通信協議范例6篇

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通信協議范文1

[局域網;通信協議;TCP/IP

不同的網絡協議都有其存在的必要,每一種協議都有它所主要依靠的操作系統和工作環境。在一個網絡上運行得很好的通信協議,在另一個看起來很相似的網絡上可能完全不適合。因此,組建網絡時通信協議的選擇尤為重要。

無論是幾臺機器組成的Windows95/98對等網,還是規模較大的WindowsNT、Novell或Unix/Xenix局域網,凡是親自組建或管理過網絡的人,都碰到過如何選擇和配置網絡通信協議的新問題。由于許多用戶對網絡中的協議及其功能特征不是很清楚,所以在組網中經常選用了不符合自身網絡特征的通信協議。其結果就造成了網絡無法接通,或者是速度太慢,工作不穩定等現象而影響了網絡的可靠性。下面我就分析一下各個協議的特征和性能借以說明我配置協議的理論和立場。

一、通信協議

組建網絡時,必須選擇一種網絡通信協議,使得用戶之間能夠相互進行“交流”。協議(Protocol)是網絡設備用來通信的一套規則,這套規則可以理解為一種彼此都能聽得懂的公用語言。有關網絡中的協議可以概括為兩類摘要:“內部協議”和“外部協議”下面分別予以介紹。

1.內部協議

1978年,國際標準化組織(ISO)為網絡通信制定了一個標準模式,稱為OSI/RM(OpenSystemInterconnect/ReferenceModel,開放系統互聯參考模型)體系結構。該結構共分七層,從低到高分別是物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。其中,任何一個網絡設備的上下層之間都有其特定的協議形式,同時兩個設備(如工作站和服務器)的同層之間也有其使用的協議約定。在這里,我們將這種上下層之間和同層之間的協議全部定義為“內部協議”。內部協議在組網中一般很少涉及到,它主要提供給網絡開發人員使用。假如你只是為了組建一個網絡,可不去理會內部協議。

2.外部協議

外部協議即我們組網時所必須選擇的協議。由于它直接負責計算機之間的相互通信,所以通常稱為網絡通信協議。自從網絡問世以來,有許多公司投入到了通信協議的開發中,如IBM、Banyan、Novell、Microsoft等。每家公司開發的協議,最初一般是為了滿足自己的網絡通信,但隨著網絡應用的普及,不同網絡之間進行互聯的要求越來越迫切,因此通信協議就成為解決網絡之間互聯的關鍵技術。就像使用不同母語的人和人之間需要一種通用語言才能交談一樣,網絡之間的通信也需要一種通用語言,這種通用語言就是通信協議。目前,局域網中常用的通信協議(外部協議)主要有NetBEUI、IPX/SPX及其兼容協議和TCP/IP三類。

3.選擇網絡通信協議的原則

我們在選擇通信協議時一般應遵循以下的原則摘要:

一、所選協議要和網絡結構和功能相一致。如你的網絡存在多個網段或要通過路由器相連時,就不能使用不具備路由和跨網段操作功能的NetBEUI協議,而必須選擇IPX/SPX或TCP/IP等協議。另外,假如你的網絡規模較小,同時只是為了簡單的文件和設備的共享,這時你最關心的就是網絡速度,所以在選擇協議時應選擇占用內存小和帶寬利用率高的協議,如NetBEUI。當你的網絡規模較大,且網絡結構復雜時,應選擇可管理性和可擴充性較好的協議,如TCP/IP。

二、除非凡情況外,一個網絡盡量只選擇一種通信協議?,F實中許多人的做法是一次選擇多個協議,或選擇系統所提供的所有協議,其實這樣做是很不可取的。因為每個協議都要占用計算機的內存,選擇的協議越多,占用計算機的內存資源就越多。一方面影響了計算機的運行速度,另一方面不利于網絡的管理。事實上一個網絡中一般一種通信協議就可以滿足需要。

三、注重協議的版本。每個協議都有它的發展和完善過程,因而出現了不同的版本,每個版本的協議都有它最為合適的網絡環境。從整體來看,高版本協議的功能和性能要比低版本好。所以在選擇時,在滿足網絡功能要求的前提下,應盡量選擇高版本的通信協議。

四、協議的一致性。假如要讓兩臺實現互聯的計算機間進行對話,它們兩者使用的通信協議必須相同。否則中間還需要一個“翻譯”進行不同協議的轉換,這樣不僅影響通信速度,同時也不利于網絡的平安和穩定運行。

二、局域網中常用的三種通信協議

BEUI協議

NetBEUI通信協議的特征。NetBEUI(NetBIOSExtendedUserInterface,用戶擴展接口)由IBM于1985年開發完成,它是一種體積小、效率高、速度快的通信協議。NetBEUI也是微軟最鐘愛的一種通信協議,所以它被稱為微軟所有產品中通信協議的“母語”。微軟在其早期產品,如DOS、LANManager、Windows3.x和WindowsforWorkgroup中主要選擇NetBEUI作為自己的通信協議。在微軟如今的主流產品,如Windows95/98和WindowsNT中,NetBEUI已成為其固有的缺省協議。有人將WinNT定位為低端網絡服務器操作系統,這和微軟的產品過于依靠NetBEUI有直接的關系。NetBEUI是專門為幾臺到百余臺PC所組成的單網段部門級小型局域網而設計的,它不具有跨網段工作的功能,即NetBEUI不具備路由功能。假如你在一個服務器上安裝了多塊網卡,或要采用路由器等設備進行兩個局域網的互聯時,將不能使用NetBEUI通信協議。否則,和不同網卡(每一塊網卡連接一個網段)相連的設備之間,以及不同的局域網之間將無法進行通信。

雖然NetBEUI存在許多不盡人意的地方,但它也具有其他協議所不具備的優點。在三種通信協議中,NetBEUI占用內存最少,在網絡中基本不需要任何配置。尤其在微軟產品幾乎獨占PC操作系統的今天,它很適合于廣大的網絡初學者使用。

NetBEUI和NetBIOS之間的關系。細心的讀者可能已經發現,NetBEUI中包含一個網絡接口標準NetBIOS。NetBIOS(NetworkBasicInput/OutputSystem,網絡基本輸入/輸出系統)是IBM在1983年開發的一套用于實現PC間相互通信的標準,其目的是開發一種僅僅在小型局域網上使用的通信規范。該網絡由PC組成,最大用戶數不超過30個,其特征是突出一個“小”字。后來,IBM發現NetBIOS存在的許多缺陷,所以于1985年對其進行了改進,推出了NetBEUI通信協議。隨即,微軟將NetBEUI作為其客戶機/服務器網絡系統的基本通信協議,并進一步進行了擴充和完善。最有代表性的是在NetBEUI中增加了叫做SMB(ServerMessageBlocks,服務器消息塊)的組成部分,以降低網絡的通信堵塞。為此,有時將NetBEUI協議也稱為“SMB協議”。

