工业以太网传输延时特性分析
[ 08-04-29 14:58:00 ] 作者：陈曦1 刘俊峰
1、编辑：studa0714
摘要目前以太网在工业网络控制系统中已得到广泛应用，这里通过对其MAC 子层控制方式的数据传输模型分析，从考虑实际各节点之间差异性的角度，结合工业网络的特性要求，提出了一种分析网络控制系统的方法和思路，推导出了一些对分析和设计网络控制系统有一定指导意义的计算公式，并用仿真试验加以验证。
关键词以太网CSMA/CD 模型延时
随着计算机、通信、网络等信息技术的发展，现场总线的出现适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向；但是现场总线技术在其发展过程中存在许多不足，由于以太网在MAC（Media Access Control）层采用CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 的媒体访问机制，各节点采用P-坚持二进制指数后退算法处理冲突，因此具有通信延时不确定的缺陷，成为它在工业实时控制应用中的主要障碍。因此本文针对目前应用最广泛的以太网技术，通过分析其MAC子层的CSMA/CD协议模型，考虑实际各节点的之间的差异性，建立相应的数学模型，并对其进行了数学分析。
1 协议模型
由于ISO/OSI对通信协议模型底三层的网络拓扑、传输介质、MAC方式等都已有明确的定义，因此网络控制系统参照ISO/OSI模型，结合实际控制系统的需要进行了一定的简化。
从信息发送数据到信息接收之间的全部通信延时，称为端到端的通信延时。主要包括下面几个因素：①排队延时：从信息进入排队队列，到此信息获取通信网络所需的时间。②发送延时：从信息的第一个字节开始发送到信息最
分别表示排队延时，发送延时，传输延时。
一般而言，MAC子层协议变化较大，各网络控制系统的时间延时也主要表现在MAC
[1]的因素，
必将有利于提高整个网络控制系统的传输性能。
2 数学模型分析
由于信道的传输延时，所以CSMA/CD方式仍然存在冲突的可能。在一次
冲突之后，时间被分成离散得时槽，其长度等于最差情况下在以太介质上往返
为512。若t
n
时刻A节点检测到信道空闲发送数据，见图
1，但是要经过一个信道传输延时τ才能被B节点检测到，所以B节点在 t
1时刻完全可能因为检测不到信道载波而发送数据。这种情况冲突就必然产生了，也就产生了争用期，即排队延时。分析整个冲突过程就可以导出争用期的大小。
图1显示了两种极端的情况。左图是A、B节点同时发送数据，在t
1
两
T
i
的加强干扰信
t
2
时刻各自传送到对方。
。图中右图是A节点在 t
4
时发送数据，在一个信道传输延时τ后的t5，B节点刚好发送数据，又马上检测到A节点数据的冲突，即时停
止数据发送，并且发送一个周期为T
i
的加强干扰信号， t
6
传送到A节点。A
T
i
的加强干扰信号。B节
t
8
，最小争用
。
3 数学模型建立
3.1 一次争用期的平均时间
假设各节点数据帧到达过程服从Poisson分布，其到达率用表示。由排队论可知，Poisson分布的数据帧到达时间的间隔服从负指数分布，其概率
（1）
设时间间
（2）
Z的分布函数为：
（3）
则Z
（4）
则信道的一次争用期 T
（5）
目录 1网络化控制系统简介 (1) 2网络化控制系统中的问题 (2) 3网络延时对PID控制系统性能影响的分析 (4) 3.1系统描述(System description) (4) 3.2 仿真分析(Simulation analysis) (6) 4网络延时为不同值的系统分析 (8) 4.1网络延时的系统阶跃响应 (8) 4.2 的系统的阶跃响应 (9) 4.3 时的系统阶跃响应 (9) 4.4 系统根轨迹分析 (10) 5实际实验(P RACTICAL EXPERIMENT) (12)
