基本通信协议精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇基本通信协议，期待它们能激发您的灵感。

篇1

受托人__________国际信托投资有限责任公司承诺管理信托财产将恪尽职守，履行诚实、信用、谨慎、有效管理的义务，但受托人在管理、运用或处分信托财产过程中，可能面临风险。__________国际信托投资有限责任公司郑重申明：根据《中华人民共和国信托法》、《信托投资公司管理办法》及《信托投资公司资金信托管理暂行办法》的有关规定，依据信托合同管理信托财产所产生的风险，由信托财产承担，即由委托人交付的资金以及由受托人对该资金运用后形成的财产承担；受托人违背信托合同、处理信托事务不当使信托财产受损失，由受托人赔偿。

在签署本业务有关信托文件前，委托人和受益人应当仔细阅读本申明书及其他信托文件，谨慎作出是否签署信托文件的决策。委托人和受益人签署了本申明书表明委托人和受益人已仔细阅读本申明书及其他信托文件，委托人和受益人已了解本信托可能产生的风险和造成的损失。

申明人即受托人：__________国际信托投资有限责任公司

_____年_____月_____日

本人／本机构作为委托人、同时代表受益人签署本申明书表示已详阅本申明书及相关信托文件。

委托人：____________________________

（自然人） 签字：___________________

（法人） 名称及公章：_______________

法定代表人或授权委托人签字：________

（其他组织）名称及公章：____________

负责人签字：________________________

日期：______________________________

委托人

名称：______________________________

法定代表人/负责人：_________________

自然人身份证号码：__________________

住所：______________________________

联系地址：__________________________

邮政编码：__________________________

联系人：____________________________

联系电话：__________________________

传真：______________________________

受托人

名称：______国际信托投资有限责任公司

法定代表人：________________________

住所：______________________________

组织形式：__________________________

注册资本：__________________________

联系电话：__________________________

传真：______________________________

受益人

名称：______________________________

法定代表人/负责人：_________________

自然人身份证号码：__________________

住所：______________________________

联系地址：__________________________

邮政编码：__________________________

联系人：____________________________

联系电话：__________________________

传真：______________________________

篇2

[关键词]携号转网意愿；转换成本；移动通信客户；聚类分析

[中图分类号]F632.1 [文献标识码]A [文章编号]1006-5024（2013）10-0111-04

一、引言

携号转网被认为是进一步推动电信业有效竞争和健康发展的重要工具，作为一项非对称管制措施，已经成为全球的一种趋势。工信部的《关于启动天津海南移动用户号码携带试验前期准备工作的通知》中指出，要确保电信网络安全，切实保障用户合法权益，尊重用户转网意愿。为推动国内电信业的良性发展，加快实施我国从“电信大国”到“通信强国”的战略目标，工信部提出在2013年将适时扩大试点范围。随着号码“所有权”从运营商转移到用户手中，号段交易从计划经济时代进入市场经济时代，运营商之间的竞争将更为激烈。在上述背景下，如何保留客户及发展新用户值得各运营商在战略和策略上进行认真思考。

转换成本对于运营商保留客户起着重要作用，提高转换成本可以有效提高客户保留率。携号转网可降低消费者转换成本，使部分被锁定的消费者有选择权。而运营商和客户的平衡关系受到新的挑战。携号转网现有研究主要集中于三大方面：一是携号转网实施的经济效益评估分析。Ovum（2000）指出携号转网实施后收益大于成本，分析了携号转网对爱尔兰社会福利影响。二是携号转网对构筑公平有效竞争格局影响研究。Dong HeeShin（2007）指出携号转网对通信市场中的运营商有显著的影响，将会加剧美国移动通信市场竞争；姚学东等（2012）指出携号转网是促进市场竞争的举措，从长期来看，将会刺激竞争。三是携号转网与转换成本关系研究。Buehler等（2004）指出携号转网对消费者转换成本的影响，消费者的社会福利因携号转网而得到改善…。携号转网对移动通信客户转换成本影响的研究中，往往将转换成本视为携号转网的一种变动因素，并以此为切入点来进行研究。在产品和服务日趋同质化的情景下，客户自主选择能力越来越强，客户保留受到各界的日益关注。研究证实，提高客户满意度并非保留客户的唯一方法。Bumhan等（2003）通过对消费者访谈并运用因子分析方法归纳出程序、财务和关系转换成本，对美国长途电话及信用卡市场进行实证分析，较为全面地概括了各类型影响因子。因此，本文拟采用聚类分析方法对转换成本进行分类，并针对转换成本对客户保留的直接作用展开研究。

综上所述，在携号转网的背景下，国内学者基于转换成本的客户保留研究较少，携号转网意愿与转换成本之间关系的分类研究是否对保留客户有直接效应仍需进一步探讨。因此，本文根据转换成本这一客户携号转网的深层次原因，提取特征变量，对客户进行聚类分析，考察客户在转换成本上的特点和分布及其携号转网意愿的差异，为运营商通过构筑新的转换成本挽留客户、制定科学的运营策略提供决策依据。

二、概念定义与研究设计

（一）概念界定

本研究涉及的主要因子界定如下：携号转网意愿是指一家电信运营商客户在无需改变自己移动号码的前提下，转而成为另一家电信运营商用户的心理倾向。而转换成本作为顾客消费转移时所感知的成本，是一个复杂的变量，包括主客观两方面。为有效管理转换成本，使消费者感知的转换成本为企业所认知，将转换成本进行细分并研究不同转换成本对顾客行为的影响已得到了学术界的重视。本文基于Burnham（2003）研究结论，将携号转网背景下客户转换成本分为程序、财务和关系转换成本三类，联系携号转网特征，将三种转换成本及其构成因子进行梳理，并给出概念。程序转换成本主要是指客户在携号转网过程中所承担的时间和精力的付出，包括业务办理、经济风险、评价和学习成本；财务转换成本是指客户由于携号转网行为而承担的利益和财务上的损失；关系转换成本是指客户携号转网之后，在个人和品牌关系上的损失。

转换成本在买卖双方合作关系中扮演退出障碍的角色。当转换成本存在时，消费者便会考虑相对应的转换成本，如财务、品牌等方面的成本，这些成本的付出将降低客户的转换意愿。因此，本文提出如下假设：

H1：移动通信消费者携号转网中，程序转换成本对消费者携号转网意愿有显著的负向影响；

H2：移动通信消费者携号转网中，财务转换成本对消费者携号转网意愿有显著的负向影响；

H3：移动通信消费者携号转网中，关系转换成本对消费者携号转网意愿有显著的负向影响。

李先国等（2011）通过对我国通信市场的研究，指出客户转换成本对忠诚度有显著的正向影响，从而负向影响客户的转网意愿。因此，本文选取的各因子间的结构关系如图所示。

（二）研究设计

1 量表问卷设计

根据各个因子的概念及衡量指标，结合通信行业特点及携号转网背景，参考相关文献关于各因子的测量题项，对这些指标进行可量化的问卷设计。采取李克特五分量表，经过正式发放问卷前的小样本预调查，最终根据调查者意见和数据检验，确定4因子的17个量表问题。

2 问卷调查与样本描述

本次调查采用简单随机抽样法，通过两种方式发放问卷：一种是第三方问卷调查，通过网络平台进行调查，其中收集有效问卷456份；另一种是现场调查，由50名大学生组成的现场调查小组，分别去三家运营商服务网点调查，收集有效问卷173份，有效问卷回收率达到86.5%，调查时间为2012年4-5月。

为保障问卷质量和测量准确性，现场调查时小组成员还对调查者进行了关于携号转网较清晰地介绍。样本分别针对不同性别、年龄段、运营商、学历和月消费额进行统计，在对回收问卷进行有效筛选后，得到有效问卷629份。

三、数据检验与假设验证

（一）数据分析

在验证型因子分析中，用结构效度检验对量表问题聚合和区别效度分别进行检验。运用统计软件SPSS和AMOS，得到量表因子载荷、AVE值和因子之间的相关系数平方值见表1。结果显示，量表问题具有较好的聚合及区别效度，各AVE值均大于0.5，且每个AVE值均大于该因子与其他因子之间相关系数的平方数。通过对其17个量表问题做信度检验，发现各个因子的Cronbachα值均大于0.6，总量表Cronbacha值为0.930，说明总量表及其各因子都达到了较好的信度（见表1）。由此可见，量表题项设计是合理有效的，适于作进一步的结构关系分析。

（二）假设验证

根据本文的基本理论模型和变量影响关系路径图，使用Amos进行模型验证，结果显示，财务转换成本与携号转网意愿之间路径系数在p

四、聚类分析与分类解释

（一）聚类分析

根据移动通信客户在三种转换成本上存在的差异，结合上述数据检验和假设验证结果，对其进行组合分类，考察不同类别的客户在转换成本上的特点和分布及其携号转网意愿的差异。以客户的三类转换成本作为分类变量，采用SPSS中的K-means快速聚类法，最终聚类分析出五种类型，其因子得分中心值分布见表3。在进行聚类分析中，采用多元方差分析法，得出F值检验结果均在p

（二）分类解释

根据上述分析，可把五类客户分布命名为：程序型、经济型、非经济型、稳定型、积极型。

1 程序型客户

此类客户的财务和关系转换成本因子得分中心值较低，而程序转换成本得分最高。说明客户在携号转网时不注重财务和关系上的损失，而较为注重时间和精力上的付出，如申请、携号、评价和学习成本等方面的付出。此类客户的携号转网意愿等分均值处于中等水平，在样本中的比例最低（4%）。

2 经济型客户

此类客户的关系转换成本因子得分中心值最低，而财务转换成本得分较高。其特征是携号转网时不注重时间和精力上的付出，也不认为携号转网会带来品牌方面以及和运营商已有关系的损失，而较在意携号转网过程中财务和利益上的付出。此类客户携号转网意愿等分均值处于较高水平，在样本中所占比例为29%，是运营商应该重视的一类客户。

3 非经济型客户

此类客户恰好与经济型客户的三类转换成本因子得分分布特征相反，故称其为非经济型客户。其关系和财务两类转换成本因子得分中心值都较高，而程序转换成本得分最低。这说明此类客户较在意时间和精力上的付出以及品牌方面、与运营商已有关系的损失，而不注重携号转网过程中带来的利益和财务上的付出。非经济型客户携号转网意愿等分均值处于较低水平，在样本中的比例达到了28%，运营商应加强维护此类客户的客户关系。

4 稳定型客户

稳定型客户在关系转换成本因子得分中心值处于最高水平，其他两类转换成本得分也处于较高水平。三种转换成本都处于较高水平以及携号转网意愿等分均值处于最低水平，说明此类客户是运营商最容易挽留的一类客户，相比于其他类别的客户更加稳定，在样本中的比例最高（38%）。

5 积极型客户

此类客户三类转换成本因子得分中心值都较低，其中程序转换成本得分最低，这与稳定型客户得分分布特征相反。此类客户不注重在精力和时间上的付出，也不注重在利益、财务、品牌、与运营商已有关系上的损失。积极型客户对携号转网持乐观态度，其携号转网意愿等分均值处于最高水平。值得注意的是，此类在样本中比例达到了23%，运营商应该予以重视。

五、研究结论与管理启示

篇3

[关键词]通信协议 IPX/SPX协议 NetBEUI协议 TCP/IP协议

中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0114-01

引言：通过通信信道和设备互连起来的多个不同地理位置的数据通信系统，要使其能协同工作实现信息交换和资源共享，它们之间必须具有共同的语言。交流过程中都必须遵循某种互相都能接受的规则，这个规则就是通信协议。网络通信协议是计算机网络的一个重要组成部分，是不同网络之间通信、交流的公共语言。有了它，使用不同系统的计算机或网络之间才可以彼此识别，识别出不同的网络操作指令，建立信任关系，否则就会造成网络的接入速度太慢以及工作不稳定。这一技术发展至今，已经发展出了很多种不同类型的通信协议，不同的网络协议都有其存在的必要，每一种协议都有它所主要依赖的操作系统和工作环境。所以要很好地选择与配置协议就必须要先了解目前各主要协议的主要性能特点和所适用的范围，一遍合理的配置各种通信协议，保证网络通信的正常运行。

一、通信协议简介

通信协议是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。协议定义了数据单元使用的格式，信息单元应该包含的信息与含义、连接方式、信息发送和接收的时序，从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。在计算机通信中，通信协议用于实现计算机与网络连接之间的标准，网络如果没有统一的通信协议，电脑之间的信息传递就无法识别。

通信协议包括语义、语法和时序三个组成部分。语义是对协议元素的含义进行解释。不同类型的协议元素所规定的语义是不同的。语法是将若干个协议元素和数据组合在一起用来表达一个完整的内容所应遵循的格式，也就是对信息的数据结构做一种规定。而时序是对事件实现顺序的详细说明。

二、几种主要的通信协议

1. IPX/SPX协议

IPX/SPX（网际包交换/序列包交换）协议主要应用于基于NetWare操作系统的Novell局域网中，基于其他操作系统的局域网能够通过IPX/SPX协议与Novell网进行通信。当用户端接入 NetWare服务器时，IPX/SPX 及其兼容协议是最好的选择。但在非Novell网络环境中，一般不使用IPX/SPX。IPX/SPX及其兼容协议不需要任何配置，它可通过网络地址来识别自己的身份。Novell网络中的网络地址由两部分组成：标成物理网段的网络ID和标明特殊设备的“节点 ID” 。其中网络ID集中在NetWare服务器或路由器中，节点ID即为每个网卡的ID号。 所有的网络ID和节点ID都是一个独一无二的内部IPX地址。正是由于网络地址的唯一性，才使用IPX/SPX具有较强的路由功能。IPX/SPX协议中，IPX是NetWare最低层的协议，他只负责数据在网络中的移动，并不保证数据是否传输成功，也不提供纠错服务。IPX 在负责数据传送时，如果接收节点在同一网段内，就直接按节点的ID将数据传给它;如果接收节点是远程的，数据将交给 NetWare 服务器或路由器中的网络ID，继续数据的下一步传输。

2. NetBEUI协议

NetBEUI（用户扩展接口）协议是一种体积小、效率高、速率快的通信协议，也是微软最钟爱的一种通信协议，所以它被称为微软所有产品中通信协议的"母语"。NetBEUI是专门为由几台到百余台计算机所组成的单网段部门级小型局域网而设计的，它不具有跨网段工作的功能，即NetBEUI不具备路由功能。如果一个服务器上安装了多个网卡，或要采用路由器等设备进行两个局域网的互连时，则不能使用NetBEUI通信协议。否则，与不同网卡（每一个网卡连接一个网段）相连的设备之间，以及不同的局域网之间无法进行通信。在3种通信协议中，NetBEUI占用的内存最少，在网络中基本不需要任何配置。

3. TCP/IP协议

TCP/IP（传输控制协议/网络协议）从字面上理解只有两个协议，即TCP协议和IP协议，而事实上它是是由一组具有专业用途的多个子协议组合而成的，这些子协议包括TCP、IP、UDP、ARP、ICMP等，而TCP和IP协议是协议族中最基本的最重要的两个协议。它是为了实现不同网络之间的互连而设计的。TCP/IP 通信协议具有灵活性，适用任意规模的网络，几乎可连接所有的服务器和工作站，正因为的灵活性也带来了它的复杂性，它需要针对不同网络进行不同设置，且每一个节点至少需要一个IP地址，一个网掩码，一个默认网关和一个主机名，但是在局域网中微软为了简化 TCP/IP协议的设置，在NT中配置了一个动态主机配置协议（DHCP），它可以为客户端自动分配一个IP地址，避免了出错。

三、选择通信协议的原则

1.网络结构和功能的一致性

如果网络存在多个网段或要通过路由器相连时，就不能使用不具备路由和跨网段操作功能的NetBEUI协议，而必须选择具备这一功能的IPX/SPX或TCP/IP等协议。此外，如果网络规模较小，同时只是为了简单的文件和设备的共享，这时最主要的就是网络速度，所以在选择协议时应选择占用内存小和带宽利用率高的协议，如NetBEUI。当网络规模较大且网络结构复杂时，应选择可管理性和可扩充性较好的协议，如TCP/IP。

2.除特殊情况外，一个网络尽量只选择一种通信协议

由于每个协议都要占用计算机的内存，选择的协议越多，占用计算机的内存资源就越多。一方面影响了计算机的运行速度，另一方面不利于网络的管理。事实上一个网络中一般一种通信协议就可以满足需要。

3.注意协议的版本

每个协议都有它的发展和完善过程，因而出现了不同的版本。每个版本的协议都有它最为合适的网络环境。从整体来看，高版本协议的功能和性能要比低版本好。所以在选择时，在满足网络功能要求的前提下，应尽量选择高版本的通信协议。

4.协议的一致性。

如果要让两台实现互联的计算机间进行对话，它们两者使用的通信协议必须相同。否则中间还需要一个“翻译”进行不同协议的转换。这样不仅影响通信速度，同时也不利于网络的安全和稳定运行。

结语：

通信协议作为连接不通网络和设备之间的桥梁，其作用至关重要。这一技术发展至今，已经发展出了多种多样不通版本的协议，而每个版本也都具有各自的特点和功能，所以在选择协议的时候应该根据实际需要选择最适合的通信协议，从而使其更好地为用户服务。

参考文献：

[1] 高传善.数据通信与计算机网[M].北京：高等教育出版社，2002.

