通信协议范文10篇

[摘要]本文基于局域网环境，以WindowsNT为主，同时兼顾NetWare、Windows95/98等操作系统，介绍和分析了常用通信协议的特点、性能和必要的配置方法。

[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.

[摘要]本文基于局域网环境，以WindowsNT为主，同时兼顾NetWare、Windows95/98等操作系统，介绍和分析了常用通信协议的特点、性能和必要的配置方法。

[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.

随着半导体制造工艺技术的发展，单芯片集成度一直遵循着摩尔定律发展，目前单芯片已集成上千万逻辑门。传统的SoC(片上系统)设计方法已成为当今IC设计的主流_】]。SoC设计采用总线架构技术，将整个系统功能模块集成到一片硅片上。然而，随着片内资源规模的扩大，尤其在多处理器系统设计中，SoC技术遇到了巨大挑战：系统地址空间有限，不能无限地增加系统模块；采用总线架构不能支持两个或两个以上功能模块同时占用总线，降低通信效率；全局时钟同步结构大大增加系统功耗[2-3]。为了解决多处理器系统中基于总线架构的SoC设计面I临的困难，国外一些研究机构于本世纪初提出了基于片上网络(NetworkonChip，NoC)的IC设计方法。NoC的核心思想是借鉴计算机网络技术L4]，采用路由和分组交换技术代替总线架构，从体系机构上彻底解决多处理器通信的发展瓶颈]。NoC架构与SoC架构相比主要的优点有：地址空间易于扩展，可集成无限多个功能模块；具有并行通信能力，多个功能模块可同时传输数据；采用全局异步局部同步(GloballyAsychronousLocallySynchro—nous，GALS)的时钟策略，每个通信节点工作在独立的时钟，可有效降低系统功耗和设计面积。NoC架构将是未来系统设计的发展方向。目前，国内科研机构对NoC的研究还处于理论研究阶段，主要针对NoC的拓扑结构及数据在通信节点之间传输的路由算法进行研究，取得了一系列研究成果。然而，还未发现有针对NoC架构中资源节点内部模块扩展及其传输控制的研究。笔者重点介绍NoC结构的组成、工作原理，提出一种适宜NoC资源节点通信的单向总线传输协议，借鉴以太网技术定义了数据帧格式。设计采用MicroBlaze软核处理器作为主资源节点，Flash控制器和RS232串口控制器作为从资源节点，采用VHDL硬件描述语言描述各个功能模块，在XilinxFPGA开发板上验证。

1NoC体系结构

NoC设计利用拓扑结构实现内部资源节点的通信，拓扑结构是NoC设计的关键技术之一，常用的拓扑结构有蜂窝结构、2D—Mesh、3D-Mesh、To—rus、Fat-tree、八角形结构、Proteo等_6’。其中，2D-Mesh结构简单，易于硬件实现和网络扩展。笔者采用2D—Mesh拓扑结构为例介绍NoC体系结构，如图1所示。图1中，S表示通信节点，实现相邻节点的数据传输，每个通信节点与周围4个通信节点和1个本地节点相连；R表示资源节点，数据传输的发起者或接收者，可以是处理器、存储单元、ASIC、特定功能模块IP等；RNI表示资源节点网络接口l8]，连接资源节点与通信节点，实现传输数据的打包和解包。资源节点发送数据时，发送数据经资源网络接口打包成网络传输帧格式，输出到本地通信节点。根据发送数据的接收目的节点，采用一定的路由算法，确定XY路由和自适应DyAD路由算法，实现简单、并能够有效避免锁死现象E9]。利用电路交换或包交换方式，源通信节点将数据传输到目的通信节点，目的通信节点将接收的数据发送到本地资源网络接口，经过解包操作将有效数据传输给本地资源节点。从图1可以看出，多个资源节点可以同时在2D—Mesh网络中进行数据传输，增强了系统并行处理能力。然而，随着系统规模的扩大，如果每个资源节点只包含一个处理单元，则网络拓扑结构庞大，数据传输延迟增加，降低系统性能。如果每个资源节点包含一个处理系统，该系统由一个主资源节点和若干个从资源节点组成，则每个资源节点的功能增强，网络拓扑结构精炼，增强系统功能。主资源节点与从资源节点的通信可以采用传统的总线架构，如AMBA、Wishbone、CoreConnect等，但随着从资源节点数目的增加，通信效率将成为上述总线应用的挑战。为了增强NoC架构中资源节点系统的处理性能，笔者提出一种新的单向总线通信协议，实现主资源节点与从资源节点的并行通信。下面将详细介绍该总线协议的工作原理及实现方法。