1网络化控制系统简介 网络化控制系统NCS（Networked Control Systems）,又称集成通讯与控制系统ICCS （Integrated Communication and Control System）。一般认为ICCS是一种全分布式、网络化实时反馈控制系统，是将控制系统的传感器、控制器、执行器等单元通过通讯网络连接起来形成闭环的分布式控制系统。其涵盖了两方面的内容：系统节点的分布化和控制回路的网络化。这种网络化的控制模式具有信息资源能够共享、连接线数大大减少、易于扩展、易于维护等优点，但由于网络中的信息源很多，信息的传送药分时占用网络通讯资源，而网络的承载能力和通讯带宽有限，必然造成信息的冲撞、重传等现象的发生，使得数据在传输过程中不可避免地存在时延。时延由于受到网络所采用的通讯协议、负载状况、网络速率以及数据包大小等情况到影响，呈现出或固定或随机，或有界或无界的特征，从而导致控制系统性能下降甚至不稳定，也给控制系统的分析和设计带来困难。网络给NCS带来的主要问题包括：时延采样时刻和执行器响应时刻间出现了不可忽略的滞后;在某时间间隔内存在于时间相关的抖动;由于数据包在网络中传输发生丢失或冲突，导致时延增大甚至系统失稳。NCS的性能不仅依赖于控制策略及控制律器的设计，而且受到网络通讯和网路资源的限制。信息调度应尽可能避免网络中信息的冲突和拥塞现象的发生，从而大大提高网络化控制系统的服务性能。 网络化控制系统是综合自动化技术发展的必然趋势，是控制技术、计算机技术和通信技术相结合的产物。本书基于现场总线技术及自动化北京市重点实验室的科研成果，系统地介绍了网络化控制系统的组成原理、控制结构、建模方法，网络拥塞闭环控制机理，网络时延闭环控制方法，现场总线控制技术及应用，基于工业以太网的控制系统设计，基于Internet 和Web的网络远程控制系统设计。网络化控制系统软件开发技术，以及网络化控制技术在工业加热炉、工业锅炉和电厂锅炉湿法烟气脱硫中的应用。 在传统的计算机控制系统中，传感器和执行器都是与计算机实现点对点的连接，传递信号一般采用电压和电流等模拟信号。在这种结构模式下，控制系统往往布线复杂，从而增加了系统成本，降低了系统的可靠性、抗干扰性、灵活性和扩展性，特别在地域分散的情况下，传统控制系统的高成本、低可靠性等弊端更加突出。随着计算机技术和网络通信技术的不断发展，工业控制系统也发生了巨大的技术变革，网络化控制系统（NetworkedControlSystem，NCS）应运而生，其主要标志就是在控制系统中引入了计算机网络，从而使得众多的传感器、
互连延迟的分析方法 刘 昆 [1] 郑 赟[2] 黄道君[3] 候劲松[4] [2][4]北京中电华大电子设计有限责任公司，[1][3]西安电子科技大学机电工程学院 摘要： 随着工艺技术到达深亚微米领域，互连线的延迟影响越来越大，已经超过门延迟，成为电路延迟的主要部分。因此，互连线的延迟已成为集成电路设计中必须解决的问题。目前人们已展开了全面、深入地研究，提出了许多方法。本文将介绍各类互连延迟的评估分析方法，分析它们的原理，比较它们的优缺点，指出它们的适用范围。 1 介绍 随着芯片加工工艺技术向深亚微米领域发展，互连线的延迟影响越来越大，已超过门延迟，成为电路延迟的主要部分。高速互连线的影响，如环绕、反射、串扰和扭曲等，已严重退化系统的性能。因此互连线的延迟分析已成为集成电路设计中必须解决的问题。 Spice 和AS/X 电路模拟器是非常好的延迟分析工具[1-2]。它们能非常准确地计算互连延迟，但是计算效率非常低下，特别是对于线性电路。而互连线就是线性电路，因此一类降阶模型技术[3-5]，如AWE[3]，已用来计算互连延迟。它们与模拟方法有相同的精度，却有更高的效率。但是它们有稳定性和保守性的问题，并且在设计早期使用它们来计算延迟还是很昂贵。因此既有效率又容易实现的延迟度量已成为许多研究者研究的热点，只要它们的精度和可信度比较合理。 Elmore[6]于1948年提出了一个计算瞬态阶跃响应（step response ）到达它最终值的50%时的时间计算表达式。它的原理是用冲激响应（impulse response ）的平均值(也就是一阶瞬态)来近似单调阶跃响应波形到达它最终值的50%时的时间。Elmore 延迟是冲激响应的一阶瞬态1m 。它有时相当不准确，因为它忽略了顺流电容的漏电阻（resistive shielding ）。为了取得更高的精确性，需要利用高阶瞬态2m ，Λ,m 3 。 Kahng 和Muddu[7]提出了三个延迟度量（metric ），所有的延迟度量都是采用前三个电路瞬态1m ，2m ，3m 。第一个度量是从这三个瞬态出发，通过计算两个极点和余式，然后去掉次要极点来评估。第二个度量是用这两个极点产生的传输函数来计算。最后一个度量是把一阶瞬态加到冲激响应的标准误差上。这些度量比较适合高感应传输线，而不适合RC 树。Alpert[8]等近来提出了一个简单的二瞬态度量，叫做D2M 。对于远端节点有比较高的精确性。 AWE 利用前q 2个瞬态来匹配传输函数的q 个极点和q 余式。一旦极点和余式被计算出来，就可以构造时域公式，然后利用Newton-Raphson 等迭代技术就能得到50%点的时延。这个方法比传统的类Spice 模拟器快很多，但与延迟度量相比仍然昂贵。Tutuianu 等[9]提出的2-极点近似法就是基于这样一种思想。