人們常將NetBIOS和NetBEUI混淆起來,其實NetBIOS只能算是一個網絡應用程序的接口規范,是NetBEUI的基礎,它不具有嚴格的通信協議功能。而NetBEUI是建立在NetBIOS基礎之上的一個網絡傳輸協議。

2.IPX/SPX及其兼容協議

IPX/SPX通信協議的特征。IPX/SPX(InternetworkPacketeXchange/SequencesPacketeXchange,網際包交換/順序包交換)是Novell公司的通信協議集。和NetBEUI的明顯區別是,IPX/SPX顯得比較龐大,在復雜環境下具有很強的適應性。因為,IPX/SPX在設計一開始就考慮了多網段的新問題,具有強大的路由功能,適合于大型網絡使用。當用戶端接入NetWare服務器時,IPX/SPX及其兼容協議是最好的選擇。但在非Novell網絡環境中,一般不使用IPX/SPX。尤其在WindowsNT網絡和由Windows95/98組成的對等網中,無法直接使用IPX/SPX通信協議。

IPX/SPX協議的工作方式。IPX/SPX及其兼容協議不需要任何配置,它可通過“網絡地址”來識別自己的身份。Novell網絡中的網絡地址由兩部分組成摘要:標明物理網段的“網絡ID”和標明非凡設備的“節點ID”。其中網絡ID集中在NetWare服務器或路由器中,節點ID即為每個網卡的ID號(網卡卡號)。所有的網絡ID和節點ID都是一個獨一無二的“內部IPX地址”。正是由于網絡地址的唯一性,才使IPX/SPX具有較強的路由功能。

在IPX/SPX協議中,IPX是NetWare最底層的協議,它只負責數據在網絡中的移動,并不保證數據是否傳輸成功,也不提供糾錯服務。IPX在負責數據傳送時,假如接收節點在同一網段內,就直接按該節點的ID將數據傳給它;假如接收節點是遠程的(不在同一網段內,或位于不同的局域網中),數據將交給NetWare服務器或路由器中的網絡ID,繼續數據的下一步傳輸。SPX在整個協議中負責對所傳輸的數據進行無差錯處理,所以我們將IPX/SPX也叫做“Novell的協議集”。

NWLink通信協議。WindowsNT中提供了兩個IPX/SPX的兼容協議摘要:“NWLinkSPX/SPX兼容協議”和“NWLinkNetBIOS”,兩者統稱為“NWLink通信協議”。NWLink協議是Novell公司IPX/SPX協議在微軟網絡中的實現,它在繼續IPX/SPX協議優點的同時,更適應了微軟的操作系統和網絡環境。WindowsNT網絡和Windows95/98的用戶,可以利用NWLink協議獲得NetWare服務器的服務。假如你的網絡從Novell環境轉向微軟平臺,或兩種平臺共存時,NWLink通信協議是最好的選擇。不過在使用NWLink協議時,其中“NWLinkIPX/SPX兼容協議”類似于Windows95/98中的“IPX/SPX兼容協議”,它只能作為客戶端的協議實現對NetWare服務器的訪問,離開了NetWare服務器,此兼容協議將失去功能;而“NWLinkNetBIOS”協議不但可在NetWare服務器和WindowsNT之間傳遞信息,而且能夠用于WindowsNT、Windows95/98相互之間任意通信。

3.TCP/IP協議

TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol,傳輸控制協議/網際協議)是目前最常用到的一種通信協議,它是計算機世界里的一個通用協議。在局域網中,TCP/IP最早出現在Unix系統中,現在幾乎所有的廠商和操作系統都開始支持它。同時,TCP/IP也是Internet的基礎協議。

TCP/IP通信協議的特征。TCP/IP具有很高的靈活性,支持任意規模的網絡,幾乎可連接所有的服務器和工作站。但其靈活性也為它的使用帶來了許多不便,在使用NetBEUI和IPX/SPX及其兼容協議時都不需要進行配置,而TCP/IP協議在使用時首先要進行復雜的設置。每個節點至少需要一個“IP地址”、一個“子網掩碼”、一個“默認網關”和一個“主機名”。如此復雜的設置,對于一些初識網絡的用戶來說的確帶來了不便。不過,在WindowsNT中提供了一個稱為動態主機配置協議(DHCP)的工具,它可自動為客戶機分配連入網絡時所需的信息,減輕了聯網工作上的負擔,并避免了出錯。當然,DHCP所擁有的功能必須要有DHCP服務器才能實現。

同IPX/SPX及其兼容協議一樣,TCP/IP也是一種可路由的協議。但是,兩者存在著一些差別。TCP/IP的地址是分級的,這使得它很輕易確定并找到網上的用戶,同時也提高了網絡帶寬的利用率。當需要時,運行TCP/IP協議的服務器(如WindowsNT服務器)還可以被配置成TCP/IP路由器。和TCP/IP不同的是,IPX/SPX協議中的IPX使用的是一種廣播協議,它經常出現廣播包堵塞,所以無法獲得最佳的網絡帶寬。

Windows95/98中的TCP/IP協議。Windows95/98的用戶不但可以使用TCP/IP組建對等網,而且可以方便地接入其它的服務器。值得注重的是,假如Windows95/98工作站只安裝了TCP/IP協議,它是不能直接加入WindowsNT域的。雖然該工作站可通過運行在WindowsNT服務器上的服務器(如ProxyServer)來訪問Internet,但卻不能通過它登錄WindowsNT服務器的域。假如要讓只安裝TCP/IP協議的Windows95/98用戶加入到WindowsNT域,還必須在Windows95/98上安裝NetBEUI協議。

TCP/IP協議在局域網中的配置。在提到TCP/IP協議時,有許多用戶便被其復雜的描述和配置所困擾,而不敢放心地去使用。其實就局域網用戶來說,只要你把握了一些有關TCP/IP方面的知識,使用起來也非常方便。

IP地址基礎知識。前面在談到IPX/SPX協議時就已知道,IPX的地址由“網絡ID”(NetWorkID)和“節點ID”(NodeID)兩部分組成,IPX/SPX協議是靠IPX地址來進行網上用戶的識別的。同樣,TCP/IP協議也是靠自己的IP地址來識別在網上的位置和身份的,IP地址同樣由“網絡ID”和“節點ID”(或稱HOSTID,主機地址)兩部分組成。一個完整的IP地址用32位(bit)二進制數組成,每8位(1個字節)為一個段(Segment),共4段(Segment1~Segment4),段和段之間用“.”號隔開。為了便于應用,IP地址在實際使用時并不直接用二進制,而是用大家熟悉的十進制數表示,如192.168.0.1等。IP地址的完整組成摘要:“網絡ID”和“節點ID”都包含在32位二進制數中。目前,IP地址主要分為A、B、C三類(除此之外,還存在D和E兩類地址,現在局域網中這兩類地址基本不用,故本文暫且不涉及),A類用于大型網絡,B類用于中型網絡,C類一般用于局域網等小型網絡中。其中,A類地址中的最前面一段Segment1用來表示“網絡ID”,且Segment1的8位二進制數中的第一位必須是“0”。其余3段表示“節點ID”;B類地址中,前兩段用來表示“網絡ID”,且Segment1的8位二進制數中的前二位必須是“10”。后兩段用來表示“節點ID”;在C類地址中,前三段表示“網絡ID”,且Segment1的8位二進制數中的前三位必須是“110”。最后一段Segment4用來表示“節點ID”。