篇4

[关键词]局域网；通信协议；TCP/IP

HowTOConfiguretheCommunicationProtocolsoftheLAN

WangGuangming

(ClassOne,GradeThree,DepartmentofComputerScience,ZaozhuangTeachers''''College,Zaozhuang277100)

Abstract:BasedontheLAN,forNetWare、Windows95/98andthemainisWindowsNToperationsystem,thispaperintroduceandanalysisthecharacteristic、capabilityandtheessentialconfiguremethodofthecommunicationprotocols.

KeyWords:LAN;CommunicationProtocols;TCP/IP

不同的网络协议都有其存在的必要，每一种协议都有它所主要依赖的操作系统和工作环境。在一个网络上运行得很好的通信协议，在另一个看起来很相似的网络上可能完全不适合。因此，组建网络时通信协议的选择尤为重要。

无论是几台机器组成的Windows95/98对等网，还是规模较大的WindowsNT、Novell或Unix/Xenix局域网，凡是亲自组建或管理过网络的人，都遇到过如何选择和配置网络通信协议的问题。由于许多用户对网络中的协议及其功能特点不是很清楚，所以在组网中经常选用了不符合自身网络特点的通信协议。其结果就造成了网络无法接通，或者是速度太慢，工作不稳定等现象而影响了网络的可靠性。下面我就分析一下各个协议的特点和性能借以说明我配置协议的理论和立场。

一、通信协议

组建网络时，必须选择一种网络通信协议，使得用户之间能够相互进行“交流”。协议（Protocol）是网络设备用来通信的一套规则，这套规则可以理解为一种彼此都能听得懂的公用语言。关于网络中的协议可以概括为两类：“内部协议”和“外部协议”下面分别予以介绍。

1.内部协议

1978年，国际标准化组织（ISO）为网络通信制定了一个标准模式，称为OSI/RM（OpenSystemInterconnect/ReferenceModel，开放系统互联参考模型）体系结构。该结构共分七层，从低到高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。其中，任何一个网络设备的上下层之间都有其特定的协议形式，同时两个设备（如工作站与服务器）的同层之间也有其使用的协议约定。在这里，我们将这种上下层之间和同层之间的协议全部定义为“内部协议”。内部协议在组网中一般很少涉及到，它主要提供给网络开发人员使用。如果你只是为了组建一个网络，可不去理会内部协议。

2.外部协议

外部协议即我们组网时所必须选择的协议。由于它直接负责计算机之间的相互通信，所以通常称为网络通信协议。自从网络问世以来，有许多公司投入到了通信协议的开发中，如IBM、Banyan、Novell、Microsoft等。每家公司开发的协议，最初一般是为了满足自己的网络通信，但随着网络应用的普及，不同网络之间进行互联的要求越来越迫切，因此通信协议就成为解决网络之间互联的关键技术。就像使用不同母语的人与人之间需要一种通用语言才能交谈一样，网络之间的通信也需要一种通用语言，这种通用语言就是通信协议。目前，局域网中常用的通信协议（外部协议）主要有NetBEUI、IPX/SPX及其兼容协议和TCP/IP三类。

3.选择网络通信协议的原则

我们在选择通信协议时一般应遵循以下的原则：

第一、所选协议要与网络结构和功能相一致。如你的网络存在多个网段或要通过路由器相连时，就不能使用不具备路由和跨网段操作功能的NetBEUI协议，而必须选择IPX/SPX或TCP/IP等协议。另外，如果你的网络规模较小，同时只是为了简单的文件和设备的共享，这时你最关心的就是网络速度，所以在选择协议时应选择占用内存小和带宽利用率高的协议，如NetBEUI。当你的网络规模较大，且网络结构复杂时，应选择可管理性和可扩充性较好的协议，如TCP/IP。

第二、除特殊情况外，一个网络尽量只选择一种通信协议。现实中许多人的做法是一次选择多个协议，或选择系统所提供的所有协议，其实这样做是很不可取的。因为每个协议都要占用计算机的内存，选择的协议越多，占用计算机的内存资源就越多。一方面影响了计算机的运行速度，另一方面不利于网络的管理。事实上一个网络中一般一种通信协议就可以满足需要。

第三、注意协议的版本。每个协议都有它的发展和完善过程，因而出现了不同的版本，每个版本的协议都有它最为合适的网络环境。从整体来看，高版本协议的功能和性能要比低版本好。所以在选择时，在满足网络功能要求的前提下，应尽量选择高版本的通信协议。

第四、协议的一致性。如果要让两台实现互联的计算机间进行对话，它们两者使用的通信协议必须相同。否则中间还需要一个“翻译”进行不同协议的转换，这样不仅影响通信速度，同时也不利于网络的安全和稳定运行。

二、局域网中常用的三种通信协议

BEUI协议

■NetBEUI通信协议的特点。NetBEUI(NetBIOSExtendedUserInterface，用户扩展接口)由IBM于1985年开发完成，它是一种体积小、效率高、速度快的通信协议。NetBEUI也是微软最钟爱的一种通信协议，所以它被称为微软所有产品中通信协议的“母语”。微软在其早期产品，如DOS、LANManager、Windows3.x和WindowsforWorkgroup中主要选择NetBEUI作为自己的通信协议。在微软如今的主流产品，如Windows95/98和WindowsNT中，NetBEUI已成为其固有的缺省协议。有人将WinNT定位为低端网络服务器操作系统，这与微软的产品过于依赖NetBEUI有直接的关系。NetBEUI是专门为几台到百余台PC所组成的单网段部门级小型局域网而设计的，它不具有跨网段工作的功能，即NetBEUI不具备路由功能。如果你在一个服务器上安装了多块网卡，或要采用路由器等设备进行两个局域网的互联时，将不能使用NetBEUI通信协议。否则，与不同网卡（每一块网卡连接一个网段）相连的设备之间，以及不同的局域网之间将无法进行通信。

虽然NetBEUI存在许多不尽人意的地方，但它也具有其他协议所不具备的优点。在三种通信协议中，NetBEUI占用内存最少，在网络中基本不需要任何配置。尤其在微软产品几乎独占PC操作系统的今天，它很适合于广大的网络初学者使用。

■NetBEUI与NetBIOS之间的关系。细心的读者可能已经发现，NetBEUI中包含一个网络接口标准NetBIOS。NetBIOS（NetworkBasicInput/OutputSystem，网络基本输入/输出系统）是IBM在1983年开发的一套用于实现PC间相互通信的标准，其目的是开发一种仅仅在小型局域网上使用的通信规范。该网络由PC组成，最大用户数不超过30个，其特点是突出一个“小”字。后来，IBM发现NetBIOS存在的许多缺陷，所以于1985年对其进行了改进，推出了NetBEUI通信协议。随即，微软将NetBEUI作为其客户机/服务器网络系统的基本通信协议，并进一步进行了扩充和完善。最有代表性的是在NetBEUI中增加了叫做SMB（ServerMessageBlocks，服务器消息块）的组成部分，以降低网络的通信堵塞。为此，有时将NetBEUI协议也称为“SMB协议”。

人们常将NetBIOS和NetBEUI混淆起来，其实NetBIOS只能算是一个网络应用程序的接口规范，是NetBEUI的基础，它不具有严格的通信协议功能。而NetBEUI是建立在NetBIOS基础之上的一个网络传输协议。

2.IPX/SPX及其兼容协议

■IPX/SPX通信协议的特点。IPX/SPX(InternetworkPacketeXchange/SequencesPacketeXchange，网际包交换/顺序包交换)是Novell公司的通信协议集。与N

etBEUI的明显区别是，IPX/SPX显得比较庞大，在复杂环境下具有很强的适应性。因为，IPX/SPX在设计一开始就考虑了多网段的问题，具有强大的路由功能，适合于大型网络使用。当用户端接入NetWare服务器时，IPX/SPX及其兼容协议是最好的选择。但在非Novell网络环境中，一般不使用IPX/SPX。尤其在WindowsNT网络和由Windows95/98组成的对等网中，无法直接使用IPX/SPX通信协议。

■IPX/SPX协议的工作方式。IPX/SPX及其兼容协议不需要任何配置，它可通过“网络地址”来识别自己的身份。Novell网络中的网络地址由两部分组成：标明物理网段的“网络ID”和标明特殊设备的“节点ID”。其中网络ID集中在NetWare服务器或路由器中，节点ID即为每个网卡的ID号（网卡卡号）。所有的网络ID和节点ID都是一个独一无二的“内部IPX地址”。正是由于网络地址的唯一性，才使IPX/SPX具有较强的路由功能。

在IPX/SPX协议中，IPX是NetWare最底层的协议，它只负责数据在网络中的移动，并不保证数据是否传输成功，也不提供纠错服务。IPX在负责数据传送时，如果接收节点在同一网段内，就直接按该节点的ID将数据传给它；如果接收节点是远程的（不在同一网段内，或位于不同的局域网中），数据将交给NetWare服务器或路由器中的网络ID，继续数据的下一步传输。SPX在整个协议中负责对所传输的数据进行无差错处理，所以我们将IPX/SPX也叫做“Novell的协议集”。

■NWLink通信协议。WindowsNT中提供了两个IPX/SPX的兼容协议：“NWLinkSPX/SPX兼容协议”和“NWLinkNetBIOS”，两者统称为“NWLink通信协议”。NWLink协议是Novell公司IPX/SPX协议在微软网络中的实现，它在继承IPX/SPX协议优点的同时，更适应了微软的操作系统和网络环境。WindowsNT网络和Windows95/98的用户，可以利用NWLink协议获得NetWare服务器的服务。如果你的网络从Novell环境转向微软平台，或两种平台共存时，NWLink通信协议是最好的选择。不过在使用NWLink协议时，其中“NWLinkIPX/SPX兼容协议”类似于Windows95/98中的“IPX/SPX兼容协议”，它只能作为客户端的协议实现对NetWare服务器的访问，离开了NetWare服务器，此兼容协议将失去作用；而“NWLinkNetBIOS”协议不但可在NetWare服务器与WindowsNT之间传递信息，而且能够用于WindowsNT、Windows95/98相互之间任意通信。

3.TCP/IP协议

TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，传输控制协议/网际协议）是目前最常用到的一种通信协议，它是计算机世界里的一个通用协议。在局域网中，TCP/IP最早出现在Unix系统中，现在几乎所有的厂商和操作系统都开始支持它。同时，TCP/IP也是Internet的基础协议。

■TCP/IP通信协议的特点。TCP/IP具有很高的灵活性，支持任意规模的网络，几乎可连接所有的服务器和工作站。但其灵活性也为它的使用带来了许多不便，在使用NetBEUI和IPX/SPX及其兼容协议时都不需要进行配置，而TCP/IP协议在使用时首先要进行复杂的设置。每个节点至少需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”和一个“主机名”。如此复杂的设置，对于一些初识网络的用户来说的确带来了不便。不过，在WindowsNT中提供了一个称为动态主机配置协议（DHCP）的工具，它可自动为客户机分配连入网络时所需的信息，减轻了联网工作上的负担，并避免了出错。当然，DHCP所拥有的功能必须要有DHCP服务器才能实现。

同IPX/SPX及其兼容协议一样，TCP/IP也是一种可路由的协议。但是，两者存在着一些差别。TCP/IP的地址是分级的，这使得它很容易确定并找到网上的用户，同时也提高了网络带宽的利用率。当需要时，运行TCP/IP协议的服务器（如WindowsNT服务器）还可以被配置成TCP/IP路由器。与TCP/IP不同的是，IPX/SPX协议中的IPX使用的是一种广播协议，它经常出现广播包堵塞，所以无法获得最佳的网络带宽。

■Windows95/98中的TCP/IP协议。Windows95/98的用户不但可以使用TCP/IP组建对等网，而且可以方便地接入其它的服务器。值得注意的是，如果Windows95/98工作站只安装了TCP/IP协议，它是不能直接加入WindowsNT域的。虽然该工作站可通过运行在WindowsNT服务器上的服务器（如ProxyServer）来访问Internet，但却不能通过它登录WindowsNT服务器的域。如果要让只安装TCP/IP协议的Windows95/98用户加入到WindowsNT域，还必须在Windows95/98上安装NetBEUI协议。

■TCP/IP协议在局域网中的配置。在提到TCP/IP协议时，有许多用户便被其复杂的描述和配置所困扰，而不敢放心地去使用。其实就局域网用户来说，只要你掌握了一些有关TCP/IP方面的知识，使用起来也非常方便。

IP地址基础知识。前面在谈到IPX/SPX协议时就已知道，IPX的地址由“网络ID”（NetWorkID）和“节点ID”（NodeID）两部分组成，IPX/SPX协议是靠IPX地址来进行网上用户的识别的。同样，TCP/IP协议也是靠自己的IP地址来识别在网上的位置和身份的，IP地址同样由“网络ID”和“节点ID”（或称HOSTID，主机地址）两部分组成。一个完整的IP地址用32位（bit）二进制数组成，每8位（1个字节）为一个段（Segment），共4段（Segment1～Segment4），段与段之间用“.”号隔开。为了便于应用，IP地址在实际使用时并不直接用二进制，而是用大家熟悉的十进制数表示，如192.168.0.1等。IP地址的完整组成：“网络ID”和“节点ID”都包含在32位二进制数中。目前，IP地址主要分为A、B、C三类（除此之外，还存在D和E两类地址，现在局域网中这两类地址基本不用，故本文暂且不涉及），A类用于大型网络，B类用于中型网络，C类一般用于局域网等小型网络中。其中，A类地址中的最前面一段Segment1用来表示“网络ID”，且Segment1的8位二进制数中的第一位必须是“0”。其余3段表示“节点ID”；B类地址中，前两段用来表示“网络ID”，且Segment1的8位二进制数中的前二位必须是“10”。后两段用来表示“节点ID”；在C类地址中，前三段表示“网络ID”，且Segment1的8位二进制数中的前三位必须是“110”。最后一段Segment4用来表示“节点ID”。