实验报告 课程名称网络工程设计与系统集成实验项目网络性能测试与故障诊断 专业班级指导教师 姓名学号 成绩日期 一、实验目的 “网络系统性能测试与评估”知识的建构，培养学生使用性能测试技术评估网络系统性能的技能，以及网络故障诊断与排除的技能。 二、实验内容 1、网络系统性能分析与研讨的现状 2、网络性能测试的基本方法 2、网络系统性能分析与研究的指标 三、实验过程 1、网络系统性能分析与研讨的现状 随着通讯网络系统的日益复杂，对网络系统的性能分析都趋于利用一定的网络分析技巧。目前针对网络体系的机能分析评估技术和方式有很多，而且越来越成熟。例如，对网络系统的测试工具最典范、最主要的一种就是网络协议分析仪。网络协议分析仪一般有专用的硬件装备和专门的软件。这类协议分析仪典型的功能是数据包的捕捉、协定的解码、统计剖析和流量的产生，用协议分析仪咱们能够捉拿网上的实际流量、提取流量的特点，在此基础上对网络系统的流量进行模型化跟特色化。 但网络测试是一项技术难度很高的工作，它重要包括有测试方法、测试工具、测试教训等。目前我国网络测试还处于起步阶段，各个方面与国外的差距都比较大，从网络设备测试到网络系统测试都相当薄弱。不过，当初从网络产品生产厂家、系统集成商、网络服务供应商直到终端用户都开始越来越重视网络测试，与此同时，学术界也逐渐重视对网络测试技术的研究，中国计算机学会容错计算专业委员会在1999年专门成破了通信网络学组代写论文，中国迷信院计算所也在1999年初建破了网络测尝尝验室，专门从事网络测试实际和
关键技术的研究工作,为包括网络规划设计的模拟与仿真、网络系统的测试与评价、网络流量的模型化和特征化、网络协议的分析和测试、网络产品的测试与评价等多种不同的网络测试目标供给先进的测试手段、技术支特和测试服务代写硕士论文。 科学、系统、严格的分析评价是保障网络设备跟网络系统高性能、高坚固性、高实用性的基本手段，测试才干代表着技能水准和整体实力。目前在国内非常急需发展一个范围，建立相应的测试环境，加速培养相关的测试人才，努力缩短与发达国家的差距，以适应国际信息网络迅速发展的需要。 2、网络性能测试的类别 网络测试技术的研究涵盖以下几个方面：网络协议测试、网络设备测试、网络系统测试、网络应用测试、网络安全测试、 1、性能测试 网络设备是网络的核心，其性能的好坏直接影响网络规模、网络稳定性以及网络的可扩展性，网络设备性能测试主要关心被测试网络设备的吞吐量、处理能力、缓存能力、过载恢复能力。这些方面的量化参数就可以总体上标志一个网络设备的性能、 2、功能的测试 Ip网络设备功能通常可以划分为如下方面：接口功能、通信协议功能、信息传递功能、路由信息维护功能、管理控制功能、安全功能、其他功能。Ip网络设备对上述功能并非必需完全实现，但是通常要求实现设备最小功能集成所规定的功能。因为绝大多数功能测试可以由接口测试、性能测试、协议一致性测试和网管测试所涵盖，所以ip网络设备功能测试一般可以只对其他测试无法涵盖的功能做验证性测试、 3、一致性测试 所谓一致性测试，就是执行一系列操作，驱动被测实现，并观察测试实现对确定行为的影响，根据某一测试实现与其实现规范的符合程度，得出一致性结论，概括而言，一致性测试的目标就是要检测实现是否满足一致性声明中心所阐述的静态和动态一致性要求。Ip 网络设备的一致性测试通常采用“黑箱”方法，被测试设备IUT叫做“黑箱”。测试系统通过控制观察点PCO与被测试设备接口。不同的测试事件是通过不同的PCO来控制和观察的，按照其应用是否遵守规范，即定时关系和数据匹配限制，测试的结果可分为通过、失败、无结果三种。 Ip网络设备配置列如路由器是一种复杂的网络互联设备，需要在各个通信层次上实现