值得一提的是,IP地址中的所有“網絡ID”都要向一個名為InterNIC(InternetNetworkInformationCenter,互聯網絡信息中心)申請,而“節點ID”可以自由分配。目前可供使用的IP地址只有C類,A類和B類的資源均已用盡。不過在選用IP地址時,總的原則是摘要:網絡中每個設備的IP地址必須唯一,在不同的設備上不答應出現相同的IP地址。表1列出了IP地址中的“網絡ID”的有關屬性,“節點ID”在互不重復的情況下由用戶自由分配。其實,將IP地址進行分類,主要是為了滿足網絡的互聯。假如你的網絡是一個封閉式的網絡,只要在保證每個設備的IP地址唯一的前提下,三類地址中的任意一個都可以直接使用(為以防萬一,你還是老老實實地使用C類IP地址為好)。

子網掩碼。對IP地址的解釋稱之為子網掩碼。從名稱可以看出,子網掩碼是用于對子網的管理,主要是在多網段環境中對IP地址中的“網絡ID”進行擴展。舉個例子來說明摘要:例如某個節點的IP地址為192.168.0.1,它是一個C類網。其中前面三段共24位用來表示“網絡ID”,是非常珍貴的資源;而最后一段共8位可以作為“節點ID”自由分配。但是,假如公司的局域網是分段管理的,或者該網絡是由多個局域網互聯而成,是否要給每個網段或每個局域網都申請分配一個“網絡ID”呢?這顯然是不合理的。此時,我們可以使用子網掩碼的功能,將其中一個或幾個節點的IP地址全部充當成“網絡ID”來使用,用來擴展“網絡ID”不足的困難。

當我們將某一節點的IP地址如192.168.0.1已設置成一個“網絡ID”時,網絡上的其它設備又怎樣知道它是一個“網絡ID”,而不是一個節點IP地址呢?這就要靠子網掩碼來告知。子網掩碼是這樣做的摘要:假如某一位的二進制數是“1”,它就知道是“網絡ID”的一部分;假如是“0”便認作是“節點ID”的一部分。如將192.168.0.1當做“網絡ID”時,其子網掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000001,對應的十進制數表示為255.255.255.1。否則它的子網掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000000,對應的十進制數表示應為255.255.255.0。有了子網掩碼,便可方便地實現用戶跨網段或跨網絡操作。不過,為了讓子網掩碼能夠正常工作,同一子網中的所有設備都必須支持子網掩碼,且子網掩碼相同。表2列出了A、B、C三類網絡的缺省子網掩碼。

網關。網關(Gateway)是用來連接異種網絡的設置。它充當了一個翻譯的身份,負責對不同的通信協議進行翻譯,使運行不同協議的兩種網絡之間可以實現相互通信。如運行TCP/IP協議的WindowsNT用戶要訪問運行IPX/SPX協議的Novell網絡資源時,則必須由網關作為中介。假如兩個運行TCP/IP協議的網絡之間進行互聯,則可以使用WindowsNT所提供的“默認網關”(DefaultGateway)來完成。網關的地址該如何分配呢?可舉一個例子往返答摘要:假如A網絡的用戶要訪問B網絡上的資源,必須在A網絡中設置一個網關,該網關的地址應為B網絡的“網絡ID”(一般可理解為B網絡服務器的IP地址)。當A網絡的用戶同時還要訪問C網絡的資源時又該怎么呢?你只需將C網絡的“網絡ID”添加到A網絡的網關中即可。依次類推……網關連多少個網絡,就擁有多少個IP地址。

主機名。網絡中唯一能夠代表用戶或設備身份的只有IP地址。但一般情況下,眾多的IP地址不輕易記憶,操作起來也不方便。為了改善這種狀況,我們可給予每個用戶或設備一個有意義的名稱,如“WANGQUN”。至于在網絡中用到“WANGQUN”時,怎樣知道其對應的IP地址呢?這完全由操作系統自己完成,我們大可不必考慮。

三、通信協議的安裝、設置和測試

局域網中的一些協議,在安裝操作系統時會自動安裝。如在安裝WindowsNT或Windows95/98時,系統會自動安裝NetBEUI通信協議。在安裝NetWare時,系統會自動安裝IPX/SPX通信協議。其中三種協議中,NetBEUI和IPX/SPX在安裝后不需要進行設置就可以直接使用,但TCP/IP要經過必要的設置。所以下文主要以WindowsNT環境下的TCP/IP協議為主,介紹其安裝、設置和測試方法,其他操作系統中協議的有關操作和WindowsNT基本相同,甚至更為簡單。

TCP/IP通信協議的安裝。在WindowsNT中,假如未安裝有TCP/IP通信協議,可選擇“開始/設置/控制面板/網絡”,將出現“網絡”對話框,選擇對話框中的“協議/添加”,選取其中的TCP/IP協議,然后單擊“確定”按鈕。系統會詢問你是否要進行“DHCP服務器”的設置?假如你的IP地址是固定的(一般是這樣),可選擇“否”。隨后,系統開始從安裝盤中復制所需的文件。

TCP/IP通信協議的設置。在“網絡”對話框中選擇已安裝的TCP/IP協議,打開其“屬性”,在指定的位置輸入已分配好的“IP地址”和“子網掩碼”。假如該用戶還要訪問其它WidnowsNT網絡的資源,還可以在“默認網關”處輸入網關的地址。

TCP/IP通信協議的測試。當TCP/IP協議安裝并設置結束后,為了保證其能夠正常工作,在使用前一定要進行測試。筆者建議大家使用系統自帶的工具程序摘要:PING.EXE,該工具可以檢查任何一個用戶是否和同一網段的其他用戶連通,是否和其他網段的用戶連接正常,同時還能檢查出自己的IP地址是否和其他用戶的IP地址發生沖突。假如服務器的IP地址為192.168.0.1,如要測試你的機器是否和服務器接通時,只需切換到DOS提示符下,并鍵入命令“PING192.168.0.1”即可。假如出現類似于“Replyfrom192.168.0.1……”的回應,說明TCP/IP協議工作正常;假如顯示類似于“Requesttimedout”的信息,說明雙方的TCP/IP協議的設置可能有錯,或網絡的其它連接(如網卡、HUB或連線等)有新問題,還需進一步檢查。

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【關鍵詞】計算機網絡通信協議TCP/IP協議IPX/SPX及其兼容協議

隨著計算機技術的普及,網絡信息化得到了新的發展。在這個過程中計算機網絡通信協議成為該行業討論的焦點問題。因此,本文將從通信協議的概念、原則和常見協議幾個方面進行分析,力求提供新的思路。

