网络化测试仪器技术

目 录
绪论 1
0．1 测试总线技术的发展简史 1
0．1．1 GPIB―测试总线的先行者 1
0．1．2 VXI―测量标准的开放者 1
0．1．3 PXI―测试技术的生力军 2
0．1．4 LXI―测试与网络的结合者 3
0．2 网络化测试技术 3
0．3 本书主要内容 4
参考文献 5
第1章 网络化分布式测试系统的形成 6
1．1 传统集成式测试系统简介 6
1．1．1 GPIB测试 6
1．1．2 VXI测试 7
1．1．3 PXI测试 8
1．2 分布式系统 12
1．2．1 分布式系统概述 12
1．2．2 分布式系统结构及特点 13
1．2．3 分布式系统的优势 14
1．3 分布式测试系统 15
1．3．1 分布式在测试领域中的重要性 15
1．3．2 分布式测试系统的组建 16
1．3．3 测试系统网络化的发展 17
参考文献 19
思考题 20
第2章 计算机网络协议 21
2．1 引言 21
2．1．1 计算机硬件发展概述 21
2．1．2 计算机网络发展概述 22
2．2 TCP/IP协议的产生和发展 24
2．2．1 TCP/IP的产生 24
2．2．2 TCP/IP的发展 24
2．3 网络协议的体系结构 24
2．3．1 IP网络的特点 24
2．3．2 计算机网络体系结构概述 25
2．3．3 OSI体系结构 26
2．4 TCP/IP协议入门 27
2．4．1 TCP/IP协议与OSI参考模型 27
2．4．2 层与协议 29
2．5 TCP/IP链接层 29
2．5．1 以太网协议 29
2．5．2 MAC协议 30
2．5．3 广播 31
2．6 TCP/IP网络层 33
2．6．1 网络层的由来 33
2．6．2 网络层协议分类 34
2．6．3 IP协议 34
2．6．4 ARP协议 36
2．7 TCP/IP传输层 37
2．7．1 传输层的由来 37
2．7．2 UDP协议 38
2．7．3 TCP协议 39
2．8 TCP/IP应用层 45
2．8．1 应用层数据包格式 45
2．8．2 应用层中应用程序分类 46
参考文献 46
思考题 47
第3章 TCP/IP协议测试 48
3．1 概述 48
3．1．1 TCP/IP协议测试方式 48
3．1．2 数据包捕获技术概述 48
3．1．3 数据包捕获软件的发展 49
3．1．4 TCP/IP协议分析软件类型 50
3．2 Wireshark网络协议分析工具的
介绍 51
3．2．1 Wireshark网络协议分析工具 51
3．2．2 基于Wireshark的协议解析 52
3．2．3 数据包协议解析工作原理 52
3．3 Wireshark网络协议分析工具的基本
用法 53
3．3．1 Wireshark网络协议分析工具的
下载与安装 53
3．3．2 抓取报文 58
3．3．3 色彩标识 59
3．3．4 过滤报文 60
3．4 Wireshark观察基本网络协议 62
3．4．1 三次握手过程分析 62
3．4．2 ARP/ICMP报文 63
3．4．3 HTTP报文 64
3．4．4 TCP重传与重复ACK 64
3．5 Statistics统计工具功能详解与
应用 68
3．5．1 Statistics统计工具中的Summary
菜单 68
3．5．2 Statistics统计工具中的Protocol
Hierarchy菜单 68
3．5．3 Statistics统计工具中的
Conversations菜单 69
3．5．4 Statistics统计工具中的HTTP
菜单 70
3．6 利用Wireshark抓取特定数据流 73
3．6．1 抓取特定数据流设置 73
3．6．2 抓取指定IP地址的数据流 73
3．6．3 抓取指定IP地址范围的数据流 74
3．6．4 抓取发到广播或多播地址的
数据流 74
3．6．5 抓取基于MAC地址的数据流 74
3．6．6 抓取基于指定应用的数据流 75
3．6．7 抓取结合端口的数据流 75
参考文献 75
思考题 76
第4章 LXI网络化测试仪器 77
4．1 LXI总线的发展 77
4．2 LXI测试仪器的基本特性 78
4．3 LXI测试仪器的分类 80
4．4 LXI测试仪器的结构与电气特性 83
4．5 LXI测试仪器的网络设置与通信 88
4．6 LXI测试仪器的触发与同步 92