网站诊断报告 一、网络营销的趋势 网络营销是互联网迅猛发展的催生物，截至2011年12月底，中国网民规模突破5亿，而在这些网民群体中，年龄在30-39岁的新生代网民群体在互联网上的使用率逐步攀升，并将会成为未来网络市场的消费主力军。 《第29次中国互联网络发展状况统计报告》数据 新生代网民群体的生活和工作行为已经无法离开网络，搜索引擎成为他们在网络上获取信息的最主要渠道，经《第29次中国互联网络发展状况统计报告》中统计，2011年底搜索引擎用户规模达到4.07亿，在网民中的渗透率为79.4%，可见新生代网民是越来越依赖网络，不仅如此，网络购物也成为网民群体的重要网络行为，2011年网络购物用户增长3344万人，增长率达到20.8%网络消费。 表 32010—2011年各类网络应用使用率 今天的网络市场，无论从消费者结构还是人数，以及技术方面，都为传统企业进入网络市场打好了基础，所谓万事具备，只等企业进入其中。 如果你的目标客户定位是我们新生代的网民，他们在网络世界中生活，你就必须重视网络，重视品牌传递、形象展示、产品展示和网上销售。那就必须顺应形势，借助网络发展和开拓市场。提前进入网络市场并将成为网络市场的领跑者。 21世纪将是互联网电子商务时代，现在您的企业不从事电子商务、不从事网络营销，那么将来必将无商可务。 网络营销是网上销售有两种形式：网上销售、网上成交；网上销售、线下成交。 您的网站为网络营销做好准备了吗 图1：网民规模和互联网普及率图图2：网民年龄结构图
二、您的网站诊断 一个高品质的网站决定了你是否能承载在网络市场要实现网络营销功能， 搜索引擎好比是网络中的上帝，他决定了你是像沙子一样淹没在海量的网络信息里，还是像钻石一样在海量的网络信息中璀璨夺目，让目标客户悦然心动。 我们来看一下您的网站情况如何： 1、网站服务器诊断 您的网站所使用的网站服务器承载了15个网站，随时都有可能超出服务器空间数及流量的限制，最终导致访问不了您的网站，这将会成为您投入网络市场的定时炸弹。 2、网站被搜索引擎的收录数 页面收录数是指您的网站被搜索引擎收录页面的数量，您网站被百度收录的页面数仅有32条，数量实在太少。但是在谷歌的收录数确是255条，数量同样不多，且含金量不高。 其原因是由于国内搜索引擎的市场份额决定的，据官方统计，百度占据国内搜索引擎77.7%的份额，谷歌的市场份额仅为18.3%，也就是说您的目标客户绝大多数是通过百度去搜索信息和进行网络购物的，该结果将导致您的网站没有机会展示在网络市场上。
网络延时的诊断和分析 故障现象 1、内部关键业务响应很慢，信息处理不流畅; 2、服务器和交换机的CPU和内存利用率低; 3、无法定位查找到网络响应慢的原因; 网络环境 1、一台cisco3560交换机; 2、局域网内有8台服务器，其中4台是UNIX系统，另外4台是Windows 2003系统; 现场诊断 首先做Ping 测试。UNIX系统主机互ping的比较稳定，Ping值均小于1MS。而UNIX系统主机去Ping Windows 系统主机的Ping值经常会出现9-15MS的延时。Windows系统主机之间互Ping值很不稳定，在1MS到15MS之间跳跃性出现。 现象分析 该网络结构简单清晰，服务器和交换机的性能良好。网络内经常出现大于1MS的延时将会影响到整个网络正常运行，对关键业务的运行造成影响，要解决该问题首先要找出延时发生的原因。 众所周知，一次网络交易处理过程：由客户端发起连接，通过网络转发到服务端，服务端处理后再返回客户端的。因此，在整个交易过程中的时延可以由三个时间来决定，客户端响应时间(t1)网络传输所用时间(t2)服务端响应时间(t3)。 现场测试发现UNIX系统主机之间ping值稳定的小于1MS，而Windows系统主机之间、或与UNIX系统主机Ping时出现较大延时。这就表明UNIX系统主机之间通信是良好的，但是与Windows系统主机通信、或Windows 系统主机之间互相通讯过程中才会有延时的出现。因此，我们推断是Windows系统主机响应较慢。为了验证以上推断，我们用科来网络通讯分析系统2009进行诊断。 利用科来网络通讯分析系统进行网络诊断 (利用科来网络通讯分析系统2009进行抓包分析) 首先，打开科来网络通讯分析系统2009，配置上IP为190.15.xxx.200，此主机做为ping发起者，向一台IP 地址为190.15.xxx.218的Windows系统主机进行Ping测试。将该Windows系统主机的交换机端口做一个镜像，镜像收发的流量。然后，用190.15.xxx.200主机去Ping 190.15.xxx.218，用科来网络通讯分析系统2009进行13分钟的抓包。