1網絡通信協議的概念

在計算機通信的過程中,兩臺計算機之間必須使用通信協議。網絡通信協議主要是指通過信道和設備將多個不同位置的數據進行連接的通信系統,是計算機之間實現會話的必要基礎。通信協議具有可靠性、有效性和層次性的特點。其本質是一種規則的體現,即計算機網絡硬件和軟件必須共同遵守的規則。與此同時,我們認為網絡協議并不是單獨存在的,常常存在于其他軟件中。其中,基礎型協議主要用來提供網絡連接的服務,是通信服務中最基礎的層面;應用型協議需要針對具體的網絡服務來進行選擇,不屬于必備協議。從組成方面來看,網絡協議主要包含三個要素,即語義、語法和時序。語義主要是對協議元素進行必要的解釋,而不同的協議元素對語義的規定有所差別。語法主要是將各個協議的元素進行組合,通過計算機語言表達出相對完整的內容,是對信息數據處理的結構形式。時序則是對事件發生的順序進行調整和說明。

2網絡通信協議的原則

在計算機網絡通信協議中進行信息和數據傳遞需要堅持三大原則。即所選協議的一致性、選擇高版本協議和通信協議的單一性。所選協議的一致性是指協議需要和網絡結構、功能相一致。在計算機網絡通信協議中,網絡通信協議需要對網絡規模、兼容性和管理進行綜合考慮。具體而言,當網絡規模較小時,對網絡的要求也隨之較低。因此在網絡配置的選擇上重心在于網絡速度。故,在協議的選擇上以占用內存小和寬帶利用率高的協議為主,常見的有:NetBEUI。反之,當網絡規模較大時,網絡結構也變得復雜,此時可以選擇擴充性和管理性較強的協議,常見的有:TCP/IP。通信協議的單一性主要是指計算機之間的通信離不開通信協議,常規模式下每一個網絡只能選擇一種通信協議。這是因為,每一個網絡通信協議均會占用計算機內存,當選擇協議較多時,無疑會造成內存資源的不足和浪費,從而直接影響到計算機的運行速度,加大了網絡管理的難度。選擇高版本協議主要原因是:高版本協議的功能和性能相對較好。值得一提的是每個通信協議都有其最合適的網絡環境。因此,使用者需要根據網絡計算機的環境選擇與之匹配的網絡通信協議。

3常見的網絡通信協議

3.1TCP/IP協議

TCP/IP協議是TCP協議和IP協議的結合體,是最重要的兩種協議。最早使用該協議的是Unix系統,并且得到了市場上大多數計算機廠商和操作系統的大力支持。在互聯網的使用過程中,TCP/IP協議能夠提供有效地端字節傳輸服務。首先,傳給IP層的數據流可以通過TCP分割成長度較為合適的數據段后再進行二次傳輸,然后根據接收端主機從IP層接收的數據包進行上傳。常見的IP協議主要為IPV4協議和IPV6協議,該協議規定了在互聯網傳輸過程中準確的數據格式,因此,在TCP/IP協議中的傳輸是相對嚴格的一個過程。與此同時,IPV6協議優于IPV4協議,具體表現在三個方面。即IPV6協議擁有更為廣闊的地址空間,將IP地址長度從32位上升到128位;擁有更小的路由表,即IPV6協議遵循聚類原則,路由器可以在路由表中選擇一條記錄來代表一片子網,因此縮短了路由表的長度,進而提高了路由器轉發數據包的速度。最后,IPV6協議協議增加了自動配置的支持功能,該功能能夠使網絡管理更為便利和安全,同時可以對網絡層提供加密數據處理,提高了互聯網安全。除此之外,TCP/IP協議本身具有較強的靈活性,可以支持不同規模的網絡,連接所有的服務器和工作站。但是,在這個過程中也存在一些麻煩和問題。即在使用其他協議的過程中不需要進行配置,可以自動的分配網絡所需的必要信息,減少人工操作。而TCP/IP協議需要完成相對復雜的設置過程,即每一個節點都需要IP地址、子網掩碼、默認網關和主機名。此外,對于Windows中的TCP/IP協議而言,想要直接加入WindowsNT域只安裝TCP/IP協議是無法登陸的,還需要在Windows系統上安裝NetBEUI協議,從而順利的訪問其服務器的域中。

3.2IPX/SPX及其兼容協議

IPX/SPX及其兼容協議是由Novell公司開發的一種網絡通信協議集,與NetBEUI通信協議不同的地方在于該協議較為龐大,在復雜的網絡環境下依舊有強大的適應性。因此,非常適合大型網絡使用。與此同時,IPX/SPX及其兼容協議可以通過網絡地址信息來辨別身份,不需要任何其他配置,是其最大的優點。此外,IPX/SPX及其兼容協議所有的網絡IP和節點IP都有內部的一個IPX地址,具有唯一性。然而,IPX屬于NetWare自帶的最底層的網絡協議,其功能主要是對網絡中傳輸的數據負責,即僅保證傳輸的成功,不保證傳輸的正確性。而SPX主要是針對數據的正確性進行核查與處理。因此,當兩種協議合并在一起的時候能夠具備較強的功能,彌補其劣勢。因此,使用Windows的用戶可以獲得NetWare服務器的相關服務,當Novell環境開始轉向微軟平臺的時候,這兩種平臺將實現共存。

3.3NetBEUI協議

NetBEUI協議最大的優點在于速度快、體積小和效率高,且NetBEUI協議是微軟主流產品的缺省協議。該協議主要應用于小型局域網環境中,且局域網中可以實現幾百臺PC機的互聯。NetBIOS是NetBEUI通信協議中的一個網絡接口標準,其功能是加強PC機之間的通信,而內網PC機一般不超過30個。

4結語

隨著局域網的組建和發展,網絡兼容性和網絡規則將直接影響到網絡通信協議的選擇。與此同時,TCP/IP協議主要用于效率高且擴展性能較強的網絡,而NetBEUI通信協議比較適合小型網絡。IPX/SPX及其兼容協議協議主要適用于兩種平臺共存的計算機網絡系統。因此,在網絡通信協議的選擇上需要根據實際需要進行科學的、合理的選擇,提高計算機的使用效率。