值得一提的是，IP地址中的所有“网络ID”都要向一个名为InterNIC（InternetNetworkInformationCenter，互联网络信息中心）申请，而“节点ID”可以自由分配。目前可供使用的IP地址只有C类，A类和B类的资源均已用尽。不过在选用IP地址时，总的原则是：网络中每个设备的IP地址必须唯一，在不同的设备上不允许出现相同的IP地址。表1列出了IP地址中的“网络ID”的有关属性，“节点ID”在互不重复的情况下由用户自由分配。其实，将IP地址进行分类，主要是为了满足网络的互联。如果你的网络是一个封闭式的网络，只要在保证每个设备的IP地址唯一的前提下，三类地址中的任意一个都可以直接使用（为以防万一，你还是老老实实地使用C类IP地址为好）。

子网掩码。对IP地址的解释称之为子网掩码。从名称可以看出，子网掩码是用于对子网的管理，主要是在多网段环境中对IP地址中的“网络ID”进行扩展。举个例子来说明：例如某个节点的IP地址为192.168.0.1，它是一个C类网。其中前面三段共24位用来表示“网络ID”，是非常珍贵的资源；而最后一段共8位可以作为“节点ID”自由分配。但是，如果公司的局域网是分段管理的，或者该网络是由多个局域网互联而成，是否要给每个网段或每个局域网都申请分配一个“网络ID”呢？这显然是不合理的。此时，我们可以使用子网掩码的功能，将其中一个或几个节点的IP地址全部充当成“网络ID”来使用，用来扩展“网络ID”不足的困难。

当我们将某一节点的IP地址如192.168.0.1已设置成一个“网络ID”时，网络上的其它设备又怎样知道它是一个“网络ID”，而不是一个节点IP地址呢？这就要靠子网掩码来告知。子网掩码是这样做的：如果某一位的二进制数是“1”，它就知道是“网络ID”的一部分；如果是“0”便认作是“节点ID”的一部分。如将192.168.0.1当做“网络ID”时，其子网掩码就是11111111.11111111.11111111.00000001，对应的十进制数表示为255.255.255.1。否则它的子网掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，对应的十进制数表示应为255.255.255.0。有了子网掩码，便可方便地实现用户跨网段或跨网络操作。不过，为了让子网掩码能够正常工作，同一子网中的所有设备都必须支持子网掩码，且子网掩码相同。表2列出了A、B、C三类网络的缺省子网掩码。

网关。网关（Gateway）是用来连接异种网络的设置。它充当了一个翻译的身份，负责对不同的通信协议进行翻译，使运行不同协议的两种网络之间可以实现相互通信。如运行TCP/IP协议的WindowsNT用户要访问运行IPX/SPX协议的Novell网络资源时，则必须由网关作为中介。如果两个运行TCP/IP协议的网络之间进行互联，则可以使用WindowsNT所提供的“默认网关”（DefaultGateway）来完成。网关的地址该如何分配呢？可举一个例子来回答：假如A网络的用户要访问B网络上的资源，必须在A网络中设置一个网关，该网关的地址应为B网络的“网络ID”（一般可理解为B网络服务器的IP地址）。当A网络的用户同时还要访问C网络的资源时又该怎么呢？你只需将C网络的“网络ID”添加到A网络的网关中即可。依次类推……网关连多少个网络，就拥有多少个IP地址。

主机名。网络中唯一能够代表用户或设备身份的只有IP地址。但一般情况下，众多的IP地址不容易记忆，操作起来也不方便。为了改善这种状况，我们可给予每个用户或设备一个有意义的名称，如“WANGQUN”。至于在网络中用到“WANGQUN”时，怎样知道其对应的IP地址呢？这完全由操作系统自己完成，我们大可不必考虑。

三、通信协议的安装、设置和测试

局域网中的一些协议，在安装操作系统时会自动安装。如在安装WindowsNT或Windows95/98时，系统会自动安装NetBEUI通信协议。在安装NetWare时，系统会自动安装IPX/SPX通信协议。其中三种协议中，NetBEUI和IPX/SPX在安装后不需要进行设置就可以直接使用，但TCP/IP要经过必要的设置。所以下文主要以WindowsNT环境下的TCP/IP协议为主，介绍其安装、设置和测试方法，其他操作系统中协议的有关操作与WindowsNT基本相同，甚至更为简单。

■TCP/IP通信协议的安装。在WindowsNT中，如果未安装有TCP/IP通信协议，可选择“开始/设置/控制面板/网络”，将出现“网络”对话框，选择对话框中的“协议/添加”，选取其中的TCP/IP协议，然后单击“确定”按钮。系统会询问你是否要进行“DHCP服务器”的设置？如果你的IP地址是固定的（一般是这样），可选择“否”。随后，系统开始从安装盘中复制所需的文件。

■TCP/IP通信协议的设置。在“网络”对话框中选择已安装的TCP/IP协议，打开其“属性”，在指定的位置输入已分配好的“IP地址”和“子网掩码”。如果该用户还要访问其它WidnowsNT网络的资源，还可以在“默认网关”处输入网关的地址。

■TCP/IP通信协议的测试。当TCP/IP协议安装并设置结束后，为了保证其能够正常工作，在使用前一定要进行测试。笔者建议大家使用系统自带的工具程序：PING.EXE，该工具可以检查任何一个用户是否与同一网段的其他用户连通，是否与其他网段的用户连接正常，同时还能检查出自己的IP地址是否与其他用户的IP地址发生冲突。假如服务器的IP地址为192.168.0.1，如要测试你的机器是否与服务器接通时，只需切换到DOS提示符下，并键入命令“PING192.168.0.1”即可。如果出现类似于“Replyfrom192.168.0.1……”的回应，说明TCP/IP协议工作正常；如果显示类似于“Requesttimedout”的信息，说明双方的TCP/IP协议的设置可能有错，或网络的其它连接（如网卡、HUB或连线等）有问题，还需进一步检查。

四、小结

在组建局域网时，具体选择哪一种网络通信协议主要取决于网络规模、网络间的兼容性和网络管理几个方面。如果正在组建一个小型的单网段的网络，并且对外没有连接的需要，这时最好选择NetBEUI通信协议。如果你正从NetWare迁移到WindowsNT，或两种平台共存时，IPX/SPX及其兼容协议可提供一个很好的传输环境。如果你正在规划一个高效率、可互联性和可扩展性的网络，TCP/IP则将是理想的选择。

参考文献

[1]阮家栋俞丽和《微型计算机网络原理及应用》北京中国纺织大学出版社1995

篇5

[关键词]局域网；通信协议；TCP/IP

How TO Configure the Communication Protocols of the LAN

Wang Guang ming

(Class One，Grade Three，Department of Computer Science，Zaozhuang Teachers' College，Zaozhuang 277100)

Abstract: Based on the LAN，for NetWare、Windows 95/98 and the main is Windows NT operation system，this paper introduce and analysis the characteristic、 capability and the essential configure method of the communication protocols.

Key Words: LAN;Communication Protocols; TCP/IP

不同的网络协议都有其存在的必要，每一种协议都有它所主要依赖的操作系统和工作环境。在一个网络上运行得很好的通信协议，在另一个看起来很相似的网络上可能完全不适合。因此，组建网络时通信协议的选择尤为重要。

无论是几台机器组成的Windows 95/98对等网，还是规模较大的Windows NT、Novell或Unix/Xenix局域网，凡是亲自组建或管理过网络的人，都遇到过如何选择和配置网络通信协议的问题。由于许多用户对网络中的协议及其功能特点不是很清楚，所以在组网中经常选用了不符合自身网络特点的通信协议。其结果就造成了网络无法接通，或者是速度太慢，工作不稳定等现象而影响了网络的可靠性。 下面我就分析一下各个协议的特点和性能借以说明我配置协议的理论和立场。

一、通信协议

组建网络时，必须选择一种网络通信协议，使得用户之间能够相互进行“交流”。协议（Protocol）是网络设备用来通信的一套规则，这套规则可以理解为一种彼此都能听得懂的公用语言。关于网络中的协议可以概括为两类：“内部协议”和“外部协议”下面分别予以介绍。

1.内部协议

1978年，国际标准化组织（ISO）为网络通信制定了一个标准模式，称为OSI/RM（Open System Interconnect/Reference Model，开放系统互联参考模型）体系结构。该结构共分七层，从低到高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。其中，任何一个网络设备的上下层之间都有其特定的协议形式，同时两个设备（如工作站与服务器）的同层之间也有其使用的协议约定。在这里，我们将这种上下层之间和同层之间的协议全部定义为“内部协议”。内部协议在组网中一般很少涉及到，它主要提供给网络开发人员使用。如果你只是为了组建一个网络，可不去理会内部协议。

2.外部协议

外部协议即我们组网时所必须选择的协议。由于它直接负责计算机之间的相互通信，所以通常称为网络通信协议。自从网络问世以来，有许多公司投入到了通信协议的开发中，如IBM、Banyan、Novell、Microsoft等。每家公司开发的协议，最初一般是为了满足自己的网络通信，但随着网络应用的普及，不同网络之间进行互联的要求越来越迫切，因此通信协议就成为解决网络之间互联的关键技术。就像使用不同母语的人与人之间需要一种通用语言才能交谈一样，网络之间的通信也需要一种通用语言，这种通用语言就是通信协议。目前，局域网中常用的通信协议（外部协议）主要有NetBEUI、IPX/SPX及其兼容协议和TCP/IP三类。

3.选择网络通信协议的原则

我们在选择通信协议时一般应遵循以下的原则：

第一、所选协议要与网络结构和功能相一致。如你的网络存在多个网段或要通过路由器相连时，就不能使用不具备路由和跨网段操作功能的NetBEUI协议，而必须选择IPX/SPX或TCP/IP等协议。另外，如果你的网络规模较小，同时只是为了简单的文件和设备的共享，这时你最关心的就是网络速度，所以在选择协议时应选择占用内存小和带宽利用率高的协议，如NetBEUI。当你的网络规模较大，且网络结构复杂时，应选择可管理性和可扩充性较好的协议，如TCP/IP。

第二、除特殊情况外，一个网络尽量只选择一种通信协议。现实中许多人的做法是一次选择多个协议，或选择系统所提供的所有协议，其实这样做是很不可取的。因为每个协议都要占用计算机的内存，选择的协议越多，占用计算机的内存资源就越多。一方面影响了计算机的运行速度，另一方面不利于网络的管理。事实上一个网络中一般一种通信协议就可以满足需要。

第三、注意协议的版本。每个协议都有它的发展和完善过程，因而出现了不同的版本，每个版本的协议都有它最为合适的网络环境。从整体来看，高版本协议的功能和性能要比低版本好。所以在选择时，在满足网络功能要求的前提下，应尽量选择高版本的通信协议。

第四、协议的一致性。如果要让两台实现互联的计算机间进行对话，它们两者使用的通信协议必须相同。否则中间还需要一个“翻译”进行不同协议的转换，这样不仅影响通信速度，同时也不利于网络的安全和稳定运行。

二、局域网中常用的三种通信协议

1.NetBEUI协议

■NetBEUI通信协议的特点。NetBEUI(NetBIOS Extended User Interface，用户扩展接口)由IBM于1985年开发完成，它是一种体积小、效率高、速度快的通信协议。NetBEUI也是微软最钟爱的一种通信协议，所以它被称为微软所有产品中通信协议的“母语”。微软在其早期产品，如DOS、LAN Manager、Windows 3.x和Windows for Workgroup中主要选择NetBEUI作为自己的通信协议。在微软如今的主流产品，如Windows 95/98和Windows NT中，NetBEUI已成为其固有的缺省协议。有人将WinNT定位为低端网络服务器操作系统，这与微软的产品过于依赖NetBEUI有直接的关系。NetBEUI是专门为几台到百余台PC所组成的单网段部门级小型局域网而设计的，它不具有跨网段工作的功能，即NetBEUI不具备路由功能。如果你在一个服务器上安装了多块网卡，或要采用路由器等设备进行两个局域网的互联时，将不能使用NetBEUI通信协议。否则，与不同网卡（每一块网卡连接一个网段）相连的设备之间，以及不同的局域网之间将无法进行通信。

虽然NetBEUI存在许多不尽人意的地方，但它也具有其他协议所不具备的优点。在三种通信协议中，NetBEUI占用内存最少，在网络中基本不需要任何配置。尤其在微软产品几乎独占PC操作系统的今天，它很适合于广大的网络初学者使用。

■NetBEUI与NetBIOS之间的关系。细心的读者可能已经发现，NetBEUI中包含一个网络接口标准NetBIOS。NetBIOS（Network Basic Input/Output System，网络基本输入/输出系统）是IBM在1983年开发的一套用于实现PC间相互通信的标准，其目的是开发一种仅仅在小型局域网上使用的通信规范。该网络由PC组成，最大用户数不超过30个，其特点是突出一个“小”字。后来，IBM发现NetBIOS存在的许多缺陷，所以于1985年对其进行了改进，推出了NetBEUI通信协议。随即，微软将NetBEUI作为其客户机/服务器网络系统的基本通信协议，并进一步进行了扩充和完善。最有代表性的是在NetBEUI中增加了叫做SMB（Server Message Blocks，服务器消息块）的组成部分，以降低网络的通信堵塞。为此，有时将NetBEUI协议也称为“SMB协议”。

人们常将NetBIOS和NetBEUI混淆起来，其实NetBIOS只能算是一个网络应用程序的接口规范，是NetBEUI的基础，它不具有严格的通信协议功能。而NetBEUI是建立在NetBIOS基础之上的一个网络传输协议。

2.IPX/SPX及其兼容协议

■IPX/SPX通信协议的特点。IPX/SPX(Internetwork Packet eXchange/Sequences Packet eXchange，网际包交换/顺序包交换)是Novell公司的通信协议集。与NetBEUI的明显区别是，IPX/SPX显得比较庞大，在复杂环境下具有很强的适应性。因为，IPX/SPX在设计一开始就考虑了多网段的问题，具有强大的路由功能，适合于大型网络使用。当用户端接入NetWare服务器时，IPX/SPX及其兼容协议是最好的选择。但在非Novell网络环境中，一般不使用IPX/SPX。尤其在Windows NT网络和由Windows 95/98组成的对等网中，无法直接使用IPX/SPX通信协议。

■IPX/SPX协议的工作方式。IPX/SPX及其兼容协议不需要任何配置，它可通过“网络地址”来识别自己的身份。Novell网络中的网络地址由两部分组成：标明物理网段的“网络ID”和标明特殊设备的“节点ID”。其中网络ID集中在NetWare服务器或路由器中，节点ID即为每个网卡的ID号（网卡卡号）。所有的网络ID和节点ID都是一个独一无二的“内部IPX地址”。正是由于网络地址的唯一性，才使IPX/SPX具有较强的路由功能。

在IPX/SPX协议中，IPX是NetWare最底层的协议，它只负责数据在网络中的移动，并不保证数据是否传输成功，也不提供纠错服务。IPX在负责数据传送时，如果接收节点在同一网段内，就直接按该节点的ID将数据传给它；如果接收节点是远程的（不在同一网段内，或位于不同的局域网中），数据将交给NetWare服务器或路由器中的网络ID，继续数据的下一步传输。SPX在整个协议中负责对所传输的数据进行无差错处理，所以我们将IPX/SPX也叫做“Novell的协议集”。

