-J-ESI-J-DI-J(3-7)經(jīng)稍加變換可得TFI-J=LFI-J-(ESI-J+DI-J)=LFI-J-EFI-J(3-8)或TFI-J=(LFI-J-DI-J)-ESI-J=LSI-J-ESI-J(3-9),33,5,34,②計(jì)算目的通過(guò)工作總時(shí)差的計(jì)算,可以方便地找出網(wǎng)絡(luò)圖中的關(guān)鍵工作和關(guān)鍵線路??倳r(shí)差為“0”者,意味著該工作沒(méi)有機(jī)動(dòng)時(shí)間,即為關(guān)鍵工作,由關(guān)鍵工作所構(gòu)成的線路,就是關(guān)鍵線路。關(guān)鍵線路至少有一條,但不見得只有一條。工作總時(shí)差是網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃調(diào)整與優(yōu)化的基礎(chǔ),是控制施工進(jìn)度、確保工期的重要依據(jù)。,35,(2)自由時(shí)差自由時(shí)差是總時(shí)差的一部分,是指一項(xiàng)工作在不影響其緊后工作最早開始的前提下,可以靈活使用的機(jī)動(dòng)時(shí)間。用符號(hào)FFI-J表示。①計(jì)算方法自由時(shí)差等于本工作最早開始時(shí)間到緊后工作最早開始時(shí)間這段極限活動(dòng)范圍,再扣除工作本身必需的持續(xù)時(shí)間所剩余的差值。用公式表達(dá)如下FFI-J=ESJ-K-ESI-J-DI-J經(jīng)稍加變換可得FFI-J=ESJ-K-(ESI-J+DI-J)=ESJ-K-EFIJ采用六參數(shù)法計(jì)算時(shí),用緊后工作的最早開始時(shí)間減本工作的最早完成時(shí)間即可。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的結(jié)束工作,應(yīng)將計(jì)劃工期看作緊后工作的最早開始時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。,36,5,37,最后工作的自由時(shí)差均等于總時(shí)差。當(dāng)計(jì)劃工期等于計(jì)算工期時(shí),總時(shí)差為零者,自由時(shí)差亦為零。當(dāng)計(jì)劃工期不等于計(jì)算工期時(shí),最后關(guān)鍵工作的自由時(shí)差與其總時(shí)差相等,其他關(guān)鍵工作的自由時(shí)差均為零。②計(jì)算目的自由時(shí)差的利用不會(huì)對(duì)其它工作產(chǎn)生影響,因此常利用它來(lái)變動(dòng)工作的開始時(shí)間或增加持續(xù)時(shí)間,以達(dá)到工期調(diào)整和資源優(yōu)化的目的。,38,(三)用節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)法計(jì)算工期并確定關(guān)鍵線路1設(shè)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號(hào)值為零,即B1=0。2順箭線方向逐個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號(hào)值。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號(hào)值,等于以該節(jié)點(diǎn)為完成節(jié)點(diǎn)的各工作的開始節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)值與相應(yīng)工作持續(xù)時(shí)間之和的最大值,即BJ=MAX{BIDI-J}(3-12)將標(biāo)號(hào)值的來(lái)源節(jié)點(diǎn)及得出的標(biāo)號(hào)值標(biāo)注在節(jié)點(diǎn)上方。3節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)完成后,終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號(hào)值即為計(jì)算工期。4從網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)開始,逆箭線方向按源節(jié)點(diǎn)尋求出關(guān)鍵線路。,39,【例12-3】某已知網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃如圖12-21所示,試用標(biāo)號(hào)法求出工期并找出關(guān)鍵線路。,5,40,5,41,5,
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上傳時(shí)間:2024-01-06
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