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通信協議范文3

1 網絡通信協議的概念

網絡通信協議簡稱為網絡協議,它是一種網絡通用語言,為連接不同操作系統和不同硬件體系結構的互聯網絡提供通信支持。

2 常見的網絡通信協議

局域網中常用的通信協議主要有:tcp/ip協議、ipx/spx兼容協議以及netbeui協議。

2.1 tcp/ip協議

tcp/ip協議實際上是tcp協議與ip協議的集合,是最基礎也是最重要的兩個協議。unix系統中最早使用它,得到目前市場上的絕大多數的廠商和操作系統的支持。在不可靠的互聯網上,tcp/ip可以提供可靠的端到端字節流傳輸服務。首先傳給ip層的數據流通過tcp分割成長度適當的數據段后再進行傳送,然后接收端主機接收來自ip層傳送過來的數據包,最后數據被一步一步上傳到制定的接收端實體。目前ip協議有ipv4協議和ipv6兩種,其中現階段采用最為普遍的依舊是ipv4協議,該協議是一種無連接、可靠性較差的協議,他規定了互聯網中傳輸數據的準確格式,在整個tcp/ip協議的網絡中數據傳輸都是具有嚴格的要求。同時ip軟件可以實現路由選擇的功能,將一組數據選擇好發送的路徑,通過不可靠分組傳輸的思想,將數據在網絡中進行傳輸。再加上ip協議是tcp/ip在互聯網設計中最為基礎的部分,那么協議的不斷發展和更新也是時代進步的標志。然后相對于ipv4來說,隨著互聯網發展的不斷深入,有限的地址空間必定阻礙互聯網的進一步發展,于是被稱為互聯網協議第6版的新一代協議,即ipv6早在1995年底就已經誕生,但被廣泛應用和重視的程度,卻是近幾年才被突顯其優勢的。

所以相對于ipv4來說,ipv6的優勢具體有3點:(1)擁有更大的地址空間,也就是ip地址長度從32位擴大到128位。(2)擁有更小的路由表,即ipv6的地址分配遵循聚類原則,這就使得路由器可以在路由表中用一條記錄表示一片子網,從而大大減小了路由表的長度,提高了路由器轉發數據包的速度。(3)增加了自動配置的支持功能,這就使得網絡在管理上更加便捷、安全,而ipv6網絡中用戶還可以對網絡層的數據進行加密,并對ip進行校驗,這就更增強了網絡的安全效益。

然而對于windows中的tcp/ip協議來說,用戶不但可以通過tcp/ip來組建對等網,還可以很便捷的接入其他的服務器。如果當用戶想直接加入windows nt域的話,那么工作站只安裝了tcp/ip協議,是不可以登錄和訪問的。即使工作站能夠通過windows nt服務器上的服務器來訪問網絡,但卻無法通過windows nt服務器來登錄到它的域,所以只安裝了tcp/ip協議的windows用戶,需要加入到windows nt域,就必須在windows上還要安裝netbeui協議,才能順利訪問到其服務器的域中去。

同時由于tcp/ip本身就具有很高的靈活性,可以支持不同規模的網絡,連接所以的服務器和工作站,但這些靈活性的特點也為其帶來許多的麻煩,比如在使用netbeui和ipx/spx及其兼容協議時,通常都不需要進行配置,但tcp/ip協議在使用時卻要進行復雜的一個設置過程,且每個節點都需要一個ip地址、一個子網掩碼、一個默認網關及一個主機名。而在windows nt中,啊可以自動為客戶機分配接入網絡所需的信息,減輕互聯網在工作上的壓力,避免錯誤機會的產生。再加上ipx/spx及兼容協議、tcp/ip都是一種可路由的協議,且tcp/ip的地址是分級的,那么找到網上的用戶更容易確定其位置,這樣也大大提高了網絡寬帶的有效利用率。所以當有需要時,運行tcp/ip協議中windows nt的服務器,就可以將其配置成tcp/ip路由器,但與tcp/ip不同的是,ipx/spx協議中的ipx在使用過程中采用的是一種廣播協議,經常會出現廣播包堵塞等現象,這就使得網絡在船傳輸使用過程中無法獲得最佳的帶寬。

2.2 ipx/spx及其兼容協議

ipx/spx是novell公司為了適應網絡的發展而開發的一種通信協議集,與netbeui的明顯區別就是ipx/spx比較龐大,在復雜環境下也依然具有很強的適應性。正因為這個特點ipx/spx在最初的設計中就考慮到多網段的問題,所以具有超強的路由功能,非常適合大型網絡的使用;另外,由于ipx/spx及其兼容協議可以通過網絡地址來辨別各自的身份,且不需要任何的配置,這也是他的優勢所在。同時目前的novell的網絡地址由兩部分組成,即標明物理網段的‘網絡id’和標明特殊設備的‘節點id’。其中網絡id主要集中在netware服務器或路由器中,而節點id也就是用戶使用不同網卡的id號。因為所有的網絡id和節點id都是獨有的內部ipx地址,也正是具有網絡地址的唯一性,才給ipx/spx帶來了如此強大的路由功能。

然而在ipx/spx協議中,ipx是netware自帶的最底層的網絡協議,它的功能就是負責數據在網絡中的傳輸,但不保證數據是否傳輸成功,更不提供糾錯服務。所以當ipx在負責數據傳輸時,如果接收節點處在同一網段內,就直接按該節點的id將數據傳給它;如果接收節點是遠程的,數據將交給netware服務器或路由器中的網絡id,繼續數據的下一步傳輸。而spx就是只針對整個協議中傳輸的數據進行無差錯處理,所以將兩個協議合并在

轉貼于

一起,就是ipx/spx即‘novell的協議集’。綜上所述, windows?nt網絡和windows的用戶,可以利用nwlink協議獲得netware服務器的服務,然而當novell環境開始轉向微軟平臺時,就會出現兩種平臺共存的局面,這時nwlink通信協議便是最好的選擇。

2.3 netbeui協議

netbeui協議具有速度快、效率高、體積小的特點。netbeui早已經成為微軟主流產品的缺省協議,如windows系統系列中。netbeui的設計主要服務與單網段部門級小型局域網,局域網中互聯幾臺至上百臺的pc機。netbios是netbeui中的一個網絡接口標準,主要作用是實現pc機之間的互相通信,專門應用于小型局域網,網內pc機數不超過30個。

3 網絡通信協議的選擇原則

3.1 所選協議要與網絡結構和功能相一致

當用戶的網絡存在多個網段時,就需要使用具備路由和跨網斷操作功能的netbeui協議,那么這時就必須選擇ipx/spx或tcp/ip等協議。此外,如果你所在的網絡規模不大,只是為了簡單的設備共文件享的話,這個時候你應該最為關心的是網速問題,所以在此時你應該選擇占用內存較小且貸款利用率較高的協議,即netbeui協議。但如果你的網絡規模較大且網絡結構復雜的時候,就應該選擇管理性和擴充性良好的協議,即tcp/ip協議。

3.2 注意協議的版本

由于發展和完善過程的不同,每個的協議都有它合適的網絡環境,那么從整體上來看,版本越高功能和性能相對就要好些,所以用戶在選擇時,盡量在滿足網絡需求的前提下,選擇高版本的通信協議。

3.3 協議的一致性

要使得兩臺互聯的計算機之間實現正常的對話,就需要采用相同的通信協議,相反未采用一致的協議就需要一個中間環節的翻譯來進行協議間的轉換,這樣做只會影響通信速度還不利于網絡運行的穩定和安全。