2单向总线的设计

单向总线结构如图2所示。图2中，MR表示主资源节点(MasterResource)；SR表示从资源节点(SlaveResource)；MRNI表示主资源节点网络接图2旱同总线结构口(MasterResourceNetworkInterface)；SRNI表示从资源节点网络接口(SlaveResourceNetworkInterface)。主资源节点独占总线由时钟线和数据线组成，通过该总线，主资源节点可向各个从资源节点同时发送数据；从资源节点共享总线由时钟线和数据线组成，各从资源节点通过该总线向主资源节点发送数据。每个从资源节点网络接口都与仲裁模块相连，由总线占有请求信号线和仲裁模块产生的应答信号线组成。

2．1单向总线工作原理

1网络通信协议

目前，局域网中常用的通信协议主要有：NetBEUI协议、IPX/SPX兼容协议和TCP/IP协议。

1.1NetBEUI协议①NetBEUI是一种体积小、效率高、速度快的通信协议。在微软如今的主流产品，在Windows和WindowsNT中，NetBEUI已成为其固有的缺省协议。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。②NetBEUI中包含一个网络接口标准NetBIOS。NetBIOS是IBM用于实现PC间相互通信的标准，是一种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。

1.2IPX/SPX及其兼容协议①IPX/SPX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。②IPX/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。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，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，IPX/SPX也叫做“Novell的协议集”。③NWLink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Windows的用户，可以利用NWLink协议获得NetWare服务器的服务。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。

1.3TCP/IP协议TCP/IP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。①TCP/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”。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。同IPX/SPX及其兼容协议一样，TCP/IP也是一种可路由的协议。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。②Windows中的TCP/IP协议。Windows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。如果Windows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。要让只安装TCP/IP协议的Windows用户加入到WindowsNT域，还必须在Windows上安装NetBEUI协议。

③TCP/IP协议在局域网中的配置。只要掌握了一些有关TCP/IP方面的知识，使用起来也非常方便。④IP地址。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。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。⑤子网掩码。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。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”；而最后一段共8位可以作为“节点ID”自由分配。⑥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。⑦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“HAOYUN”。

摘要：计算机与计算机之间的通信离不开通信协议，通信协议实际上是一组规定和约定的集合。两台计算机在通信时必须约定好本次通信做什么，是进行文件传输，还是发送电子邮件；怎样通信，什么时间通信等。

关键词：计算机网络通信协议

0引言

本文就计算机网络通信协议、选择网络通信协议的原则、TCP/IP通信协议的安装、设置和测试等，作进一步的研究和探讨。

1网络通信协议

目前，局域网中常用的通信协议主要有：NetBEUI协议、IPX/SPX兼容协议和TCP/IP协议。

[摘要]本文基于局域网环境，以WindowsNT为主，同时兼顾NetWare、Windows95/98等操作系统，介绍和分析了常用通信协议的特点、性能和必要的配置方法。

[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.

摘要：概述了智能建筑中通信协议和现场总线的现状，并就此领域内出现的新型数据通信协议——BACnet作了详细介绍。

关键词：BACnet智能建筑楼宇自动化面向对象

随着计算机、通信、控制和图形显示技术即4C技术的快速发展和全球对信息高速公路的大力建设，智能建筑，这个数字化、网络化和信息化的结合产物开始进入人们的视野。然而，如今智能建筑内各种控制功能变得愈发强大而复杂，致使不同厂商生产的设备使用于同一建筑物内，但各个厂商基本上都是开发自己专有的通信协议，于是各式各样的通信协议和设备给智能建筑的系统集成及管理使用带来诸多不便，用户处于受制于厂商而使造价提高、使用和维护费用增加的境地。所以制定一个开放的、统一的通信协议标准，并形成即插即用（plugandplay）的环境，就成为十分迫切需要解决的问题。

目前，在智能建筑领域，现场总线和通信协议主要有：（1）最初应用于工业控制领域的总线协议，如具有代表性的Profibus总线、Lonworks总线、CAN总线等；（2）专门针对智能建筑的总线和通信协议，如美国的BACnet和CEBus、欧洲的EIB等。本文就其中的BACnet作详细介绍。