网络控制系统的稳定性分析 1、引言 人类社会是不断向前发展的，促使这种发展最大的动力莫过于人类的创造力，人类利用自己这种特有的能力在改造着自然，同时也在不断改变着人类社会和人们的思维方式。正是由于人类在自身发展过程中不断的创造和探索，特别是随着科学技术的不断发展，这种变革的速度也越来越快。 现在科技的进步日新月异，各种新技术不断涌现，网络控制系统(Networked Control Systems, NCS)是最近几年随着控制技术、计算机技术、通信网络技术发展起来的，是控制系统新的发展方向，是复杂大系统控制和远程控制系统的客观需求。NCS的典型结构图如图1所示。传感器、执行机构和驱动装置等现场设备的智能化为通信网络在控制系统更深层次的应用提供了必需的物质基础，同时通信网络的管理和控制也要求更多地采用控制理论技术和策略，而高速以太网和现场总线技术的发展和成熟解决了网络控制系统自身的可靠性和开放性问题，这都使得网络控制系统发展更具有现实性。使用专用或公用计算机网络代替传统控制系统的点对点控制结构，实现传感器、控制器、执行器等系统组件之间的控制信息互相传递。在这样的控制系统中，检测、控制、协调和指令等各种信息都可通过公用数据网络进行传输，而估计、控制和诊断等功能也可以在不同的网络节点中分布执行。NCS广泛应用于汽车工业、制造业、交通管理与控制、机器人远程操作、高级的航天航空器和电气化运输工具等各种应用中。 图 1 网络控制系统典型结构图 然而，在网络控制系统中由于通信网络的介入，使得控制系统的分析和综合更为复杂。首先，由于控制系统的信息在网络中传输，网络调度是一个很重要的问题，怎么让时间同步，避免网络堵塞，减少网络中的冲突，能有效的利用网络。其次，由于网络控制系统中存在网络诱导时延，它是随机的，可能是定长的，也可能是时变的，这种时延可能会降低系统的性能，甚
关于网络诊断的全能分析 一、网站诊断简介 诊断”好专业的说哈!那么“网站诊断”又是什么呢?网站诊断是针对网站是否利于搜索引擎搜索、是否利于浏览和给浏览者美好的交互体验以及是否利于网络营销的一种综合判断行为。网站诊断一般思考的方面包括自身剖析、定位、模式、在行业中竞争性分析、短期规划与长期战略发展对策等信息。 二、网站诊断的原因 (一)网站诊断的目的 根据网站诊断出来的一些问题制定切实可行的网站优化方案，进而提高搜索引擎的友好度，增强用户体验，提升网站流量，提高关键词排名。网站诊断，是为了更好的对网站进行优化。寻找网站关键字、网站针对的客户要进行哪方法的优化。使网站优化不会造成“黑帽SEO”。从而会在搜索引擎中得到更好的排名。从客户方法看，让客户觉得这个网站很人性化，也会得到客户的好评，网站也会发展的很好。 (二)网站诊断，也是专业性的网站评价分析 专业的网站评价分析可以发挥多方面的作用，例如： 1、全面的网站诊断有利于及时了解网站的问题，帮助企业少走弯路，降低贻误时机可能造成的损失。 2、网站的功能、结构、内容要素等决定了哪些推广策略更有效，网站专业评价为制定有效的网站推广策略提供决策依据。
3、网站专业性评定可以获得专业网络营销人士的分析建议，对有效开展网络营销工作具有指导意义。 4、网站专业性评价结果为改善网站基本要素的表现，及网站升级再造提供参考。 三、网站诊断内容 (一)网站信息诊断 空间服务器、域名、备案(网站要做长久最好备案，有时需要备案号，哪里买域名哪里备案，备案有的收费有的不收费，备案期间最好什么都不做)、内链、收录、快照、alexa排名、导出链接、流量。 (二)网站结构内容诊断 结构(seo扁平化结构，一级一级的)、文件名、页面交互性(图片文字导航有链接跳转)、特效(特殊行业要表现，加4s加视频等)、模块及内容诊断、更新频率、动态静态，动态URL。 (三)网站权重诊断 PR、BR、关键词排名、历史数据(可以看出一个网站是否作弊或者受过惩罚)、收录速度(复制题目到百度搜索框，打开还可以看出更新收录的时间)、爬寻速率(蜘蛛什么时候来，快照参照(每天定时更新，快照来勤)、收录比例。 (四)网络信息诊断
某公司网络PING延迟故障案例解析 故障描述 故障地点：石家庄某公司 故障描述：网络通讯严重阻塞，用户访问外网服务器以及互联网的速度均非常缓慢，甚至不能访问，PING网关延期。如图： 故障详细分析 前期分析 初步判断引起问题的原因可能是： ARP病毒 网络病毒攻击 开始实际工作配置 登录到各交换机，查看内存及CPU的利用率，均正常。 通过OMNIPEEK捕获并分析网络中传输的数据包，具体过程如下。 在核心交换机上做好端口镜像，启动OMNIPEEK，约3.08分钟后停止捕获并分析捕获到的数据包。 某公司网的主机约为300台，一般情况下，有200台左右上网，等停止分析后，我们在OMNIPEEK主界面左边的节点浏览器中发现的主界面查看，在EXPERT的Hierarchy中查看，诊断tcp connection refused时间竟然达到了5731个，感觉很是不对。如图： 进行定位查看，发现有一台计算机极为不正常如图：