通信協議范文4

使用二次優化訓練集可以增強網絡流量異常分類的有效性,其可以獲取處于分類邊緣的數據節點集。數據節點集包括有效流量異常和無效流量異常節點。有效流量異常節點可以按照一定的規律劃分到某種類別中。無效的流量異常節點無法按照一定的規律進行分類。無效流量異常節點向量集H與有效流量異常節點向量集L的關系為H塏L。利用增量學習方法對有效流量異常節點進行分析,可以完成對網絡流量異常的分類。而反饋學習可以同時對有效流量異常節點以及無效流量異常節點進行分類,排除了誤分類的不利影響,得到新的流量異常分類模型''''和流量異常向量集H''''。

流量邊界異常的判斷判斷流量邊界異常算法的過程為:先設置網絡流量異常判斷函數,再依據網絡流量異常錄屬度大小對網絡流量異常進行分類。依據網絡流量異常特征與類特征中心間的距離大小作為分類的標準,可以評判網絡流量異常對分類的作用大小。對流量異常種類進行劃分,分析相應的種類分布情況,發現其具有特殊性,與正常的流量異常種類分類方法不同,并且完成了對無效流量異常節點進行種類劃分。通過上述方法獲取的流量異常集E可以作為反饋的數據源,同時要求反饋網絡流量異常集和原模型的正常網絡流量異常集同時參加相應的運算。大量的網絡流量異常會參與到正常的網絡流量異常的分類過程中,少量的流量異常停滯在流量異常集Z中,不能參與分類,最終會降低能量異常模型分類的有效率。因而,對網絡流量異常進行反饋學習時,預先要分析該反饋網絡流量異常情況,確保模型的有效性。

流量異常的反饋完成對流量異常的分類和優化后,構建路徑擁塞反饋體系,具體描述如下:進行數據傳輸時,可以使用反饋路徑的信息反映路徑當前的流通狀態。路徑的通暢度用描述,數據運行時間標準用p描述,數據的運行耗時用q描述。v取值大于0。若數據運行未在既定的時間內完成,則路徑的通暢程度v=1,即路徑堵塞,此時需要選擇其它路徑。假設數據運行在既定的時間內完成,則按照三種狀態進行分析:(1)若p=q,則路徑在既定時間內完成數據的傳輸,說明路徑的通暢度普通;(2)若q<p,則路徑在既定的時間內,提前完成數據的傳輸,說明路徑的通暢度特別好;(3)若q>p,則路徑未在既定的時間內完成數據的傳輸,即v<1,說明路徑的通暢度不理想。若p為常數,則隨著q的取值不斷增大,的取值不斷減少。式中,U表示懲罰系數,一般取值為-1.4。構建路徑擁塞反饋體系,可以解決由于傳輸路徑阻塞不能及時傳輸數據的缺陷,且網絡中的后續數據可以選擇上次最優傳輸路徑,最終增強了網絡數據傳輸的效率。按照以上分析的方法,先依據路徑相關參數,得到最短路徑,在對最短路徑進行優化處理,得到路徑中的實時信息,進而,改進最優路徑,構建路徑擁塞反饋體系。數據在進行傳輸時,如果出現路徑不順暢情況,則及時將信號反饋到原始位置,確保后續數據選擇最佳路徑,進而提高獲取最優路徑的幾率,增強網絡數據傳遞效率。

實驗結果及對比

為了對本文提出模型的效果進行擬合和檢驗,進行計算機仿真實驗。實驗的步驟如下:

數據平穩化處理初始網絡流量數據具有隨機性,是波動序列。本文使用取方差分析方法對初始流量數據進行穩定化操作。

通信協議范文5

關鍵詞:計算機; 網絡通信; 通信協議

中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)14-3236-02

1 網絡通信協議的內涵

要了解計算機網絡通信協議,可以從通信協議的概念、網絡協議的分類和網絡協議的組成三個方面入手。

1.1 通信協議的概念

在計算機通信中,兩臺計算機在進行通信時必須使用通信協議。網絡通信協議(Network Communica-tion Protocol),通過通信信道和設備互連起來的多個不同地理位置的數據通信系統,是計算機之間進行相互會話所使用的共同語言。通信協議具有層次性、可靠性和有效性。

1.2 網絡協議的分類

網絡協議是一種特殊的軟件,是計算機網絡實現其功能的最基本機制。每種協議都有其適用的應用環境。網絡協議的本質是規則,即各種硬件和軟件必須遵循的共同守則。但網絡協議又不是一套單獨的軟件,它通常融合在其他軟件系統中。網絡協議遍及 OSI通信模型的各個層次,基礎型協議用來提供網絡連接服務,它在網絡連接和通信活動中必不可少;應用型協議對于網絡來說不是必需的,而是在具體應用到網絡服務時才需要。

1.3 網絡協議的組成

從網絡協議的組成上來看,網絡協議主要由語義、語法和時序三個要素組成。語義是對協議元素的含義進行解釋,不同類型的協議元素所規定的語義是不同的。語法是將若干個協議元素和數據組合在一起用來表達一個完整的內容所應遵循的格式,也就是對信息的數據結構做一種規定。而時序是對事件實現順序的詳細說明。

2 網絡通信協議的原則

一般來說,網絡中的計算機與計算機間要想正確的傳送信息和數據,必須遵循三個原則,即多選協議的一致性、通信協議的單一性和選擇高版本的協議。其具體內容如下:

2.1 所選協議的一致性

所選協議要與網絡結構和功能相一致是所選協議的一致性原則。在網絡通信協議中,網絡通信協議應在網絡規模、網絡間的兼容性和網絡管理等幾個方面進行綜合考慮。具體說來,如果你的網絡規模較小,對網絡的要求也不高,只是為了簡單的文件和設備的共享,那么在網絡選擇的配置上,往往最關心的就是網絡速度,對所選協議的要求也不一樣,選擇占用內存小和帶寬利用率高的協議,可以滿足網絡速度的要求,如NetBEUI。當你的網絡規模較大,對網絡通信的要求也不一樣,加之網絡結構復雜,所選協議與網絡規模較小的協議就不一樣,則應選擇可管理性和可擴充性較好的協議,如 TCP/IP。

2.2 通信協議的單一性

計算機與計算機之間的通信離不開通信協議,除特殊情況外,一個網絡盡量只選擇一種通信協議。因為每個協議都要占用計算機的內存,這樣就增加了計算機內存的使用量,選擇的協議越多,占用計算機的內存資源就越多。通信協議較多會帶來兩個方面的影響,一方面影響了計算機的運行速度,另一方面不利于網絡的管理。通信協議的單一性則可以適應網絡協議的要求。遵循通信協議的單一性,使一個網絡中一般一種通信協議就可以滿足需要。

2.3 選擇高版本的協議

在網絡通信協議中,選擇高版本的協議也是網絡通信協議應遵循的原則。計算機網絡的高版本協議的功能和性能要比低版本好。但在選擇計算機網絡協議中,還要注意協議的版本每個版本的協議都有它最為合適的網絡環境。應根據計算機網絡的實際情況選擇合適的版本協議,因此在選擇計算機網絡通信協議的版本時時,應盡量選擇高版本的通信協議。