■NWLink通信协议。Windows NT中提供了两个IPX/SPX的兼容协议：“NWLink SPX/SPX兼容协议”和“NWLink NetBIOS”，两者统称为“NWLink通信协议”。NWLink协议是Novell公司IPX/SPX协议在微软网络中的实现，它在继承IPX/SPX协议优点的同时，更适应了微软的操作系统和网络环境。Windows NT网络和Windows 95/98的用户，可以利用NWLink协议获得NetWare服务器的服务。如果你的网络从Novell环境转向微软平台，或两种平台共存时，NWLink通信协议是最好的选择。不过在使用NWLink协议时，其中“NWLink IPX/SPX兼容协议”类似于Windows 95/98中的“IPX/SPX兼容协议”，它只能作为客户端的协议实现对NetWare服务器的访问，离开了NetWare服务器，此兼容协议将失去作用；而“NWLink NetBIOS”协议不但可在NetWare服务器与Windows NT之间传递信息，而且能够用于Windows NT、Windows 95/98相互之间任意通信。

3.TCP/IP协议

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是目前最常用到的一种通信协议，它是计算机世界里的一个通用协议。在局域网中，TCP/IP最早出现在Unix系统中，现在几乎所有的厂商和操作系统都开始支持它。同时，TCP/IP也是Internet的基础协议。

■TCP/IP通信协议的特点。TCP/IP具有很高的灵活性，支持任意规模的网络，几乎可连接所有的服务器和工作站。但其灵活性也为它的使用带来了许多不便，在使用NetBEUI和IPX/SPX及其兼容协议时都不需要进行配置，而TCP/IP协议在使用时首先要进行复杂的设置。每个节点至少需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”和一个“主机名”。如此复杂的设置，对于一些初识网络的用户来说的确带来了不便。不过，在Windows NT中提供了一个称为动态主机配置协议（DHCP）的工具，它可自动为客户机分配连入网络时所需的信息，减轻了联网工作上的负担，并避免了出错。当然，DHCP所拥有的功能必须要有DHCP服务器才能实现。

同IPX/SPX及其兼容协议一样，TCP/IP也是一种可路由的协议。但是，两者存在着一些差别。TCP/IP的地址是分级的，这使得它很容易确定并找到网上的用户，同时也提高了网络带宽的利用率。当需要时，运行TCP/IP协议的服务器（如Windows NT服务器）还可以被配置成TCP/IP路由器。与TCP/IP不同的是，IPX/SPX协议中的IPX使用的是一种广播协议，它经常出现广播包堵塞，所以无法获得最佳的网络带宽。

■Windows 95/98中的TCP/IP协议。Windows 95/98的用户不但可以使用TCP/IP组建对等网，而且可以方便地接入其它的服务器。值得注意的是，如果Windows 95/98工作站只安装了TCP/IP协议，它是不能直接加入Windows NT域的。虽然该工作站可通过运行在Windows NT服务器上的服务器（如Proxy Server）来访问Internet，但却不能通过它登录Windows NT服务器的域。如果要让只安装TCP/IP协议的Windows 95/98用户加入到Windows NT域，还必须在Windows 95/98上安装NetBEUI协议。 转贴于

■TCP/IP协议在局域网中的配置。在提到TCP/IP协议时，有许多用户便被其复杂的描述和配置所困扰，而不敢放心地去使用。其实就局域网用户来说，只要你掌握了一些有关TCP/IP方面的知识，使用起来也非常方便。

IP地址基础知识。前面在谈到IPX/SPX协议时就已知道，IPX的地址由“网络ID”（NetWork ID）和“节点ID”（Node ID）两部分组成，IPX/SPX协议是靠IPX地址来进行网上用户的识别的。同样，TCP/IP协议也是靠自己的IP地址来识别在网上的位置和身份的，IP地址同样由“网络ID”和“节点ID”（或称HOST ID，主机地址）两部分组成。一个完整的IP地址用32位（bit）二进制数组成，每8位（1个字节）为一个段（Segment），共4段（Segment1～Segment4），段与段之间用“.”号隔开。为了便于应用，IP地址在实际使用时并不直接用二进制，而是用大家熟悉的十进制数表示，如192.168.0.1等。IP地址的完整组成：“网络ID”和“节点ID”都包含在32位二进制数中。目前，IP地址主要分为A、B、C三类（除此之外，还存在D和E两类地址，现在局域网中这两类地址基本不用，故本文暂且不涉及），A类用于大型网络，B类用于中型网络，C类一般用于局域网等小型网络中。其中，A类地址中的最前面一段Segment1用来表示“网络ID”，且Segment1的8位二进制数中的第一位必须是“0”。其余3段表示“节点ID”；B类地址中，前两段用来表示“网络ID”，且Segment1的8位二进制数中的前二位必须是“10”。后两段用来表示“节点ID”；在C类地址中，前三段表示“网络ID”，且Segment1的8位二进制数中的前三位必须是“110”。最后一段Segment4用来表示“节点ID”。

值得一提的是，IP地址中的所有“网络ID”都要向一个名为InterNIC（Internet Network Information Center，互联网络信息中心）申请，而“节点ID”可以自由分配。目前可供使用的IP地址只有C类，A类和B类的资源均已用尽。不过在选用IP地址时，总的原则是：网络中每个设备的IP地址必须唯一，在不同的设备上不允许出现相同的IP地址。表1列出了IP地址中的“网络ID”的有关属性，“节点ID”在互不重复的情况下由用户自由分配。其实，将IP地址进行分类，主要是为了满足网络的互联。如果你的网络是一个封闭式的网络，只要在保证每个设备的IP地址唯一的前提下，三类地址中的任意一个都可以直接使用（为以防万一，你还是老老实实地使用C类IP地址为好）。

子网掩码。对IP地址的解释称之为子网掩码。从名称可以看出，子网掩码是用于对子网的管理，主要是在多网段环境中对IP地址中的“网络ID”进行扩展。举个例子来说明：例如某个节点的IP地址为192.168.0.1，它是一个C类网。其中前面三段共24位用来表示“网络ID”，是非常珍贵的资源；而最后一段共8位可以作为“节点ID”自由分配。但是，如果公司的局域网是分段管理的，或者该网络是由多个局域网互联而成，是否要给每个网段或每个局域网都申请分配一个“网络ID”呢？这显然是不合理的。此时，我们可以使用子网掩码的功能，将其中一个或几个节点的IP地址全部充当成“网络ID”来使用，用来扩展“网络ID”不足的困难。

当我们将某一节点的IP地址如192.168.0.1已设置成一个“网络ID”时，网络上的其它设备又怎样知道它是一个“网络ID”，而不是一个节点IP地址呢？这就要靠子网掩码来告知。子网掩码是这样做的：如果某一位的二进制数是“1”，它就知道是“网络ID”的一部分；如果是“0”便认作是“节点ID”的一部分。如将192.168.0.1当做“网络ID”时，其子网掩码就是11111111.11111111.11111111.00000001，对应的十进制数表示为255.255.255.1。否则它的子网掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，对应的十进制数表示应为255.255.255.0。有了子网掩码，便可方便地实现用户跨网段或跨网络操作。不过，为了让子网掩码能够正常工作，同一子网中的所有设备都必须支持子网掩码，且子网掩码相同。表2列出了A、B、C三类网络的缺省子网掩码。

网关。网关（Gateway）是用来连接异种网络的设置。它充当了一个翻译的身份，负责对不同的通信协议进行翻译，使运行不同协议的两种网络之间可以实现相互通信。如运行TCP/IP协议的Windows NT用户要访问运行IPX/SPX协议的Novell网络资源时，则必须由网关作为中介。如果两个运行TCP/IP协议的网络之间进行互联，则可以使用Windows NT所提供的“默认网关”（Default Gateway）来完成。网关的地址该如何分配呢？可举一个例子来回答：假如A网络的用户要访问B网络上的资源，必须在A网络中设置一个网关，该网关的地址应为B网络的“网络ID”（一般可理解为B网络服务器的IP地址）。当A网络的用户同时还要访问C网络的资源时又该怎么呢？你只需将C网络的“网络ID”添加到A网络的网关中即可。依次类推……网关连多少个网络，就拥有多少个IP地址。

主机名。网络中唯一能够代表用户或设备身份的只有IP地址。但一般情况下，众多的IP地址不容易记忆，操作起来也不方便。为了改善这种状况，我们可给予每个用户或设备一个有意义的名称，如“WANGQUN”。至于在网络中用到“WANGQUN”时，怎样知道其对应的IP地址呢？这完全由操作系统自己完成，我们大可不必考虑。

三、通信协议的安装、设置和测试

局域网中的一些协议，在安装操作系统时会自动安装。如在安装Windows NT或Windows 95/98时，系统会自动安装NetBEUI通信协议。在安装NetWare时，系统会自动安装IPX/SPX通信协议。其中三种协议中，NetBEUI和IPX/SPX在安装后不需要进行设置就可以直接使用，但TCP/IP要经过必要的设置。所以下文主要以Windows NT环境下的TCP/IP协议为主，介绍其安装、设置和测试方法，其他操作系统中协议的有关操作与Windows NT基本相同，甚至更为简单。

■TCP/IP通信协议的安装。在Windows NT中，如果未安装有TCP/IP通信协议，可选择“开始/设置/控制面板/网络”，将出现“网络”对话框，选择对话框中的“协议/添加”，选取其中的TCP/IP协议，然后单击“确定”按钮。系统会询问你是否要进行“DHCP服务器”的设置？如果你的IP地址是固定的（一般是这样），可选择“否”。随后，系统开始从安装盘中复制所需的文件。

■TCP/IP通信协议的设置。在“网络”对话框中选择已安装的TCP/IP协议，打开其“属性”，在指定的位置输入已分配好的“IP地址”和“子网掩码”。如果该用户还要访问其它Widnows NT网络的资源，还可以在“默认网关”处输入网关的地址。

■TCP/IP通信协议的测试。当TCP/IP协议安装并设置结束后，为了保证其能够正常工作，在使用前一定要进行测试。笔者建议大家使用系统自带的工具程序：PING.EXE，该工具可以检查任何一个用户是否与同一网段的其他用户连通，是否与其他网段的用户连接正常，同时还能检查出自己的IP地址是否与其他用户的IP地址发生冲突。假如服务器的IP地址为192.168.0.1，如要测试你的机器是否与服务器接通时，只需切换到DOS提示符下，并键入命令“PING 192.168.0.1”即可。如果出现类似于“Reply from 192.168.0.1……”的回应，说明TCP/IP协议工作正常；如果显示类似于“Request timed out”的信息，说明双方的TCP/IP协议的设置可能有错，或网络的其它连接（如网卡、HUB或连线等）有问题，还需进一步检查。

四、小结

在组建局域网时，具体选择哪一种网络通信协议主要取决于网络规模、网络间的兼容性和网络管理几个方面。如果正在组建一个小型的单网段的网络，并且对外没有连接的需要，这时最好选择NetBEUI通信协议。如果你正从NetWare迁移到Windows NT，或两种平台共存时，IPX/SPX及其兼容协议可提供一个很好的传输环境。如果你正在规划一个高效率、可互联性和可扩展性的网络，TCP/IP则将是理想的选择。

参考文献

[1]阮家栋 俞丽和 《微型计算机网络原理及应用》 北京 中国纺织大学出版社 1995

[2]瞿 坦 《计算机网络及应用》 北京 化学工业出版社 2002

篇6

1DDC和PLC性能比较

DDC是随着半导体技术、微处理器技术以及智能楼宇自动化控制需求而产生的一种可编程的智能控制设备;PLC是随着半导体技术、微处理器技术以及工业生产流水线自动化控制需求而产生的一种可编程的智能控制设备。两者的性能比较见表1。由表1可见，PLC和DDC这两类产品在其架构上基本相同，两者在车站环境及机电设备自动化控制系统中所实现的功能也完全相同，但在产品封装、可靠性、应用侧重等方面是有所差异的。在城市轨道交通车站环境及机电设备自动化监控系统中，无论是PLC产品还是DDC产品，均采用了集散系统架构;散布在线路控制中心和车站内的各部分均通过通信链路连接，并通过私有协议或公开协议实现信息的传输和交换。

2通信协议

互联互通是城市轨道交通中不同应用系统间互相交换信息的需要，或是同一个应用系统中不同产品间互相交换信息的需要。在同一个应用系统中，建设方通常都会选择同一品牌同一系列的产品，至少可以保证在本应用系统的内部不会产生信息交换的障碍，同时通过接口协议的商谈定义来解决不同应用系统间信息交换的问题。但事实上，为保证信息交换的有效性，一般会选择同一品牌同一系列的产品，其实质是因为同一品牌同一系列产品采用的是同一种通信协议。正是因为这种通信协议上的统一性，才保证了信息交换的有效性和准确性。

因此，要实现设备间的互联互通，即便采用不同的产品，如PLC和DDC，只要它们采用的是同一种通信协议，则可实现;反之，即便采用的是同一种产品，如PLC和PLC间，甚至是同一家公司产品，只要产品所采用的通信协议不同，就不能直接实现互联互通。所以，要实现不同产品间的互联互通，如DDC和PLC这两种产品间的互联互通，其关键点在于产品是否采用了同一种通信协议，或者是否有合适的网关设备进行不同协议间的转换。表2为目前4种公开的通信协议。每种协议各有优劣。很多产品为发挥其特色，还拥有其自定义的私有协议。

3互联互通工程实例

3．1用户需求

上海轨道交通2号线的既有线和延伸线的自动监控系统中分别采用了两种不同的产品。既有线部分采用的是施耐德公司CSI系列的BAS(设备监控系统)。该系统是基于DDC的系统。东延伸段和西延伸段采用的是基于PLC的BAS系统，产品为施耐德公司的PremiumPLC和M340PLC。为了保证控制中心环控调度操作的统一性，提高调度工作效率，降低调度操作难度，保证调度操作准确性，需要将2号线上基于不同产品的BAS系统整合成一个系统，在一个监控操作平台上，BAS中央级对BAS车站级进行统一的监控、操作。

要实现在一个监控操作平台(或称人机界面，即HMI)上实现对基于DDC和PLC不同产品的系统进行统一监控的目的，就必须使用同时支持两种不同网络通信协议的HMI软件平台。但是，既有线BAS系统与HMI间的网络通信协议为CSI产品特有的I－NET2000网络协议，而延伸线BAS系统支持的与HMI间的网络通信协议有多种，包括Modb-us、UN－TELWAY、FIPWAY等。由于CSI产品所使用的I－NET2000网络协议应用并不广泛，只有CSI产品自身的HMI采用，所以要简单地选择一个既能直接与CSI中的DDC通信又能直接与施耐德PLC通信的HMI软件平台是不现实的。

性价比较高的解决方法是在不改变既有线车站级BAS系统基本结构的前提下，破解I－NET2000通信协议，选择能够支持多种通信协议的HMI软件平台以实现同时与CSI中的DDC和施耐德PLC通信。

3．2整合准备

鉴于上海轨道交通2号线既有线分一期工程部分(龙阳路站至中山公园站)和西延伸部分(娄山关路站至淞虹路站)。两部分的BAS车站级设备虽都是CSI的DDC产品，但还略有不同。一期工程上所使用的7760DDC需要通过一个名叫TAP的设备和车站监控工作站连接，而西延伸工程上所使用的7790DDC上有可用于连接监控工作站的串行通信端口。故车站级的改造方法也稍有不同。一期工程部分BAS车站级设备采用的是CSI7760DDC，其车站基本结构如图1所示。西延伸段BAS车站级设备采用的是CSI7790DDC，其车站基本结构如图2所示。针对一期工程7760DDC和TAP的结构，7760DDC和TAP上并无多余通信端口可以使用，以及车站也只有1个以太网通道端口可供BAS使用的情况，在车控室增设1个以太网交换机和1个串口服务器。增设以太网交换机的目的是拓展BAS使用的以太网端口，以供车站BAS监控工作站和串口服务器使用;增设串口服务器的目的是为了车站级监控工作站和中央级HMI软件接口同时能与TAP进行通信。系统结构如图3所示。