由以上看到，可能被外部的DDOS攻击，可能是此计算机感染病毒，进一步查看如图：
可以看到外网计算正在通过135端口正在扫描此计算机，因此可以断定正在被DDOS攻击，此计算机一定感染了木马之类的蠕虫病毒。 找到问题的根源后，正准备对CAI2主机进行隔离，过了一会儿，再次PING网关，还是延迟，但不是太严重了，感觉还是有计算机感染病毒或有ARP攻击，随即再次分析此包，但最终没有找到可疑的计算机，其间也关闭了几个流量有问题的计算机，但问题还是不能解决，正在百思不得其解时，突然脑子一动：何不尝试着通过分析我自己的计算机，再排查故障呢？于是笔者选择了科来网络分析系统6.7试用版啊？（笔者只有50个用户的抓包，因此刚开始选择了OMNIPEEK。）设置好过滤条件，这里为什么选在192.168.1.1呢，笔者怀疑是不是有人设置了和网关相同的IP地址呢？选择如下图： 打开自己的计算机进行PING，然后用科来进行抓包，58秒后如下图： 其中8c:68是笔者计算机的MAC，09:37为网关MAC，突然多出了一个A9:4D.查看分析如图：
工业以太网传输延时特性分析 [ 08-04-29 14:58:00 ] 作者：陈曦1 刘俊峰 1、编辑：studa0714 摘要目前以太网在工业网络控制系统中已得到广泛应用，这里通过对其MAC 子层控制方式的数据传输模型分析，从考虑实际各节点之间差异性的角度，结合工业网络的特性要求，提出了一种分析网络控制系统的方法和思路，推导出了一些对分析和设计网络控制系统有一定指导意义的计算公式，并用仿真试验加以验证。 关键词以太网CSMA/CD 模型延时 随着计算机、通信、网络等信息技术的发展，现场总线的出现适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向；但是现场总线技术在其发展过程中存在许多不足，由于以太网在MAC（Media Access Control）层采用CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 的媒体访问机制，各节点采用P-坚持二进制指数后退算法处理冲突，因此具有通信延时不确定的缺陷，成为它在工业实时控制应用中的主要障碍。因此本文针对目前应用最广泛的以太网技术，通过分析其MAC子层的CSMA/CD协议模型，考虑实际各节点的之间的差异性，建立相应的数学模型，并对其进行了数学分析。 1 协议模型 由于ISO/OSI对通信协议模型底三层的网络拓扑、传输介质、MAC方式等都已有明确的定义，因此网络控制系统参照ISO/OSI模型，结合实际控制系统的需要进行了一定的简化。 从信息发送数据到信息接收之间的全部通信延时，称为端到端的通信延时。主要包括下面几个因素：①排队延时：从信息进入排队队列，到此信息获取通信网络所需的时间。②发送延时：从信息的第一个字节开始发送到信息最 分别表示排队延时，发送延时，传输延时。 一般而言，MAC子层协议变化较大，各网络控制系统的时间延时也主要表现在MAC [1]的因素， 必将有利于提高整个网络控制系统的传输性能。 2 数学模型分析
常见的计算机网络故障及诊断方法 常见的计算机网络故障及诊断方法 在21世纪，计算机已经作为一种基础的工作媒介和手段应用到 社会的更各领域，其应用范围之广，影响力之大。本课题主要立足 于社会发展的需要，着重探究了计算机网络故障诊断的方法，希望 能优化计算机网络的使用，提高其工作效能，为社会发展提供便利。 一、计算机网络的含义解析 对于计算机网络故障的研究来说，必须以了解一些基本的概念为前提条件。首先是计算机网络，什么是计算机网络呢，目前对于计 算机网络的定义还没有形成一个统一的概念，一般可以粗略的理解 为相互连接的，实现资源和材料共享共用的、自治的计算机集合。 其实指的就是由计算机集合加通信设施组成的系统，按其计算机分 布范围可以分为局域网和广域网。对于计算机局域网来说，覆盖的 范围相对较小，而广域网就覆盖的范围来说就显得宽泛。通过因特 网的应用研究来说，事实已经充分说明如果是采用统一协议实现不 同网络的互连，那就会产生组大的能量，互联网也会发展迅速，使 其产生更大的社会效益和经济效益。但随着计算机技术的发展，出 现了各种形式的网络之间的连接，这就在一定程度上限制了计算机 网络技术的发展。 二、几种常见的计算机网络故障分析 21世纪作为知识大爆炸和信息化发展最快的时代，全球的互联 网高速发展，计算机网络作为优化工作的重要媒介已经得到社会的 普遍重视和关注。计算机网络带给我们带来便利和收益的同时，也 出现了一些网络故障，这极大的影响了网络技术的应用和发展。对 于计算机出现的网络故障，按照分类，一般分为物理故障与逻辑故障，也就是通常说的硬件故障与软件故障。前者主要是网卡、网线、Hub、交换机、路由器发生了问题而产生的故障，后者一般是说由于 网络协议出现的问题问题或因为网络设备的配置原因而导致的网络