3 常見的網絡通信協議

計算機網絡通信協議是一項綜合的系統工程,具有長期性和復雜性。為確保網絡通信的正常,在選擇計算機網絡通信協議的時候,應結合計算機網絡應用的實際情況,綜合選擇網絡通信協議。通常來說,常見的網絡通信協議有TCP/IP協議、HTTP 協議、SMTP 協議和POP3協議,下文將逐一進行分析:

3.1 TCP/IP 協議

TCP/IP 協議在網絡通信協議中比較常見。TCP/IP協議是一個協議集合,也是 Internet 的基礎協議。TCP/IP 是目前最常用到的一種通信協議,TCP 用于從應用程序到網絡的數據傳輸控制。它是計算機世界里的一個通用協議。在局域網中,TCP/IP 最早出現在 Unix 系統中,即TCP傳輸控制協議和IP互聯網協議,現在幾乎所有的廠商和操作系統都開始支持它。

3.2 HTTP 協議

超文本傳送協議 (HTTP) 是分布式,協作式,超媒體系統應用之間的通信協議。HTTP 協議是常見的網絡通信協議之一,它允許將超文本標記語言 (HTML) 文檔從 Web 服務器傳送到Web 瀏覽器。HTML 是一種用于創建文檔的標記語言,客戶機和服務器必須都支持 HTTP,才能在萬維網上發送和接收HTML 文檔并進行交互。HTTP 是一個屬于應用層的面向對象的協議,由于其簡捷、快速的方式,適用于分布式超媒體信息系統。

3.3 SMTP 協議

SMTP是一種提供可靠且有效電子郵件傳輸的協議。SMTP 協議在計算機網絡通信協議中占據著一席之地,目前已是事實上的在 Internet 傳輸 E-Mail 的標準。從SMTP 協議的組成上來看,SMTP 協議是一個相對簡單的基于文本的協議。SMTP是建立在FTP文件傳輸服務上的一種郵件服務,可以很簡單地通過 Telnet程序來測試一個 SMTP 服務器,SMTP 使用 TCP 端口 25。要為一個給定的域名決定一個 SMTP 服務器,需要使用 MX(MaileXchange)DNS。

3.4 POP3協議

POP適用于C/S結構的脫機模型的電子郵件協議,POP3協議即“郵局協議版本3”,是TCP/IP協議族中的一員,本協議主要用于支持使用客戶端遠程管理在服務器上的電子郵件。POP3客戶端通常采用“off-line”離線方式訪問郵件服務器,在計算機網絡通信協議中,提供了 SSL 加密的 POP3 協議被稱為 POP3S。POP 協議支持“離線”郵件處理。但目前的 POP3 郵件服務器大都可以“只下載郵件,服務器端并不刪除”,也就是改進的 POP3 協議。

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[6] 卜憲憲.計算機網絡通信安全中關于數據加密技術的運用探討[J].無線互聯科技,2012(1).

通信協議范文6

關鍵詞:BACnet智能建筑樓宇自動化面向對象

隨著計算機、通信、控制和圖形顯示技術即4C技術的快速發展和全球對信息高速公路的大力建設,智能建筑,這個數字化、網絡化和信息化的結合產物開始進入人們的視野。然而,如今智能建筑內各種控制功能變得愈發強大而復雜,致使不同廠商生產的設備使用于同一建筑物內,但各個廠商基本上都是開發自己專有的通信協議,于是各式各樣的通信協議和設備給智能建筑的系統集成及管理使用帶來諸多不便,用戶處于受制于廠商而使造價提高、使用和維護費用增加的境地。所以制定一個開放的、統一的通信協議標準,并形成即插即用(plugandplay)的環境,就成為十分迫切需要解決的問題。

目前,在智能建筑領域,現場總線和通信協議主要有:(1)最初應用于工業控制領域的總線協議,如具有代表性的Profibus總線、Lonworks總線、CAN總線等;(2)專門針對智能建筑的總線和通信協議,如美國的BACnet和CEBus、歐洲的EIB等。本文就其中的BACnet作詳細介紹。

圖1BACnet的體系結構層次圖

1BACnet協議概述

樓宇自動控制網絡數據通信協議BACnet(AData

CommunicationProtocolforBuildingAutomationandControlNetwork)由美國供熱、制冷與空調工程師協會組織的標準項目委員會135P于1995年6月正式通過制定。標準編號為ANSI/ASHRAEStandardl35-1995,同年12月正式成為美國國家標準,并得到歐盟標準委員會的承認,成為歐盟標準草案。2000年1月ISO組織TC205委員會的15個國家(中國、法國、日本、英國、美國等)的代表一致通過決議,將BACnet作為“委員會草案”進行廣泛評議,適當修改后列為“國際標準化草案”,最后成為國際標準。

一般樓宇自控設備從功能上講分為兩部分:一部分專門處理設備的控制功能;另一部分專門處理設備的數據通信功能。而BACnet就是要建立一種統一的數據通信標準,使得設備可以互操作。BACnet協議只是規定了設備之間通信的規則,并不涉及實現細節。

BACnet協議模型為:(1)所有的網絡設備,除基于MS/TP協議的以外,都是完全對等的(peertopeer);(2)每個設備都是一個“對象”的實體,每個對象用其“屬性”描述,并提供了在網絡中識別和訪問設備的方法;設備相互通信是通過讀/寫某些設備對象的屬性,以及利用協議提供的“服務”完成;(3)設備的完善性(Sophistication),即其實現服務請求或理解對象類型種類的能力,由設備的“一致性類別”(ConformanceClass)所反映。

1.1BACnet的體系結構

BACnet是一種針對智能建筑的開放性的網絡協議,遵循OSI模型體系結構,BACnet體系結構層次圖如圖1所示。BACnet協議從硬/軟件實現、數據傳輸速率、系統兼容和網絡應用等幾方面考慮,目前支持五種組合類型的數據鏈路/物理層規范。其中主從/令牌傳遞(MS/TP)協議是專門針對樓宇自控設備設計的數據鏈路規范。BACnet在物理介質上,支持雙絞線、同軸電纜和光纜。在拓撲結構上,支持星型和總線拓撲。

BACnet沒有嚴格規定網絡拓撲結構,如圖2所示。其中:網段(Segment)是多個物理網段通過中繼器(R)連接形成的段落區間;網絡是多個網段通過網橋(B)連接而成的,每個網絡都形成一個MAC地址域;BACnet/Internet網絡是將使用不同局域網技術的多個網絡用路由器(RT)互聯起來形成的網際網。

在BACnet拓撲中設備之間只存在一條邏輯通路,無需廣域網的最優路由算法;其次,BACnet具有單一的局部地址空間,所以BACnet參照OSI模型制定了簡化的網絡層協議,向應用層提供不確認無連接的數據單元傳送服務。每個BACnet設備都被一個網絡號碼和一個MAC地址唯一確定。