4．7 LXI测试仪器IVI驱动接口设计
方法 95
4．8 网络化测试仪器的设计规范 98
4．9 ES7111触发盒介绍 109
4．9．1 ES7111触发盒简介 109
4．9．2 触发盒功能特性介绍 110
4．9．3 ES7111触发盒产品应用 110
参考文献 116
思考题 117
第5章 基于IEEE 1588的网络同步
技术 118
5．1 仪器的同步与触发 118
5．2 IEEE 1588精准时钟同步协议 119
5．2．1 协议基本原理 120
5．2．2 影响时钟同步精度的因素 121
5．3 IEEE 1588 V1版协议技术实现 125
5．3．1 硬件获得时间戳设计 125
5．3．2 IEEE 1588 V1版协议软件实现
设计 126
5．4 IEEE 1588 v2版协议技术实现 138
5．4．1 同步报文类型 138
5．4．2 时钟同步过程 139
5．4．3 最佳主时钟算法 144
5．4．4 边界时钟和透明时钟 148
参考文献 150
思考题 151
第6章 网络化测试仪器软件技术 152
6．1 网络化测试仪器开发涉及的主要
标准 152
6．2 IEEE 488．2标准 156
6．3 SCPI指令 157
6．3．1 SCPI命令参考 158
6．3．2 SCPI数据交换格式 158
6．3．3 SCPI仪器类别 158
6．3．4 SCPI的遵从标准 158
6．4 VPP规范 159
6．5 虚拟仪器软件结构VISA 160
6．6 仪器驱动程序开发 162
6．7 IVI协议 163
6．8 IVI-Signal协议 166
6．9 VXI-11协议 169
6．9．1 VXI-11协议在LXI仪器中的
作用 169
6．9．2 VXI-11协议的实现 170
参考文献 183
思考题 184
第7章 无线网络协议及仪器 185
7．1 无线网络概述 185
7．1．1 无线传感器网络 185
7．1．2 无线局域网 187
7．1．3 无线网络的发展过程 188
7．1．4 无线局域网的常见拓扑结构 189
7．1．5 无线局域网的特点及应用 190
7．2 无线网络协议 192
7．2．1 IEEE 802．11系列协议标准 192
7．2．2 IEEE 802．11的工作方式 194
7．2．3 IEEE 802．11分层协议 194
7．2．4 IEEE 802．11g协议 196
7．2．5 IEEE 802．11n协议 197
7．2．6 IEEE 802．15．4协议 199
7．2．7 IEEE 802的其他协议 201
7．3 MAC介质访问控制层 202
7．3．1 MAC层的产生和作用 202
7．3．2 无线传感器网络MAC协议
介绍 202
7．3．3 无线传感器网络MAC协议
分类 204
7．3．4 无线局域网MAC帧结构 205
7．3．5 DCF和CSMA/CA 208
7．4 Wi-Fi技术 210
7．4．1 Wi-Fi介绍 210
7．4．2 Wi-Fi协议标准 210
7．4．3 Wi-Fi的特点及应用 211
7．4．4 WLAN与Wi-Fi的区别 212
7．5 ZigBee技术 212
7．5．1 ZigBee介绍 212
7．5．2 ZigBee协议标准 213
7．5．3 ZigBee的特点及应用 216
7．6 蓝牙技术 217
7．6．1 蓝牙技术的产生及发展过程 217
7．6．2 蓝牙核心协议 218
7．6．3 蓝牙技术的应用 221
7．7 移动通信系统 221
7．7．1 移动通信系统的发展 221
7．7．2 WCDMA通信系统 223
7．7．3 LTE通信系统 225
7．8 其他无线传感技术 226
7．8．1 UWB技术 226
7．8．2 IrDA技术 226
7．9 无线局域网组网方式 227
7．9．1 基本服务子集（BSS） 227
7．9．2 独立基本服务集（IBSS） 228
7．9．3 扩展服务集（ESS） 228
7．9．4 无线分布式系统（WDS） 229
7．10 无线网络仪器 229
7．10．1 Android多分辨率适配性的
测试 230
7．10．2 无线数据采集测试 231
7．10．3 单点触控操作 232
7．10．4 多点触控操作 233
7．10．5 波形数据分析功能测试 234
参考文献 235
思考题 236