图1BACnet的体系结构层次图

1BACnet协议概述

一、基于多维控制的多级安全网络通信模型

网络安全通信是实现信息系统互联互通的主要手段，因此建立多级安全网络通信模型是实现网络信息系统安全互联的重要保障。当前，虽然正对多级安全模型的研究已经取得了一定的效果，但是依旧不能够满足多级安全网络通信的实际需求，存在着灵活性较差、客体信息聚合推导泄密、传输信息泄密干扰等问题。因此，实现多级安全网络信息系统间的安全互联互通的关键是支持具有多级安全属性的网络通信安全机制。

二、安全标记绑定技术

在网络信息系统中，安全标记是强制访问控制实施的基础。实现安全标记与课堂之间的绑定是多级安全网络中实现数据安全共享的关键。实现安全标记与客体的绑定包括信息客体、进程等，当前的安全标记与客体的绑定并不能够满足多级安全控制的需要，需要对存在的问题进行分析，在此基础上提出基于数据树统一化描述的安全标志与课堂的绑定方式，从而实现了绑定的统一性，确保了安全标记的安全性，为实施更为细粒度的访问控制提供了保障。

三、信息客体聚合推导控制方法

多级安全网络中存在着客体信息聚合导致了信息泄密问题。需要对客体之间的关系进行分析，通过多级安全网络信息课堂聚合推导控制方法实现对多级安全网络访问控制策略的制定。通过对关联客体与相似客体的角度研究了客体聚合推导控制。信息客体聚合推导控制方法包括两个方面，一方面是基于属性关联的客体聚合信息级别推演方法，另一方面是基于聚类分析的客体聚合信息级别推演方法。通过这两种方式实现多级安全网络防护基本原则的改变，对多级安全网络中主体对客体的访问进行有效的控制，降低或者消除泄密的风险。

1硬件类故障

通常，RS-485收发器须在共模电压为-2～-6V或+2～+6V之间，才能正常工作，如果超出此范围会影响通讯，严重的会损坏通讯接口。由于每个电能表生产厂家的设计都不一样，因此，在测得电平值后，可查阅相应电能表的使用说明书，判断电平值是否落在规定的正常工作电压范围内。若端子间电压不在规定正常工作范围内，则可初步判断电能表通讯接口损坏。接口与读表终端接口不匹配由于电能表生产厂家与抄表终端生产厂家所采用的RS-485接口芯片不同，或设计电路的差异，在某些应用环境条件下造成接口间不能正常匹配工作。以上类型的故障属于硬件类的故障，应联系电子式电能表生产厂家的技术人员处理。

2通讯协议或连接口不匹配类故障

目前国内规定电能表的RS-485接口的通信协议为2007年使用的《DL/T645-2007多功能电能表通信协议》。相对于1997版的通信协议，2007版的通信协议增加了扩展功能中所应用的术语和定义，并且规范、统一定义及使用，避免出现歧义。因此2007年以前生产的电能表可能无法与《DL/T645-2007多功能电能表通信协议》兼容，导致485通信口通信失败。对于此类故障，只需使用合适的电能表通信规约/协议进行通信即可解决。在通过软件设置抄读多功能电能表的参数和数据时，需要使用计算机连接现场通信网络。而多功能电能表与计算机有时会出现无法连接的现象。这是由于计算机通信接口采用RS-232标准，连RS-232/RS-485构成的通信网络时，必须做232与232/485接口之间的电平转换。此类故障在满足通信可靠性的前提下，可采用简单方便的无外接电源的转换器。这类转换器不需要靠初始化RS-232串口取电，无需任何握手信号如RTS、DTR等，从而保证了在RS-232方式下编写的程序无需更改便可在RS-485方式下运行，确保适合现有的操作软件和接口硬件，可应用于主控机之间，点到多点远程多机通信网络，实现多机应答通信。