系统改造后，上海轨道交通2号线一期工程部分的BAS有如下几条数据流:①7760DDCTAP串口服务器交换机车站工作站;②7760DDCTAP串口服务器交换机新控制中心;③车站工作站交换机既有其他车站和既有控制中心。

针对上海轨道交通2号线西延伸工程7790DDC结构，车站内2个7790DDC上各有1个可用于连接车站监控工作站的串行端口，而且由于2个7790DDC已经联网，故这2个串行端口上的数据是一致的。其中1个端口已经用于车站监控工作站，故利用另1个端口进行车站级数据读取和命令写入。与一期工程一样，在车控室增加1个以太网交换机和1个串口服务器。增设以太网交换机的目的是拓展BAS使用的以太网端口，以供车站BAS监控工作站和串口服务器使用;增设串口服务器的目的是为了中央HMI软件接口同时能与2个7790DDC的串行端口中的1个进行通信。系统构成如图4所示。

系统改造后，上海轨道交通2号线西延伸部分的BAS有如下几条数据流:①7790DDC车站工作站;②7790DDC串口服务器交换机新控制中心;③车站工作站交换机既有其他车站和既有控制中心。完成了车站级既有BAS系统改造后，既不影响原有系统的所有功能，包括车站级的监控和既有中央级对车站级的监控，又增加了一个新中央级到车站级的监控通道。

3．3新建控制中心及东延伸段PLC并网

(1)在2号线控制中心5楼调度大厅内，新设全线BAS中央级。

(2)在新设中央级调试及试运行期间，新中央级和既有中央级并网运行。

(3)中央级搬迁工程以先并入新设中央级，后移除既有中央级为基本工序。

(4)新设BAS中央级以统一的平台(包括软件和硬件)对既有基于DDC的BAS系统和延伸线基于PLC的BAS系统进行监控管理。

(5)新设的中央级符合目前的《上海城市轨道交通设备监控系统设备招标通用技术文件》的要求，如设有热备冗余的服务器、热备冗余的工作站等，以完成全线数据的采集、存储、相关运算以及命令的。

(6)新设的中央级设全线事故风机控制盘(中央IBP盘)1台，以完成对全线隧道事故情况下的统一控制、指挥。

(7)设置新中央级后，不改变既有BAS系统车站级和既有中央级所有的点位设置、逻辑控制程序、监控功能及操作方法。

图5为新控制中心建成后的上海轨道交通2号线BAS新中央级和既有系统的联网图。上海轨道交通2号线东延伸段依工程进度，计划完成基于PLC的BAS系统建设后，通过以太网并入系统。工程完成后，经各项功能测试，系统运行正常。完成DDC和PLC整合后的系统结构如图6所示。

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【关键词】网络通信协议；电气监控系统；概况；应用；IEC60870—5—103协议；实时性；可靠性

随着社会主义市场经济的快速发展与科学技术的不断进步，作为各产业平稳生产的基础，电气设备必须具备良好的安全性、稳定性及高效性。在电气监控系统内优化应用网络通信协议，可对电气监控系统的性能进行有效提高。作为通信网络的根本规则，网络通信协议的各种类型都存有既定通信模式。网络通信协议不同则其传输访问机制也存有极大的不同。在进行少数信号传输或大量信号传输与发出时，此类传输访问机制性能都存有极大不同。本文以网络通信协议为依据，对电力监控系统内最常用的通信协议进行了优化运用，如IEC60870—5—103等，在设备投资金额不增加的基础上，达到完善电气监控系统的目的。

一、电气监控系统网络通信协议的概况

作为一种网络通用语言，网络通信协议是指为连接不同操作系统和不同硬件体系结构的互联网络引提供的通信支持。其从逻辑上将网络进行7层划分，各层都具备路由器、交换机等相应的物理设备。在电气监控系统内IEC60870—5—103、IEC60870—5—104等为主要的网络通信协议类型，具体如下：

1、IEC60870—5—103协议。

作为国际电工委员会制定的继电保护设备信息接口规范，IEC60870—5—103协议可在通信前置机和继电保护装置间的信号传输中充分应用。该协议主要选取主从—对多的非平衡传输方式，主站为通信前置机，从站为继电保护装置，每秒9600bit为标准传输速率，格式报文形式主要分为2种：固定帧长报文、可变帧长报文。其表述的2类信息传输方式为按照相应规定运用的服务数据单位与为标准化报文传输没有涵盖的全部可能应用过程，或全部可能信息利用通用分类服务传输。

2、IEC60870—5—104协议。

在IEC60870—5—103基础上，国际电工委员会为满足网络运输又进行了IEC60870—5—104远动通信协议的制定。其不仅能够在集控中心与变电站、调度端进行全面运用，还能在变电站内的通信网加以合理运用。一般选取RFC2200协议作为该协议物理层、链路层等主要协议。作为标准TCP/IP协议子集，RFC2200可使IEC60870—5—104协议应用于TCP/IP协议的高带宽网络传输。与其他协议相比，IEC60870—5—104协议具有良好实时性、可靠性等优势，且能够进行大流量数据传输，为信息扩展提供便利。

二、网络通信协议在电气监控系统中的应用

在科技快速发展的今天，电气监控系统愈加完善，将网络通信协议合理应用于电气监控系统，对提升电气监控系统实时性、可靠性具有至关重要的作用，为此，本文以优化其应用性能为例对网络通信协议在电气监控系统中的应用进行了分析与探究。

1、实时性优化应用

电气监控系统实时性提升的方式较多，一般分为2大类：升级电气监控系统硬件、优化软件算法。根据工作需求，可通过软件优化网络通信协议，以此达到提高电气监控系统实时性的目的。首先，IEC60870—5—103协议为例分析。光纤接口、EIARS485接口为IEC60870—5—103协议电气的主要接口类型。光纤传输具有良好抗干扰能力及较快传输速度。在相同变电站或距离较短情况下继电保护装置和监控系统的两种接口传输速度基本一致。在通信链路拓扑方面两种接口一致，基于此，两种接口具有相同分析方式。本文将EIARS485接口作为分析研究重点，具体内容如下：作为三线制半双工接口，EIARS485接口在同一时间点上只能接收、发送信号，但不能同时进行接收、发送操作。通信权可由EIARS485总线上并联的3个继电保护装置依次取得，依次将数据传送给通信前置机。继电保护装置数据向通信前置机传送的快慢，由通信权时间间隔的长短加以确定。但电气出现大面积故障的情况下，继电保护装置极易出现大量变位信号。如一个继电保护装置进行5个遥信信号上传，完成此5个变位遥信信号传输需20帧以上报文。其次，IEC60870—5—104协议为例分析。以太网传输为IEC60870—5—104协议的主要形式，平衡传输全双工接口为以太网RJ45接口类型。对该协议实时性造成影响的主要因素包含2点，第一以太网的传输性能，对其起决定作用的因素为网络拓扑结构及以太网带宽；第二，该协议报文信号携带效率。根据笔者工作性质，为提升电气监控系统网络通信协议性能，本文以优化提升IEC60870—5—104协议报文信号携带效率为主进行分析。本协议传输数据以I格式帧为主。该协议规定ASDU（一个）在249字节以下，可进行一个火一组信号传输。应用于现有监控系统的IEC60870—5—104协议，I格式帧（一个）旺旺只进行一个变位遥信信号传输。为提高信号传输信号，需对I格式帧长度进行有效增加。

2、可靠性优化应用

利用通信前置机、数据服务器、远动机等设备的冗余配置及通信网络冗余配置可实现电气监控系统可靠性。在具体应用中，硬件即便冗余配置，但却存在冗余设备无扰无缝切换等问题。为达到网络通信协议优化运用，需提升通信前置机冗余切换、通信网络冗余切换的可靠性，进而达到电气监控系统可靠性提升的目的。

（1）将EIARS485接口应用于IEC60870—5—103协议时，EIARS485接口一个的情况下主机只能有一台，也就是说EIARS485接口一个情况下2台通信前置机无法利用该接口将报文发送给一台继电保护装置。为对该协议传输可靠性进行有效提升，需并接2台通信前置机的全部EIARS485接口。要求位于工作状态的通信前置机为1台，位于热备状态的通信前置机为1台。如工作状态前置机内随意一个EIARS485接口通信中断被热备状态通信前置机检测出来后，热备状态前置机可将此EIARS485接口主机地位占据，利用此EIARS485接口将报文发送给继电保护装置。该情况下，工作状态通信前置机需将此EIARS485接口主机地位抛弃，进而达到IEC60870—5—103协议双机热备接口切换。

（2）通信前置机、数据服务器、远动机与以太网冗余配置为现有监控系统的主要构成部分。冗余配置可对信号传输可靠性有效提升。但现阶段最常见的双机双网切换机制为“硬切换”，也就是说一般情况下冗余的2台通信前置机内利用冗余通信网络内一条与运动机或服务器进行通信的只有一台。如前置机正常运行时如出现故障或通信网络中断，可向冗余的另一台通信前置机进行通信切换。但其存有诸多问题，如只能利用通信前置机内部软件对通信前置机切换、通信网络切换进行判断，通信在切换过程中为中断情况，不能实现无扰连续切换。在IEC60870—5—104协议内对冗余通信网络传输数据如何应用没有进行详细规定。如选取并行冗余协议，可将链路冗余体增设到各设备内部，以此实施冗余网络通信数据处理。但该功能在传统变电站监控系统设备内并不具备，如选取该并行冗余协议，需进行现有监控系统设备重新设计。在对现有设备不改动的情况下，应适当修改现有协议通信方式，进而达到冗余网络并行数据传输的目的。

三、结束语

综上所述，作为国民经济的主要构成部分，电气监控系统内网络通信协议的合理运用，可有效管理与控制质量、安全工作，完善电气监控系统。本文以IEC60870—5—103协议与IEC60870—5—104协议为例，对其在电气监控系统内的实时性优化应用、可靠性优化应用进行了进一步分析研究，以此提升电气监控系统的性能，降低经济损失，及提高系统安全性。

参考文献

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1通信协议的分类

在智能电网调度自动化中，通信协议主要分为这样两种：一是主流通信协议，二是通信协议集成。

1.1主流通信协议

经过长期的研究与探索，我们发现传统的循环式远动协议（CDT）已经远远不能满足如今的应用，因此，1EC60870—5—101、IEC60870—5—10的诞生逐渐将CDT取而代之，顺利成为EMS和RTU之间的主流远动通信协议。而对于电力系统实时数据通信应用层协议（DIA76—92）与EMS之间的主流计算机通信协议，如今已被新诞生的1EC60870—6TASE所取代。1EC60870—6TASE的出现实际上是以RS232的串口通信远东协议作为基础，其传送信息的方式主要是通过规定的报文格式。远动通信报文主要包含这样三个要素：报文头、报文长度以及信息对象。这里，报文头具体是指信息的类型，报文长度主要是指信息对象的数目，信息对象主要包括地址、数值和质量代码。EMS和RTU通过组装和解析通信报文，进行高效率的信息传输。通常，远动通信协议传送的信息对象是具有一定限制的，例如IEC60870—5—101，该通信协议的报文长度通常不会超过二百二十五个字节。在传送的信息发生变化时，通信协议可以在第一时间进行优先传送。例如，IEC60870—5—104IEC60870—5—101一般用在TCP／IP网络协议之上。TASE.2也是一种新型的通信协议，但是TASE．2协议仅仅是应用层的网络协议，对于TASE．2协议，我们对其进行了对象模型和方法的定义，这样就为EMS提供了系统互联的解决方案。对于不同厂家的EMS系统，TASE．2协议不再需要追究其数据格式以及一些细节，可以与EMS进行自由的通信。TASE．2协议的建立在MMS协议的基础之上，还实现了之前所不能完成的许多功能，像是按英文名进行信息的传输。而我国的TASE．2协议通信软件的开发通常是建立在美国国SISCO公司提供的ICCPTool—kitforMMS—EASE协议之上，充分利用ICCP的功能，对回调函数进行发送和收集。

1.2通信协议集成

过去，对于计算机的使用具有十分多的限制，人们经常习惯性的将远动通信和计算机通信进行区分，将前者称之为前置机，后者称之为SCADA通信机。由于计算机技术迅速发展，网络通信技术也越来越先进，因此，运动通信和计算机通信协议便有了强大的软硬件的物质基础。关于电网自动化系统的实时数据接口，主要是通过远动通信协议和计算机通信协议的集成所完成的，这也使得电网调度自动化系统的应用层次更加鲜明，内部结构更加清晰，有利于电网调度自动化的统一和维护，实现多种通信介质、协议和方式的相互作用。

1.3电网调度自动化内部的PMU

对于信息的采集，RTU主要采集的是相对稳定、密度较低的电网时间断层面的数据，这样能够保证电网的安全优质的运行；PMU采集的一般是高密度（25—100帧／s）和时间相对精确的断层面的同步数据，通过这样的严密的方式，工作人员可以根据该监控进行电网动态的控制。而关于RTU、PMU和暂态信息为电网的调度自动化的监控和控制做出了相应的延伸，对电网起到了保护的作用。在WAMS中，主要包括WARMAP（电网安全防御及实施预警系统）与PMU。PMU的报文主要包括四种类型：数据帧、配置帧、头帧和命令帧。PMU在发出前三种帧之后，后一种帧就会与调度汇总新进行双向的通信，给予PMU充分的支持。所谓数据帧，也就是PMU测量出的结果，其中包含了模拟量、开关量等等。一般，头帧由使用者提供，需要热工对其数据进行读取，在命令帧里，PMU的控制和相关的配置信息也都在里头有所记载。这里，所有的帧都以2字节作为开头，帧的类型主要是通过同步字来决定。一般来讲，同步字为4—6位，以CRCl6校对字完结。通过对PMU的数据采集进行分解与剖析，我们发现其数据具有这样两个特点：1.高密度，2.带时标。由于WAMS的前置数据设计采用的是二维数据，而其寻址方法采用的是哈希方程，因此，数据对象在进行时标时，则呈现为哈希函数的自变量。

2总结

综上所述，随着时代的发展，科学技术的进步，如今人们对于电网建设的要求也越来越高，因此，为了满足广大人民的用电需求，保证群众用电安全，同时也为了促进我国的经济繁荣发展，社会稳定和谐，智能电网的建设已经成为国家的基本发展战略，智能电网（smartpowergrids），也就是我们通常所说的电网2.0，它还是一种高集成、高速度的双向通信技术，它的应用可以实现电网的安全可靠、经济高效以及环保节约的目标，因此，我们要不断完善电网调度的自动化系统，创造更加美好的生活。其次是传输技术中的改进点。自动化系统中的传输，大部分以光纤为主，光纤本身的传输能力有限，其对系统中的传输也会造成一定的局限性，导致大量通信信息被迫停滞，可在传输技术中引入网络通信的概念，网络通信可有效对通信进行传输、验证，同时还可实现挣脱通信过程的跟踪，不仅可解决传输技术中的通信限制问题，还可以为检修人员提供可靠的设备运行信息。最后是互感技术中的改进点。目前我国大部分电力企业的变电站自动化系统中，互感装置在获取信息实行保护行为之前，都必须实行远距离供电，大幅度降低了互感技术的时效性，同时还会降低互感装置的使用寿命，为保障互感技术在使用中的准确性，可预先测量互感装置的功率，进而匹配相应的阈值，实际互感装置工作时，可以保持在合理的功率下，有效避免了远距离供电。