網絡層通過“路由器”實現兩個或多個異類BACnet局域網(不同的數鏈層)的連接,并通過協議報文進行“路由器”的自動配置、路由表維護和擁塞控制。BACnet路由器與每個網絡的連接處稱為一個“端口”。路由表中包含端口的下列項目:(1)端口所連接網絡的MAC地址和網絡號;(2)端口可到達網絡的網絡號列表及與這些網絡的連接狀態。圖2中,“1/2RT”是半路由器,由PTP連接形成一個完整的BACnet路由器,即BACnet網際網將廣域網技術向應用層屏蔽。

BACnet應用層即BACnet應用實體,通過API(應用編程接口)為上層應用程序服務,并與對等應用層實體通信。應用實體由兩部分組成:用戶單元和應用服務單元(ASE)。ASE是一組特定內容的應用服務。而用戶單元支持本地API、保存事務處理上下文信息、產生請求ID、記錄ID對應的應用服務響應、維護超時重傳機制所需的計數器以及將設備行為要求映射為對象。

BACnet應用層提供證實和非證實兩種類型的服務。BACnet定義了四種服務原語:請求、指示、響應和證實,它們通過應用層協議數據單元(APDU)傳遞。由于BACnet建立在無連接的通信模式上,所以OSI模型提供端到端服務的傳輸層部分簡化功能也由應用層實現,分別為:可靠的端到端傳輸和差錯校驗;報文分段和流量控制;報文重組和序列控制。

1.2BACnet的對象、服務和功能組

BACnet采用面向對象技術,借此提供一種表示樓宇自控設備的標準。在BACnet中,對象就是在網絡設備之間傳輸的一組數據結構,網絡設備通過讀取、修改封裝在應用層APDU中的對象數據結構,實現互操作。BACnet目前定義了18個對象,如表1所示,每個對象都必須有三個屬性:對象標志符(Object_Identifier)、對象名稱(Object_Name)和對象類型(Object_Type)。其中,對象標志符用來唯一標識對象;BACnet設備可以通過廣播自身包含的某個對象的對象名稱,與包含相關對象的設備建立聯系。BACnet協議要求每個設備都要包含“設備對象”,通過對其屬性的讀取可以讓網絡獲得設備的全部信息。

表1BACnet對象

對象名稱應用舉例

01模擬輸入AnalogInput模擬傳感器輸入如機械開關On/Off輸入

02模擬輸出AnalogOutput模擬控制量輸出

03模擬值AnalogValue模擬控制設備參數如設備閥值

04數字輸入BinaryInput數字傳感器輸入如電子開關On/Off輸入

05數字輸出BinaryOutput繼電器輸出

06數字值BinaryValue數字控制系統參數

07命令Command向多設備多對象寫多值如日期設置

08日歷表Calender程序定義的事件執行日期列表

09時間表Schedule周期操作時間表

10事件登記EventEnrollment描述錯誤狀態事件如輸入值超界或報警事件。通知一個設備對象,也可通過“通知類”對象通知多設備對象

11文件File允許訪問(讀/寫)設備支持的數據文件

12組Group提供單一操作下訪問多對象多屬性

13環Loop提供訪問一個“控制環”的標準化操作

14多態輸入Multi-stateOutput表述多狀態處理程序的狀況,如制冷設備開、關和除霜循環

15多態輸出Multi-stateOutput表述多狀態處理程序的期望狀態,如制冷設備開始冷卻、除霜的時間

16通知類NotificationClass包含一個設備列表,配合“事件登記”對象將報警報文發送給多設備

17程序Program允許設備應用程序開始和停止、裝載和卸載,并報告程序當前狀態

18設備Device其屬性表示設備支持的對象和服務以及設備商和固件版本等信息

在BACnet中,把對象的方法稱為服務,對象及其屬性提供了對一個樓宇自控設備“網絡可見信息”的抽象描述,而服務提供了如何訪問和操作這些信息的命令和方法。BACnet設備通過在網絡中傳遞服務請求和服務應答報文實現服務。BACnet定義了35種服務,并將其劃分為6個類別:(1)報警與事件服務(AlarmandEventServices)包含8種服務處理環境狀態的變化,提供了BACnet設備預設的請求值改變通告、請求報警或事件狀態摘要、發送報警或事件通知、收到報警通知確認等方法;(2)文件訪問服務(FileAccessServices)包含2種服務,提供讀寫文件的方法,包括上/下載控制程序和數據庫的能力;(3)對象訪問服務(ObjectAccessServices)包含9種服務,提供了讀、修改和寫屬性值以及增刪對象的方法;(4)遠程設備管理服務(RemoteDeviceManagementServices)包含11種服務,提供對BACnet設備進行維護和故障檢測的工具、方法;(5)虛擬終端服務(VirtualTerminalServices)包含3種服務,提供了一種面向字符的數據雙向交換機制,使其他具有專有特性的樓宇自控設備成為一個BACnet虛擬終端并使BACnet網絡能對其進行重構;(6)網絡安全服務(NetworkSecurityServices)包含2種服務,提供對等實體驗證、數據源驗證、操作者驗證和數據加密等功能。

BACnet功能組規定了實現特定控制功能所需的對象和服務的組合。BACnet已定義了13個功能組,包括時鐘功能組、事件響應功能組、文件功能組、虛擬終端功能組、設備通信功能組等。

1.3BACnet設備級別和設備等級說明

在實際的樓宇自動化系統中,沒有必要也不可能所有的設備都支持、包含上述所有的對象和服務。因此,BACnet定義了6個一致性類別(設備級別)。一致性類別的分級編號為1~6,最低級別是類別l。每個類別都規定了設備要實現的最小服務子集,且包含低級別的所有服務。

為了幫助用戶和工程人員確定不同BACnet設備之間的互操作性,需要廠商為每個設備提供標準格式文件以標識設備中己實現的BACnet標準的內容,即文件需包括設備符合BACnet等級的說明。這個文件就是PICS(ProtocolImplementationConformanceStatement),它包括:(1)標識廠商和描述設備的基本信息;(2)設備符合BACnet的級別;(3)設備所支持的功能組;(4)設備所支持的基于標準或專有的服務,設備啟動或響應服務請求的能力;(5)設備所支持的基于標準或專有的對象類型及其屬性描述;(6)設備支持的數據鏈路技術;(7)設備支持的分段請求和響應。

2BACnet的互聯網擴展

目前,BACnet標準使用兩種技術實現與Internet的互聯。第一種技術附件H中稱之為“隧道”技術,并將其設備稱之為分組封裝/拆裝設備,簡稱PAD。其作用就像一個網關/路由器,這在圖2中兩個半路由器連接廣域網形成一個完全的BACnet路由器有所體現。第二種技術附件J中稱之為BACnet/IP,設備直接封裝IP幀/包在BACnet網絡和Internet上傳輸。

PAD將BACnet報文數據封裝在IP協議數據包內傳輸,在目的BACnet網絡解封。因此每個連接Internet的BACnet網絡都要配置PAD網關/路由器。它可以是一個單獨的設備,也可以是某種樓宇控制設備功能的一部分。

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