常见网络故障诊断与分 析 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022
第14章常见网络故障与分析 教学目标 掌握网络故障排查的思路，熟悉常见的网络故障并掌握其解决方法，使用常见的网络命令或工具分析、解决网络故障。 重点与难点 掌握网络故障排查的思路 使用常用网络命令与工具 常见故障分析 在组建各种局域网的过程中，经常会碰到很多故障与问题，如何自己动手解决这些网络故障，是很多读者都很关心的问题。在本章将针对网络中一些常见的故障，给出解决的方法。 14.1网络故障排查思路与诊断工具 很多朋友在组建或者使用网络过程中一定会遇到很多故障，那么对于这些故障应该如何下手、怎样判断和解决呢下面就让我们一起来探讨。 14.1.1网络故障解决思路 一般说来，网络连接、软件属性配置和协议配置是导致网络故障的三大原因，所以我们先从这几个方面来看看网络故障的解决思路。 如何判断一个故障是否属于网络连接故障呢而这些故障又是如何产生的呢又如何排除这些网络连接故障呢这些问题对于不是很熟悉网络的读者来说是很棘手的，下面的内容将提供一个较完整的方案。 1.描述故障现象 网络连接的故障通常表现为以下几种情况：
第一，计算机无法登录到服务器； 第二，计算机在【网上邻居】中只能看见自己，看不见其他的计算机，从而无法使用其他计算机上的共享资源； 第三，计算机无法通过局域网连接到Internet; 第四，计算机无法想从局域网内浏览内部网页，或者无法收取局域网内的电子邮件； 第五，网络中的计算机网络程序运行速度非常慢。 2.分析故障 网络连接故障有可能是下述原因导致： 第一，计算机没有安装网卡，或者没有正确安装网卡驱动程序，或者是网卡的中断等与其他设备有冲突； 第二，网卡本身存在故障； 第三，网络协议没有安装，或者网络协议没有正确配置； 第四，网线、集线器接口有故障； 第五，集线器或者交换机没有打开电源，或者这些网络设备本身存在问题。 3.排除故障 当计算机出现以上网络连接故障的时候，应该按照下述步骤来排除故障： 第一，确认网络连接故障。 当出现一种网络程序使用故障时，首先应该尝试使用其他的网络程序。比如当IE浏览器无法登录网站时，用Foxmain看看能否收发电子邮
《网络测试与故障诊断》课程期末复习题 一、选择题 1.在缺省配置的情况下，交换机的所有端口（ B ）。 A. 处于直通状态 B. 属于同一VLAN C. 属于不同VLAN D. 地址都相同 2. 关于5类双绞线的特性，下列说法错误的是（ D ）。 A. 最大传输速率为100Mbps B. 节点间的最大传输距离为100m C. 双绞线传输信号有衰减 D. 传输过程中8根线都在工作 3. 下面设备工作在网络层的有（C ）。 A. 交换机 B. 集线器 C. 路由器 D. 转发器 4. 若计算机可以ping 到IP地址192.168.1.1，但不能实现远程登录，可能因为（ C ）。 A. 网卡不能正常工作 B. IP地址不正确 C.子网配置错误 D. 上层功能没有作用 5.下列（）不是表示层所提供的服务 A. 数据表示 B. 数据压缩 C. 数据传递 D. 数据安全 6. Windows Server 2003系统自带的IP安全策略不包括（ A ）。 A. 安全客户端 B. 客户端 C. 服务器 D. 安全服务器 7.下列（ D ）不属于数据链路层的功能。 A. 差错检测 B. 帧同步 C. 建立连接 D. 路由选择 8.下列关于交换机的描述（ A ）是错误的。 A.交换机的工作原理是存储转发 B.交换机是基于物理地址来决定是否发送帧 C. 一个16口的百兆交换机，它的百兆带宽是被16个端口共用分享的 D. 交换机的远程网络配置方法只有在本地配置成功后方可进行 9.将服务器在局域网中隐藏起来是指（ C ） A. 其他人不能访问我的IP地址 B. 在局域网中看不到服务器名 C.隐藏端口 D. 关闭服务 10．对于光纤的特性，下列说法正确的是（ C ）。 A. 因为光纤传输的是光信号，因此传输信号无衰减 B. 因为光速很快，光纤的传输速率是无极限的