3结束语

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在现有的即时通信系统中，实现音视频通信的核心组件包括音视频处理框架和即时通信协议两个部分。音视处理框架集成了音视频采集、音视频编解码、音视频分流控制、音视频数据流网络拥塞控制等技术模块，能够完成音视频数据流的采集、编码、分流等基本处理流程;即时通信协议则负责为音视频数据协商传输通道，并且在协商好的传输通道上建立对应的连接，从而为音视频数据的顺畅传输提供保障。

1即时通信协议

即时通信协议是进行即时通信必须遵循的信息规范，主要负责完成用户信息传输通道协商，客户端与服务器通信信令传输控制等任务。XMPP是主流即时通信协议之一，是基于可扩展标记语言(XML)的协议，其继承了在XML的高可扩展性，可以通过发送扩展的信息来处理用户需求。目前最常用的即时通信协议体系主要是SIP和XMPP协议体系，两者都可以完成音视频通信功能。另外，一些商业公司自行开发私有的即时通信协议实现了相对封闭的通信环境，例如QQ和MSN。XMPP协议是个总称，包括核心协议，扩展协议等。

核心协议只规定了很小、很基本的一些功能，大部分功能都是在扩展协议中规定的。实际上，XMPP协议只是作为协商协议应用，真正的P2P连接和实时通信是通过其扩展协议实现的。Jingle就是典型的扩展协议案例。Jingle［6］是Google开发的XMPP协议上的扩展，其解决了在XMPP协议体系下点对点的P2P连接问题。Jingle协议提供了多种传输方式用于数据传输，而针对多媒体数据的最为常见的模式是两种UDP传输方式。一种传输模型是RAWUDP［9］，RAWUDP是在UDP协议上发送媒体数据包的传输通道模型，可以实现在同一局域网下的P2P连接，没有网络穿越功能，无法实现远程通信;另一种模型则是功能更为强大的ICE－UDP［8］，ICE－UDP也是在UDP协议上发送媒体数据包，并且可以实现具有防火墙的网络穿越和ICE连接性检查，实现远程通信。ICE是标准的建立P2P连接性检查的协议，其自身不能独立工作，必需在信号通道的协调下建立连接，而XMPP协议就可以作为ICE通道协商的协议标准。

基于Jingle/XMPP协议实现的即时通信框图如图1所示。Jingle通过XMPP完成P2P通道的协商任务，同时通过Jingle协议建立P2P通道并进行连接性检查，然后建立并完成RTP会话，从而完成音视频通信。如果选择ICE－UDP通道传输模型进行RTP视频数据传输，XMPP服务器可以使用STUN［2］服务器收集用户的地址，包括NAT［3］后面的私有地址以及NAT与互联网连接的公共地址，并且以此为基础建立映射机制，完成会话参与者跟具体的网络地址间的转换和NAT穿越。

2音视频处理框架

即时通信系统中的音视频处理框架主要为用户提供一组多媒体数据处理的接口，用户可以用这些接口实现从多媒体采集卡上获得数据，进行压缩编码、格式转换、数据封包等一系列操作，从而完成多媒体的实时处理传输功能，大大简化多媒体处理的复杂性。目前具有二次开发功能的音视频处理框架包括Gstreamer，Directshow，Opencore等。其中DirectShow是微软公司在ActiveMovie和VideoforWindows基础上推出的基于COM的流媒体处理开发包。运用DirectShow可以很方便地从支持Windows驱动模型的采集卡上捕获数据，并进行相应的后期处理乃至存储到文件中。OpenCore则是手机操作系统Android的多媒体核心，OpenCore的代码非常庞大，是一个基于C++的实现，定义了全功能的操作系统移植层，各种基本的功能均被封装成类的形式，各层次之间的接口多使用继承等方式。而基于Linux平台的GStreamer则是完全开源的多媒体框架库，利用其可以构建一系列媒体处理模块，包括从简单的Ogg播放功能到复杂的音频混音和视频非线性编辑处理。Gstreamer应用非常广泛，大多数手机平台及个人电脑Linux平台均采用Gstreamer进行音视频处理开发。

2.1Gstreamer音视频处理

Gstreamer通过其模块化设计理念，更加便于构建流媒体应用程序。它将各个模块封装起来，以元件的形式提供给用户使用。用户可以利用库中原有的元件进行应用程序的编程，同样也可以编写元件，然后插入到库中，以便日后调用时使用。如果只利用库中的元件来实现特定功能，只需要采用模块化的方式编写应用程序［4］。Gstreamer实现局域网内简单多媒体音视频传输发送端的框图如图2所示。对于视频数据流，Gstreamer在发送端将摄像头(v4l2src1)采集的数据依次经过色度空间转换(ffmpegcsp1)、H263视频编码(ffenc_h263p1)、RTP［1］载荷头添加(rtph263ppay1)，在gstrtpbin中实现实时传输协议(RTP)和实时传输控制协议(RTCP)数据包整合，并添加发送报告的背景时钟时间戳，便于在接受端进行音视频同步播放，然后发到UDP端口(udpsink)。在接收端，从UDP端口截获的数据依次经过RTP和RTCP数据包解析、RTP载荷头解码、H263解码器解码视频数据、色度空间转换，最后经过视频显示插件显示到窗口中。其中gstrtpbin是进行RTP会话管理的核心组件，可以完成RTP数据包传输控制、RTCP数据包生成、冲突检测、音视频分流等任务。

2.2Farsight视频会议框架

通过Gstreamer开发库中的基础元件可以完成音视频处理的功能，并且可以进行简单的局域网内视频通信。但是，在视频会议等复杂应用中经常包含多个多媒体会话，而且多媒体会话之间的协调非常复杂，需要通过更为高层的处理框架来实现会话管理的功能。Farsight是以Gstreamer为基础开发的视频会议框架，它能够提供一套完整的为多媒体流协议编写插件的应用程序接口，同时还为用户提供API调用这些插件。即时通信应用程序可以使用Farsight进行音视频会议，而无须担心底层的数据流和NAT穿越的问题。因为Farsight［5］是以Gstre-amer为基础进行开发，所以开发新的元件能够和已有的Gstreamer元件整合，实现完成视频会议功能的多媒体框架。Farsight可以包含多路音视频会话流，包含多个会话参与者，具有强大的音视频会话管理功能。它通过模块化设计为许多即时通信软件提供音视频会议的服务，大大扩展了多媒体处理的功能，并且可以实现更为强大的视频会议功能。目前很多即时通信客户端软件都采用Farsight完成音视频通信。本文以Gstreamer/Farsight音视频处理框架为重点，详述其内部结构及功能实现。

Farsight中包括4个核心概念:会议(Conference)、会话(Session)、参与者(Participant)、流(Stream)。会话参与者是指多媒体数据源，可以是音频或视频等;会话则代表一路音频或视频会话，通常有一个媒体类型和一个输出端;会议则代表一个多媒体会议，可以包含多路会话，并且完成多路会话的协调管理;当参与者加入到会话中，就将多媒体数据引入会话中，使得数据能够流动，从而构成数据流。另外，Farsight实现了网络层的抽象，即将网络抽象为一个发射器对象，当数据流被创建时就会建立发射器对象，然后通过设置发射器参数确定发送的目的地址。实际上，Farsight并没有参与多媒体数据的采集和打包工作，它只是为多媒体数据流传输到网络端进行发送提供了一个通道，并且对通道进行协调管理，保证不同的会话参与者与其特定的数据流绑定以防止收发混淆。

Farsight实现RTP视频会议的结构如图3所示，其中FsRTPConference是Farsight框架下的一种插件，主要的RTP会话管理功能都在这个组件中实现。FsRTPConference中可以同时存在多路FsSession，每一路FsSession因参与者或音媒体源的不同代表不同的多媒体会话。编解码器在双方建立连接前无法确定，只有当通信双方的客户端协商之后，才会根据具体的编解码器名字调用并进行插件的连接。

Farsight通过将gstrtpbin封装到FsRTPConference中，添加一些其他的必要组件，实现RTP会话。RTP管理器主要由gstrtpbin负责完成RTP会话管理的操作。在发送端，视频源和音频源通过Sink接入到会话中，编解码器协商成功后，将编码器与数据源和过滤元件连接，然后通过RTP混合器将音视频数据发送到RTP管理器中，完成RTCP数据包的生成以及RTP会话的管理。最后，经过数据发射器将数据发送到相应的数据通道中。在接收端，数据流同样要经过类似的信息解码过程得到音视频数据。在发送端，数据发射器在Farsight中通常有多种插件选择，例如多播UDP插件、Libnice插件等，目的是为了实现底层数据传输的连接性检查。Libnice是实现了ICE和STUN协议规范的软件库，开发者以此为基础完成nice插件，可以实现基于ICE的数据发送。但是Libnice中只定义了如何在P2P连接确立后进行连接性检查，以及如何在确定的P2P连接上进行数据传输的网络穿越，并没有定义如何进行P2P连接，即P2P通道的协商任务。Jingle协议规范则定义了P2P通道建立连接及通道协商的任务。目前，Jin-gle协议已经在Libpurple(多协议会话开发库)中实现。

3即时通信系统中音视频通信的实现

为了开发的便捷，Pidgin软件的开发者将负责通信部分与图形用户界面部分分开，分离出来的核心代码构成即时通信客户端开发的核心部分，被称为Libpurple。这个程序库已被Adium与Proteus这些客户端使用。完成分离后，开发者将有可能以各自的图形程序库编写自己的客户端接口。在Libpurple中，为实现多媒体通信，开发者将基于Farsight的多媒体处理框架进行继承和封装，实现即时通信协议，并提供接口供用户使用，用户可利用应用程序接口编写程序实现网络层的连接。使用者可以使用Libpur-ple直接编写即时通信程序的核心代码，并构建应用程序。

同时，Libpurple实现了许多即时通信协议的通信，例如MSN，XMPP，AIM等协议，同时完成了媒体后端流处理与相应即时通信协议的协同工作。Libpurple在Farsight的基础上进行开发，实现了一套具备自身特点的流媒体模式。通过对Lipurple库的理解分析［10］，得到了Libpurple实现音视频数据流控制及会话管理的方法，如图4所示。图4中Src是音视频数据源，传输到FsSession进行音视频流整合、RTCP包生成、数据流管理等操作。Vol-ume和level则分别表示音频的音量与消息控制插件。Libpurple采用FsSession做会话管理，并在FsSession的基础上添加Gstreamer基础元件进行控制，完成自己需要的功能。FsSession通过选择不同的连接通道，将音视频数据流通过发送器进行发送。

Libpurple中实现了Jingle协议进行RTP通信的规范，并提供两种数据通道，RAWUDP和ICE－UDP供用户使用。在进行具体RTP视频通信时，程序根据不同情况选择不同的通道使用。图4选择RAWUDP作为数据发送通道，用户也可以选择其他通道进行数据发送。为了与Jingle协议合作完成音视频通信，Libpurple建立了一个组件对象purplemedia，这个对象在Farsight组件中提取相关的参数信息，例如编解码器信息、发送目的地址等，并传递给Jingle协议，便于Jingle协议进行通道协商。当有新的即时通信协议需要利用Farsight完成视频通信时，开发者往往需要以Libpurple为基础进行开发，完成即时通信协议在Libpurple上的移植，以实现视频通信。在众多采用Libpurple库开发的即时通信软件客户端中，Pidgin是最成功的，也是少数几个可以实现音视频通信的案例。Pidgin是一款支持多协议客户端的图形化即时通信应用程序，它可以使用AIM，Jabber，MSN，Yahoo等即时通信软件的帐号进行登录。并采用Libpurple作为开发库，利用图形开发工具包编写用户界面及各种事件提醒和任务管理，从而实现在多种即时通信协议基础上的音视频通信。

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【关键词】现场总线技术；LonWorks技术； LonTalk协议

0 引言

现场总线（Field Bus）技术的兴起，开创了自控技术的新纪元，开辟了工厂最底层现场生产设备网络控制的新天地。它不仅促进了现代企业网络技术的快速发展，为企业带来新的生机与效益，更是推动了机电一体化与工业自动化等相关企业的迅猛发展。在目前使用较频繁的现场总线中，LonWorks技术的网络协议遵守ISO/OSI全部的7层模型的网络协议，包含了Field Bus、Device Bus、Sensor Bus三层应用层次的总线技术，是目前应用领域最广泛、技术最完整的一种现场总线新技术[1]。

1 LonWorks技术的形成与特点

1.1 LonWorks技术的发展过程

美国Echelon公司在1990年12月发表了LonWorks测控技术，最初该公司提供的是一个局部操作网络，但该网络具备了开发性、互操作性极强的特性，并且是无专利权的低层通信网络。LonWorks技术是一个开放的控制网络平台技术，是目前全球最为广泛的用来连接设备的标准。LonWorks产品主要包括Neuron、路由器、网络服务工具、网络接口及收发器、开发工具等。逐渐形成以下特性：

1）成熟的开放工具，主要部分重新基于Windows操作系统编写，编写插件程序的工具已不断更新，编辑资源和代码生成工具都得到完善，尤其在编程语言上进行了改善，例如NeuronC语言，固件已经可以支持3.3V Neuron芯片等。

2）开发了i.Lon产品系列。

3）开发了智能收发器系列。

4）开发了企业级平台应用软件Panoramix。

5）研制了网络能源服务系统等。

LonWorks技术充分结合了互联网的优势，形成了 LonWorks控制网，对日常设备的控制应用推向了一个新的应用层次，能给用户提供点到点的控制应用方案。经过十几年的发展，LonWorks技术已成为目前世界上应用最广、最有发展前途的现场总线之一。现已有近5000家机电或工控企业应用LonWorks技术，已安装3000万个LonWorks智能节点。

LonWorks技术应用的通信协议称作LonTalk协议。1997年8月，LonTalk协议被美国电子工业协会的集成家庭系统技术委员会确定为家庭网络的标准。随后，世界很多行业标准部门已吸收LonWorks技术作为其正式的行业标准。

1.2 LonWorks技术的特点

LonWorks技术的主要有两个方面的特点

1）LonWorks网络技术是完全开放的网络技术。应用分布式智能设备组建LonWorks控制网络，同时也支持主从式网络结构，支持各种通信媒体，包括双绞线、电力线、光缆、无线。

2）LonWorks网络技术具备互操作性。LonWorks一般采用LonTalk通信协议，LonTalk技术具有互操作型的标准，符合LonTalk标准的设备，无论来自任何生产厂商都可以集成在一起，形成多厂商、多产品的开放系统。

1.3 LonWorks技术的定位

智能化系统的构成可分为上下两层：上层是信息网，下层是控制网。这是基本功能、性质和特点不同的两种网络。信息网的基本功能是完成信息的发送、传输和接受；控制网主要是作为过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域现场自动控制设备之间互联的通信和控制网络，最终要实现各系统现场的仪表、传感器、执行器、被控设备等的联网通信、测量和控制。

2 LonWorks网络组成与通信协议介绍

LonWorks网络是局部操作网络，是跨越传感器级、现场设备级和控制级的底层设备网络，其网络规模相当于局域网。LonWorks网络采用分布式结构，为无主结构，实现网络上节点互相通信，即点对点方式或对等通信，适用于智能大厦、家庭自动化、交通运输系统、公共事业和大量的工业系统。

2.1 LonWorks控制网络的结构

LonWorks控制网络的结构主要包括以下五大部分。

1）网络协议。网络协议即是各个设备之间的数据交换、信息传递而建立的规则、标准或约定的集合，而这些规则、标准或约定和相应的进程称为通信协议。

2）网络传输媒体。通信媒体是指智能节点之间信息传输的基础――物理媒体，包括有线的电力线、双绞线、红外线、、同轴电缆、光纤、甚至是用户自定义的通信介质等和无线传输设备。

3）执行机构。执行机构包括各类传感器、变换器等。

4）网络设备。网络设备包括路由器、网络服务工具、网络接口、收发器、智能测控单元等。

5）管理软件。管理软件主要包括LonWorks所应用的为设备之间的交换控制状态信息而建立的一个通用的标准，即LonTalk开放式通信协议。

2.2 LonTalk网络通信协议介绍

LonWorks技术的核心是面向对象的LonTalk网络通信协议，LonTalk网络通信协议固化在神经元芯片内，完全支持 ISO组织制定的7层网络传输协议，并可使简短的（几个至几十个字节）控制信息在各种介质中可靠性高，实时性高，而且维护的成本非常低。LonTalk协议是直接面向对象的网络协议，结合面向对象的专门为神经元芯片而设计NeuronC编程语言，使它实现了现场总线的应用要求。

3 结束语

LonWorks技术是目前世界上应用最广、最有发展前途的现场总线之一，是解决许多实际控制问题的一种有效方法，在工业控制领域、建筑物智能化、能源等领域中取得了令人瞩目的成果。LonWorks形成了全面的分工合作体系，在国内将会有实质性的发展。

【参考文献】

[1]高安邦.机电一体化系统实用设计案例精选[M].北京：中国电力出版社.2010年6月.