典型的网络故障分析、检测与排除 摘要： 网络故障极为普遍，故障种类也十分繁杂。如果把网络故障的常见故障进行归类查找，那么无疑能够迅速而准确的查找故障根源，解决网络故障。文章主要就网络常见故障的分类诊断及排除进行了阐述。根据网络故障的性质把网络故障分为物理故障与逻辑故障。其物理故障也就是网络设备的故障。其逻辑故障是网络中配置管理的错误。也可根据网络故障的对象把网络故障分为线路故障、路由故障和主机故障。本文主要介绍路由器故障、配置故障、及连接故障的诊断与排除。通过运用工具和方法分析出导致网络故障的主要原因，及解决方法。 关键词：计算机网络，网络故障，分析诊断，物理类故障，逻辑类故障 引言 计算机网络故障是与网络畅通相对应的一个概念，计算机网络故障主要是指计算机无法实现联网或者无法实现全部联网。引起计算机网络故障的因素多种多样但总的来说可以分为物理故障与逻辑故障，或硬件故障与软件故障。采取有效的故障防预措施网络故障目前已经成为影响计算机网络使用稳定性的重要因素之一，加强对计算机网络故障的分析和网络维护已经成为网络用户经常性的工作之一。及时进行网络故障分析和网络维护也已经成为保障网络稳定性的重要方式方法。本文从实际出发，即工作中遇到的网络故障，描述了通过运用网络知识进行故障排除。按照故障现象—>故障分析-->故障解决的研究路线阐述了如何在实际中排除网络故障，及其在网络安全的应用中的重要性。 本文着重讲解了网络故障的排除方法，通过运用解决问题的策略与排除故障的思路在故障现场很快的检测出是属于哪种故障然后再基于故障提出方案给予解决。 正文： 一、网络故障 （一）物理类故障 物理故障，是指设备或线路损坏、插头松动、线路受到严重电磁干扰等情况。比如说，网络中某条线路突然中断，这时网络管理人员从监控界面上发现该线路流量突然掉下来或系统弹出报警界面，这时首先用ping检查线路在网络管理中心这端的端口是否连通，如果不连通，则检查端口插头是否松动，如果松动则插紧，再用ping检查，如果连通如故障解决。这时须把故障的特征及其解决步骤详细记录下来。也有可能是线路远离网络管理中心的那端插头松动，则需要通知对方进行解决。
网络延迟解决网络延迟的测试方法 不管我们是玩游戏还是看电视剧，最不要喜欢的就是网络延迟;了，如果发生了，该怎么办呢?下面由为大家带来了网络延迟怎么解决，以供大家参阅! 具体步骤如下： 1、首先，我们得确保局域网中无ARP攻击现象。这可以通过在电脑中开启“360ARP防火墙”来解决。打开“流量防火墙”(在“更多功能”列表中可以找到)。 2、从打开的“360流量防火墙”界面中，切换到“局域网防护”选项卡，开启“ARP主动防御”，以阻止局域网ARP攻击的发生。从而确保网速的正常畅通。 3、接下来我们需要限制或合理分配局域网电脑网速。登陆路由器后台管理界面，切换到“高级设置”-“DHCP客户端列表”选项卡，为自己的电脑设备静态IP地址分配 4、接着切换到“宽带控制”选项卡，勾选“启用宽带控制”选项，同时设置IP地址范围以及要限制的网速，将除自己以外的电脑网速进行限制。如图所示： 5、通过以上方法，基本上就可以解决网络延迟高的问题。当然如果路由器不具有网速限制功能，则我们还就需要借助“聚生网管”来实现限制局域网电脑网速的功能。
6、安装并运行“聚生网管”程序，在其主界面中点击“配置策略”按钮，从弹出的窗口中创建一个名为“限制局域网网速”的新策略。 7、从打开的“策略”界面中，切换到“宽带控制”选项卡，勾选“启用主机公网宽带控制”选项，同时设置“上行带宽”和“下行带宽”，点击“确定”完成设置。 8、点击“启用监控”右侧的下拉按钮，从中选择“主动引导”模式，同时点击“启用监控”按钮以列出当前局域网中所有主机。 9、从列出的局域网主机中找到占用网速较大的计算机，右击选择“为选中主机指派策略”项。并从弹出的“重装指派策略”窗口中选择新创建的策略即可。 10、特别的针对玩网游时延迟高的情况，建议大家使用网游加速工具来实现加速网游降低网络延迟的目地。 网络延迟的测试方法 定义：在传输介质中传输所用的时间，即从报文开始进入网络到它开始离开网络之间的时间。 单位：毫秒(MS) 如何定义网络延迟程度： (网络延迟PING值越低速度越快) 1~30ms：极快，几乎察觉不出有延迟，玩任何游戏速度都特别顺畅 31~50ms：良好，可以正常游戏，没有明显的延迟情况