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关键词：Lonworks；智能建筑；系统集成

1 引言

随着信息技术、通信技术及计算机控制技术的不断发展，智能建筑的集成化、智能化和网络化程度越来越高，其技术核心体现在系统集成及其通信网络上。目前，国内的智能建筑技术大都采用以单片机为核心，通过 RS-232、RS485等串行方式进行通信，这种系统因采用自身固有式通信协议而使得智能建筑集成变得困难，Lonworks现场总线因其通信协议的开放性而能很好地解决上述问题。

2 Lonworks的主要功能和特点

LonWorks是一种局部操作网络，具有完整的开发测控网络系统的平台，包括所有设计、配置安装和维护测控网络所需的硬件和软件。Lonworks支持不同得传输介质之间的通信，如双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电力线等多种通信介质。遵守开放系统互联OSI完整的七层体系结构模型，具备了局域网的基本功能，具有良好的与其他异构网络的兼容性，提供了与LAN的接口，从而实现了二者的有机结合。

Lonworks使用了具有分布控制与通信联网功能的大规模集成神经芯片，构成各个智能监控节点，通过网络收发器及网络通信媒体将各种节点构成全分布式局部操作网络。LonWorks 网络的基本单元是智能节点，完整的网络智能节点包括神经元芯片、电源、收发器和监控设备接口的I/O电路，如图1所示。

Lonworks的通信协议LonTalk固化于神经芯片中，是直接面向对象的网络协议，LonTalk协议支持多种传输介质和多种传输速度，其地址设置方法提供强大的寻址能力，提供了可靠的通信服务，保证了数据的可靠传输。发送的报文都是很短的数据，一般是几个字节到几十个字节，因此，网络具有较高实时性，但其通信带宽不高，一般为3kbps～20Mbps。

3 基于Lonworks的智能建筑系统集成

LonWorks 现场总线技术构成控制网络时支持多种传输媒介，通过收发器提供多种典型的拓扑结构，支持诸如总线型、星型、环型、混合型，故给智能建筑集成技术提供了极大的方便。

给出基于Lonworks的智能建筑集成系统解决方案。该系统具有实际物理星型网络拓扑，该建筑内部每一住户室内装有一个用户监测器，负责整个住户室内安全状态信息的监测和传送；对每一幢居民楼使用一个智能通信节点，主要负责采集整幢居民楼中每一住户室内的报警信号数据以及水、电、气三表的使用情况，并将这些数据通过LonWorks网络上传至中央监控计算机。该系统克服了分布式控制系统体系结构所存在的固有缺陷。在网络通信中以网络变量的形式共享网络数据，使得网络上的智能节点之间的通信效率大大提高，从而提高了控制系统的实时性。系统的可靠性高，采用了现场4 结束语

Lonworks现场总线技术是一种全数字化、全分散、全开放、可互操作和开放式互联的新一代通信系统，具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性强、实现了控制管理一体化的结构体系等优点，成为智能建筑系统集成中的关键技术，得到广泛应用。

参考文献：

[1]张惠丽. LonWorks 技术在楼宇自动控制系统方面的应用[J]. 内蒙古石油化.2008，10：105-106.

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关键词：通信协议宏； PLC； 串行通信； 自动化

近年来，随着科学技术的发展，中波广播发射机也从过去的电子管板调机发展为全新的全固态机，为实现自动化控制奠定了基础。中波广播自动化控制系统常采用可编程序控制器（PLC）做为前端控制器，通过PLC的输入、输出模块对发射机进行现场接入控制。但对于那些提供通信端口的发射机或设备，其内部已经配置了微控制器和采样控制回路，如果还是采用现场接入控制，不仅功能重复，而且有的时候难于实现，例如Thomcast的M2W型中波发射机，电路板集成度高，对接入参数非常敏感。对于这种类型的设备，只能是通过其串行口，利用其通信协议来实现工作状态的数据监测和控制。如果使用把监测控制软件放在服务器上运行的方式，那么当网络有故障时设备将失控，因此安全性不够，最好把监测控制软件放在其上位机的PLC中。过去只包含I/O模块的PLC是无法实现串行通信功能的，而PLC通信协议宏的出现解决了这个问题。以下着重介绍使用协议宏来解决Thomcast的M2W型中波广播发射机的自动化控制问题。

1 中波发射自动化控制系统的总体构成与功能

厦门广电集团发射中心202台中波发射自动化控制系统主要由受控系统、前端监控器、网络和系统服务器等四部分组成。网络结构的拓扑结构如图1。

图1

总体采用现场分布式结构，每个受控系统都有自己独立的前端监控器，并在其监控下工作。受控系统由主/备发射机、同轴开关、假负载、音频矩阵及温控器等组成。

前端控制器采用OMRON公司生产的CS1H-CPU63型可编程序控制器，它是实时监控系统中最基本、最核心的单元，在整个系统中起着承上启下的作用。它能够脱离上位软件和网络连接而独立完成对受控系统的监测和控制，对受控系统各种异常状态用不同的方式发出告警信号，并能够存储开关机时间表等日常管理流程数据。

自动化控制系统的主要功能分为：①基本控制功能(远程控制及自动开关机等)；②开关量、模拟量的监测；③开关机时间表的设定；④与用户系统及服务系统的通信功能。其中前两项功能通过PLC通信协议宏来实现。

2 Thomcast公司M2W发射机提供的通信协议分析

M2W发射机的标准通信协议帧的格式分为：写控制帧（控制量）和读控制帧（状态量）。如下表，我们把常用的一些常用的操作指令列出来。

2.1 写控制：（开关机控制量）

特别说明：在M2W发射机内部PLC是采用文件的格式存储机器信息的，其中：N1——遥控连接的直接命令输入；N2——本地连接的直接命令输入（发射机触摸屏）；N3——发射机实际数据。N1文件在指令写入时发射机将做出反应，从N3文件则可读取机器的实际数据进行监测，通过对这两个文件的修改和读取来实现发射机的控制。

3 OMRON通信协议宏的简介与应用设计

3.1 通信协议宏概述

通信协议宏是PLC具有的一种通信控制功能，用于为符合具有串行通信端口的通用外部设备的通信规范的通信协议创建宏。支持与几乎所有具有RS-232C或RS-422A/485端口外部通用设备的通信，通过编制通信协议指令实现对外部通信设备的相应数据采集和控制。

CX-Protocol是创建协议宏应用软件。协议宏由通信指令系列组成，支持硬件是PMSU(串行通信单元)。CX-Protocol将协议宏传送至PMSU、通过CPU单元上的PMCR指令来指定协议宏的序号并执行通信序列。一个通信指令序列由若干步组成，每个步由发送、接收或者发送与接收指令组成；可允许用户根据处理结果来重复、结束这些步或者对这些步生成分支。

3.2 通信协议宏的创建

 根据上面的表格，我们先将这些常用操作指令转换成发射机通信协议的指令帧(即协议宏的通信报文)，通信报文分为发送报文和接收报文，包含有：报头、地址、长度、数据、错误检验码和终止符，但每个字段不是必需的，在发送报文中，可以仅有数据字段（实际上数据字段就已经包含有报头、地址、错误检验码和终止符）；在接收报文中，存在终止符时，报头、地址、长度、错误检验码也可以不存在，如果数据长度固定，则终止符也可以不存在。

根据M2W发射机的协议说明，无论在写或读操作，发送完成后发射机均会返回一个响应帧，如果出错则要求重发，正确则发送“1006”确认该操作。

3.3 写控制帧格式

发送命令：<DLE>+<STX>+<DST>+<SRC>+<CMD 0F>+<STS>+<TNS>+< FNC AA>+< Byte Size>+<File Type>+<Ele.No.>+<S/Ele.No.>+<DATA>+<DLE>+<ETX>+<CRC16>

返回：响应+<DLE>+<STX>+<SRC>+<DST>+<CMD 4F>+<STS>+<TNS>+<EXT STS>+<DLE>+<ETX>+<CRC16>其中，发送报文可以定义<DLE>+<STX>为报头字段；<DST>+<SRC>为地址字体；<CMD 0F>+<STS>+<TNS>+< FNC AA>+< Byte Size>+<File Type>+<Ele.No.>+<S/Ele.No.>+<DATA>，可这数据字体，<DATA>为写入N1中相应操作位的数据<DLE>+<ETX>为终止符；<CRC16>为错误校验码。接收报文中的“响应”有三种：接收正确─“1006”；接收错误─“1005”；校验错误─“1015”

以发送“开机”操作指令为例：10 02 01 09 0F 00 88 03 AA 02 0F 89 02 00 01 00 10 03 20 8d将N1中的“开机位”置“1”，返回：10 06 10 02 09 01 4F 00 88 03 10 03 0d c4，则再发送“1006”确定执行开机操作。如果返回“1005”或“1015”则重发操作指令。

3.4 读控制帧格式

发送命令：<DLE>+<STX>+<DST>+<SRC>+<CMD 0F>+<STS>+<TNS>+< FNC A2>+< Byte Size>+<File Type>+<Ele.No.>+<S/Ele.No.>+<DLE>+<ETX>+<CRC16>返回：响应+<DLE>+<STX>+<SRC>+<DST>+<CMD 4F>+<STS>+<TNS>+<DATA >+<EXT STS>+<DLE>+<ETX>+<CRC16>其中< FNC A2>+< Byte Size>+<File Type>+<Ele.No.>+<S/Ele.No.>给出功能码和读取的范围和文件类型，其它字段与写控制的相同。返回时，<DATA>字段为读取的机器状态数据，可用W（）指令写入DM数据存储区。

由于读取范围要求不超过240字节，机器的状态数据需要分三次才能全部读出，如发送：10 02 01 09 0F 00 01 01 A2 EE 11 89 00 00 10 03 e0 0f则返回10 06 10 02 09 01 4F 00 01+<DATA>+00 10 03 28 64，这样我们可以读取到0～240字节的数据，其它数据读取修改范围即可。

3.5 协议宏的创建

协议宏的一个序列由最多16个步组成，一个步包含一条命令操作，该命令分为：“发送”、“接收”、“发送与接收”、“打开”、“关闭”、“刷出”或“ 等待”，通过步中的“下一个过程/出错过程”来指定执行下一步。协议宏就是通过“步”发送和接收处理通信报文，完成指令操作的执行，所以创建协议宏可分两步完成。（1）首先，将“开机”操作指令按写控制帧格式转换成协议宏的发送报文（Send Message），Send Message为：<DLE>+<STX>+<DST>+<SRC>+<CMD 0F>+<STS>+<TNS>+< FNC AA>+< Byte Size>+<File Type>+<Ele.No.>+<S/Ele.No.>+<DATA>+<DLE>+<ETX>+<CRC16>，按图2设置相应字段并存储为Send Message 1，也可直接设置在数据字段里。

图2

然后，按返回的数据格式编制 “接收报文（Recv Message）”，Recv Message为：响应+<DLE>+<STX>+<SRC>+<DST>+<CMD 4F>+<STS>+<TNS>+<EXT STS>+<DLE>+<ETX>+<CRC16>，也设置相应字段并存储为Recv Message2。如果是读命令，则将该数据写入DM存储器中。（2）在“步”中设置命令为“发送与接收”，发送报文设置为创建的“开机”发送报文，接收报文可以设置为 “接收报文”或“矩阵”，然后再选择“下一个过程”。其执行流程如图3所示。

图3

3.6 CX-Protocol软件操作

（1）创建各报文：打开CX-Protocol软件，从“File”（文件）菜单中选择“NEW”（新增）创建一个项目，创建项目后从PLC菜单中选择“Edit PC-PLC Comms Settings”（编辑PC-PLC通信设定）；在项目文件下创建协议列表（New Protocol list），右键点击“Create/Protocol”（创建/协议），指定下列项：协议名称、序列起始号、序列结束号和目标；右键点击“Create/Sequence”编制协议序列，指定下列项：链接字、传送控制参数、响应类型和监测时间（Tr、Tfr、Tfs），一个协议序列对应一条M2W发射机操作命令；在通信序列中右键点击“Create/Step”（创建/步），指定下列项：重复计数器、命令、重试计数、发送等待时间、发送报文、接收报文、有/无响应写入、下一个过程和出错过程，每一步就是一条协议指令。右键点击步列表中的“Send Message”（发送报文）或“Receive Message”（接收报文）字段，然后从弹出菜单中选择“New Message”（新报文），将全部使用到的协议指令输入为通信报文，必要时做好注释，便于读懂程序。（2）创建矩阵：如果要根据不同的响应报文决定下一步执行的步（Step），就需要创建矩阵来完成。右键点击“Create/Matrix”（创建/矩阵）和“Create/Martrix Case”（创建/矩阵实例），预先设定可能返回的响应报文数据，改变各响应报文的下一个控制步，一个矩阵中允许最多设定15种报文。如图4，写控制指令时，可将“接收B“设为”1006，下一步为发送“1006”确认；“接收C”为“1005”和“接收C”为“1015”，下一步为重新发写指令。（3）传送项目：选中项目名称，点击菜单Protocol-Download Protocol，将以上创建的项目传送至PMSU（从个人计算机到PMSU）。

图4

3.7 创建梯形图程序

梯形图程序主要有按时间表自动试机、开关机程序和故障处理等程序。梯形图程序段较长，这里主要介绍在梯形图中如何调用协议宏指令。在梯形图中通过使用PMCR命令来调用协议宏指令，首先为PMCR指令分配一条功能代码，然后执行PMCR指令。

图5

如图5所示：控制字1为#02E1，其中0为通信端口（内部逻辑端口号0）；2为端口2；E1为内插板（串行通信板）；控制字2为#2，表示执行02号通信序列。第一个发送字为100，发送数据首字（DM100）

第一个接收字为200，接收数据存储首字（DM200）。当“T机开机”位1213.14置ON并将协议宏执行标志（1919.15：端口2）置OFF时，将调用PMSU上注册的02号通信序列，从而在通信端口允许标志（A202.00：使用0号通信端口的内部逻辑端口）为ON的情况下经由PMSU的端口2发送和接收数据。

4 系统硬件连接与测试

4.1 PLC需要用到的两个通信连接

4.1.1   电脑CX-Protocol软件与PLC的编程连接

首先，必须先用编程电缆将电脑CX-Protocol软件连接到PLC的CPU外设口或内置RS-232C口上，然后，设置PLC“设备类型”、和“网络类型”。

4.1.2   PLC通信板（CS1W-SCB41-V1）与受控通信设备的通信连接

（1）将串行通信板（CS1W-SCB41-V1）插入CS1的CPU模块中，设置终端电阻ON/OFF开关为“ON”及线制开关2线/4线拨到“4”的位置。将通信板（CS1W-SCB41-V1）上的端口2（RS-422A/485）与M2W发射机的RS-485端口连接。（2）制作通信板与发射机的数据连接线，并连接好两端通信口。（3）根据M2W的通信协议参数设定为：协议：全双工；和检验：CRC；COM口：RS422；波特率：19200；每字位数：8；奇偶Parity:偶数；停止位Stop bits:1。

5 系统调试

CX-Protocol提供了数据跟踪和监测功能，当执行数据跟踪操作时，从该点开始，串行通信板对发送/接收报文中按时间顺序排列的数据执行跟踪记录，通过跟踪发送或接收数据和信号，可根据步来检查发送或接收和各条报文的内容并将其与预设的序列进行对比，查找程序的出错原因。笔者在调试中体会到在使用通信协议宏时，必须注意下面几个问题，否则可能会造成通信失败。（1）执行PMCR指令时，最好使用上升沿微分触发PMCR指令，否则可能引起各条指令间的冲突。（2）根据实际测试发射机的接收和反馈时间，设置发送完成监测时间Tfs为0.2S、接收等待监测时间Tr为0.2S和接收完成监测时间Tfr为0.4S，既能保证指令的完整发送，又节省等待时间，并可以防止协议宏进入死锁状态。（可参考操作手册中监测时间的计算方法）。

6 出错处理

PLC设置有特殊辅助区，存储PLC运行状态，协议宏在发生以下任一错误时，根据设定的重试计数自动重复执行同一个步（最多3次）：① 监测时间（Tfs、Tr、Tfr）已过。②发生了接收通信错误。③接收报文不正确。④校验码存在错误。

发生异常时，可通过这些状态了解异常情况，并可应用这些状态位进行程序保护。以CS1为例常用的有：

7 结束语

通信协议宏不单可以实现对中波发射机房M2W发射机的自动化控制，而且还可以应用在各种具有串行通信端口的设备上；如果采用RS-422A/485串行通信端口，还可以实现1：N控制（最多32部）外部通信设备。此应用系统在我台投入运行以来，能安全、稳定、可靠地工作，整个控制系统灵活、方便、一体化控制，大大提高了广播播出系统自动化、网络化的管理水平，具有很好的实用性和行业中的推广价值。

篇13

计算机通信结构主要是基于国际广泛认可的OSI模型，这种结构模型包括七层协议：物理层、数据链路层、网络协议层、传输协议层、会话层、表示层、应用层。为了方便计算机通信的可靠性和实用性，要保证数据传输的安全性和可靠性，实现两个计算机终端之间的数据传输和相互识别，实现不同数据终端之间的信息交流和结合。数据通信以数据传送为主，图形处理为辅，同时考虑其他多种高级语言的兼容性和数据接口。根据不同用户对象和应用范围，确定计算机通信结构，不仅要考虑到计算机通信的使用性，而且要系统功能的全面性和系统性。计算机通信的主要结构。通信方式可以有两种方案：①通过查询式的信息查询方式；②中断服务程序实现通信。本系统的通信方式采用中断服务程序中断实现远程计算机之间的通信。系统基本的通信模块是一个嵌入式系统，主要有两个部分组成：①实现通信口链接、读取数据、形成数据队列和是否能够进行通信的通信驱动模块；②完成通信和信息传递功能的通信用户接口程序。计算机通信的通信方式又可以分成三种方式：文件通信、电话通信和图形通信，其中电话通信是封闭式交互通信，有一个电话接口，可以最高效率完成通信。即使是非专业人员只要通过简单培训就能掌握整个通信操作过程。计算机通信技术可以采用不同的通信协议，比如CAN总线通信协议，以太网上的TCP/IP通信协议。通信软件可以实现函数调用发送和信息接收的功能。

2计算机通信技术在管理信息系统中的技术要点

计算机通信可以完成大信息量的储存和处理，实现数据之间的通信。从目前计算机通信技术的发展速度来看，使用计算机通信技术建立管理信息系统是十分必要。

2.1计算机通信技术可以实现数据传送，保证数据有效性

计算机通信技术可以实现数据准确高效传送，是管理信息系统的发展方向。管理信息系统可以在不同标准协议指导下，实现不同设备终端的信息传送，在管理信息系统中计算机通信技术得到了广泛应用。管理信息系统最大优势是具有服务和决策功能，也是一个管理信息系统有效性的重要指标，计算机通信技术是构建管理信息系统的重要工具，不仅保证数据传送的高速和正常，而且错误率极低，又效率极高。

2.2计算机通信技术能保证基本功能实现，提高管理效率

计算机通信技术可以实现管理信息系统的基本功能，比如数据处理、预测计划、控制辅助决策等功能。只有通过计算机通信技术的才能达到管理信息系统的要求。计算机通信技术的优点正好能够切合管理信息系统的要求，所以说计算机通信技术是管理信息系统发展的必然要求。管理信息系统在运行中，计算机通信技术可以提高系统整体管理效率，解决计算机之间的通信问题，比如缩短数据传送时间，缩短系统运行时间。

2.3计算机通信技术在数据处理和预测功能的应用

计算机通信技术能够满足管理信息系统对数据处理的要求，不仅能够保证数据处理的高效性和数据传输质量的优良性，而且在数据处理方面的优势无与伦比。计算机技术在管理信息系统的数据处理得到了十分广泛的推广，并且成为了数据处理的主流技术。数据处理和传送是计算机通信实现预测功能的基础，为提高和保证预测准确性提供必要的技术支持，能够充分发挥计算机通信技术预测功能的优势。

2.4计算机通信技术在计划决策和控制方面的应用

管理信息系统的控制功能是以数据库储存的数据为实现对象的，主要依赖的技术是计算机通信技术。从控制功能方面来看，计算机通信技术的控制有效性很高，比如TCP/IP协议传送数据的有效性能够得到很好的保证，确保控制信息的准确和精确，业已成为管理信息系统中应用最为广泛的通信协议。计算机通信技术在实现管理信息系统决策功能中也有着重要的意义，可以准确对数据进行处理和整合，提高传送效率，实时决策信息的传递。例如，计算机可以经过建模和仿真完成信息管理和决策的制定，提高最后决策的有效性。

3计算机通信在管理信息系统中的发展方向

计算机技术发展迅速，日新月异，计算机通信技术也随着计算机技术的发展而突飞猛进，管理信息系统也是处在改革变化过程中。所以计算机通信技术必将引领管理信息系统的发展方向。在可预见的时间内，计算机通信技术将会朝着可视化、智能化、个人化的多媒体方向发展，形成系统的多媒体通信网络，实现交互式访问，广播式的操作管理。无线通信是计算机通信的另一个方向，传统意义上管理信息系统的建立使用和信息传输离不开线缆等实体物，但是无线通信的出现和使用将管理信息系统的适用范围大大扩大了，可以任意时间进行数据的读取和处理，实时掌握系统状况，及时下达命令，做出最优决策。

4结语

篇14

关键词：铁路信号 系统安全通信设计 安全标准

中图分类号：U284 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（a）-0018-02

1 安全相关系统通信结构

通常安全相关系统是由多个子系统构成，各个子系统之间的通信是否安全是本文的研究对象。以下图为例：安全相关子系统通常可粗略的分为以下3层：物理层、数据链路层、应用层。其中物理层和数据链路层可以合并，统称为平台层。数据链路层中对外通常会有通信协议，这类通信协议的组包和解析工作如果是由集成芯片自动完成的（比如HDLC协议由64570芯片自动解析），或者协议是民用的标准协议，比如TCP/IP协议由网卡驱动自动解析，那么，这些协议所做的所有校验工作都不会被安全系统所信任。安全通信协议研究的范畴是基于应用层，也就是由安全相关子系统的设计人员在应用层追加一层安全层来完成安全通信协议的所有防护要求，这里提到的安全层是接下来章节所要研究的重点。

图1为安全相关子系统通信结构图，安全相关子系统A与B通信，应用层数据外面叠加了平台层数据后，构成了在物理链路上传输的安全相关数据帧。为了防护从应用层到平台层数据的失效，或者不采信平台层所做的所有防御性校验，在应用层中，将应用数据叠加一层安全协议，构成了图1中的“安全相关应用数据”，使得在失效发生时，接收端安全相关子系统能够通过安全协议校验出异常，从而能够防止系统使用已经实效了的数据。

图2为链路上传输的安全相关数据帧格式的示意图，该图能够更加明确的表达各层数据协议的关系。其中“安全协议”部分应满足EN50159标准中提出的安全要求。

2 安全通信协议的基本要求

在EN50159中规定，安全通信协议应该能够防护以下七类危害。

2.1 重复（Repetition）

在通信链路出现重复的数据包，即在接受方接收到多次相同的数据帧。

2.2 删除（Deletion）

某一个数据包在传输过程中丢失，未能到达目的地。

2.3 插入（Insertion）

在传输过程中，入一个数据帧。

2.4 乱序（Re-sequence）

到达目的地的数据帧与数据源发出的数据帧顺序不一致。

2.5 破坏（Corruption）

数据帧的任意位都有可能由于传输系统的干扰或其他原因而发生改变。

2.6 延迟（Delay）

数据帧到达目的地的时间晚于预期。

2.7 伪装（Masquerade）

攻击方恶意仿造传输系统中的有效数据，并将其发送给任意接收方。

防护上述危害可以采用很多方法，比如：在协议中增加“序号”，使用时间戳，使用超时判断，使用源、目的标识，使用消息反馈机制、使用安全编码，增大码距，使用信息加密技术等，传输系统中存在的危害与防护措施之间的关系，可以用表1来表示。

3 实例研究

事实上，在实际应用中，有些既有系统为了保证其兼容性，既要保证其通信的安全性又不能按照上章节介绍的方法使用防护措施。本章节，笔者将给出一个实例，来介绍在不修改原有通信协议的基础上，通过修改硬件结构设计，仍能够防护通信系统中几类常见的危害。

3.1 既有系统的协议模型介绍

如图3所示，既有系统中，除了应用数据外，安全协议只包含“序号”一种防护措施，由表1可知，能够防护重复、删除、插入、乱序的威胁。

序号每通信周期递增1，至255后循环递增为1。也就是说，在正常情况下，接收方接收到的序号应是连续且递增1的。下面将从接收方的角度逐个分析表1中所述的7个威胁是如何防护的：

重复：当接收方接收到了重复的数据帧时，其序号与前一帧的序号应是相同的，检测到该异常时，应将重复收到的数据帧丢弃，从而可以防止使用重复数据。

删除：当接收方接收到的数据帧的序号发生了跳变，如本应接收序号为2的帧，但是接收的数据帧序号为3，说明序号为了2的数据帧丢失，此时接收方应将其记录，如果连续发生丢失数据，则判断为通信故障，何时判断为通信故障，需视容忍程度而定，如果一定要执行严苛的规定，丢1帧即判定为通信故障也未为不可，只是会影响系统的可用性。

插入：当通信系统中多出一个数据帧时，其序号要么出现重复，要么出现跳变，接收方也可诊断出该失效。

乱序：当接收方接收到数据的顺序与预期不符时，即发生了乱序，这类失效也可通过序号的辨识来诊断出来。

延迟：两安全相关子系统通信协议中对超时判断有了规定，当超过预定超时判断时间时，将会被判断为通信故障，使输出导向安全。因此，该既有通信协议对“延迟”的威胁也具备防护功能。

破坏：由于安全相关应用层数据中没有安全编码或CRC等常用的校验，因此该系统无法防护从应用层到平台层数据被破坏，即使平台层中有芯片驱动做的简单的校验，也不能被安全相关系统所采信。因此，该既有协议不能够防护数据“破坏”的威胁。

伪装：由于本文所讨论的系统是一个封闭的系统，即EN50159 2010版中描述的1类系统，因此不考虑伪装的威胁。

由上述分析可知，该既有协议的“序号”和“超时判断”能够防护除了“破坏”之外的所有威胁，在此系统中不考虑“伪装”的威胁。因此，如何防护“破坏”的威胁，是对既有系统改造时需要考虑的问题。

3.2 既有系统通信架构模型介绍

图4为既有系统的通信架构模型，下文所述的既有系统为架构模型中的“安全相关子系统1”。安全相关子系统中的两个CPU同时接收来自安全相关子系统2的数据，CPU2将自身解析后的结果发送给CPU1，CPU1用自身的解析结果与CPU2的解析结果进行表决（比较），一致后通过平台层发送给安全相关子系统2。

在该架构中当应用数据从CPU1到平台1的传输过程发生了“破坏”，安全相关子系统2是无法识别的，因为从上章节分析可知，CPU1的应用层无安全通信协议，平台1仅完成了数据链路层的协议组包工作，因此安全相关子系统2仅能识别从平台1到安全相关子系统2过程中所发生的实效，但是之前讨论过，数据链路层的任何协议都不被信任，也不认为是安全校验，因此这些防护还不足够。

3.3 改进后系统通信架构模型

为保证原有系统通信协议的兼容性，不能通过修改通信协议来解决数据被“破坏”的威胁，因此，修改了既有系统的硬件架构，修改后的系统架构模型如图5所示。

CPU1和CPU2将各自解析的结果传递给对方，并用自身计算的结果跟对方计算的结果进行表决（比较），并将表决结果传给平台层，平台1将平台层协议组包后的数据与平台2组包之后的数据进行表决（比较），表决通过后，将数据发送给安全相关子系统2。

3.4 改进后系统分析

系统架构改进后，由于原有的通信协议没有变，因此，表2中已经满足安全通信设计原则的，在改型后仍然满足。所以数据被“破坏”的威胁是否能在改型后被防护是本节分析的内容：

分析前提：仅考虑单一故障的可能，不考虑多重故障同时发生。

假设从CPU1到平台1的链路中，数据由于干扰等诱因被“破坏”，也就是说数据内容发生了突变，那么该数据失效是否能够在该系统内部被发现呢？该设计中采用了信息回传的方法，也可称之为feedback的一种，即将平台1和平台2即将发出的数据进行表决（比较），比较一致后才将数据发出，这样即使在某一个通路上发生了数据“破坏”，在两路数据表决时仍能够识别出失效，因此可以得出结论，改型后的系统架构能够防护“破坏”的威胁。改型后系统安全防护措施分析结果统计如表3所示。

4 结语

在EN50159标准中建议的防护措施有很多，为了防护安全通信系统中的7种威胁，可以采取标准中建议的安全设计原则，也可以通过硬件架构设计来创造条件，以满足相同的安全要求。安全通信系统的“本质安全”是设计出来的，可以通过设计安全通信协议来满足需求，也可通过硬件架构设计来实现，总而言之，设计是灵活的，要充分考虑安全需求和安全设计原则，更要考虑产品的具体应用。

参考文献