3编程或设计过程失误类故障

由于485总线是半双工通讯方式，无法同时进行收与发，发送状态与接收状态之间的转换需要一定的延时，因此《DL/T645-2007多功能电能表通信协议》规定帧间有延时，主要是给发送方一个状态转换的时间，保证接收方能完整接收返回的数据。而一些生产年份较早的多功能电能表对此考虑不够。往往表现在：①电能表从接收状态切换至发送状态。在接收到主站的请求命令帧后，未进行延时，就立刻发送应答帧，而此时主站还处于发送状态，等主站切换到接收状态时，电能表前面的数据帧已发送完，导致主站接收到的应答帧不完整，通信失败。②电能表从发送状态切换至接收状态。电能表RS-485图1多功能电能表与计算机通信接口的连接图由发送状态转为接收状态也需要延时，而有的主站在设置收发流程时，未按照接收完数据帧后需要延时的要求，马山又开始发送下一个命令帧，而此时电能表还没有切换回接收状态，通信失败。电能表485总线是一种数字异步通信方式。异步通信的收发不同步的通信特性，使接收方不能准确判断哪一个字节是一帧数据通信的开始，因此《DL/T645-2007多功能电能表通信协议》中规定68H代表一帧数据的开始，称帧起始符。有些主站在设置收发流程时未能贴近实际情况，轻率的以接收到的第一个字符作为帧起始标志数据，而不是68H为起始数据标识；若电表在68H之前发了几个命令控制字符，则接收到的数据将会同步出错。而且当总线上持续有干扰信号存在，正确数据帧会和前面若干字节的杂乱数据混在一起被接收方接收，因为无法同步处理修正，通讯也会失败。建议主站和电能表设置收发流程时严格遵守以68H作为帧起始符，在开始接收数据前都要判定是否为帧起始符，若不是则弃掉该字节，按要求继续判断，直到收到68H才开始接收数据。奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法。通过在编码中增加一位校验位来使编码中的1的个数为奇数个（奇校验）或偶数个（偶校验）。在485通信时，接收双方会先定下奇偶校验方式进行数据检错，如果数据帧为错误信息，则剔除并等待对方方重发。有的主站和电能表设置收发流程时，依据多长时间内收不到新的一个字节数据来判断一帧已收完。这个方法考虑不够周详，没有根据所收数据帧的长度和结束符“16H”及时地将数据接收任务结束，如果遇到以下情况，会导致通信失败。因为RS-485芯片的接收灵敏度为200mV，即（V+）~（V-）≥200mV。当UA-UB≥200mV时，输出逻辑“0”为高电平；当UA-UB≤-200mV时，输出逻辑“1”为低电平；当-200mV＜UA-UB＜200mV时，输出不确定。如果总线上所有的RS-485芯片均处于接收状态时，UA-UB=0，总线处于高阻状态，既不是高电平也不是低电平，芯片输出状态不确定，可能输出“1”，也可能输出“0”。电能表在发送完应答帧后，通常会马上从发送切换到接收状态。当主站的RS-485芯片收完最后一个字节的停止位后，将继续保持为“0”，即电能表一段时间内收不到新的字节数据，此时，电能表视为数据接收任务结束（见图3接收波形）。而有的主站RS-485芯片则可能从“0”跳变保持为“1”（见图3接收跳变波形），电能表则认为又收到一个字节00H，这样接收方可能因此判定一个字节校验位出错，从而将之前接收正确的一帧丢掉，造成通信失败。解决此类故障，建议通信双方在编程或设计时严格遵守《DL/T645-2007多功能电能表通信协议》执行，确保主站与电能表数据传输准确和完整。

摘要：本文对单片机通信性能的分析和评价方法进行研究，指出了物理接口电路分布参数的分析方法和保证通信系统通信接口控制性能固件正确性的组合选择法。对单片机通信性能评价时，可以使用本文提出单片机通信性能分析参数。这些参数是比特吞吐系数ξ、数据传输有效性σ和数据识别率η。利用这些参数，可以定量地对单片机通信性能进行分析，同时也可以利用这些参数进行单片机的选择和应用系统设计。

关键词：单片机通信性能分析

引言

现代信息网络技术的一个突出特点，就是使工业控制系统6中的所有设备连接成网，从而在一个核心软件管理下工作（这个软件可能是分布式的操作系统，也可能是嵌入式操作系统），形成一个有机的整体。这种整体网络方式的现代工业控制系统具有传统独立控制系统所无法比拟的先进性，不仅能极大地提高工业设备的生产效率，还可以大大提高系统的安全性和可靠性。

目前，为了实现网络化系统，工业设备都必须以网络终端的形式出现在系统中，而这种网络终端大多用单片机或数字信号处理来实现。由于工业控制系统设备的多样性和分布性，智能模块方式的单片机终端已经成为主流设备控制方式。随着信息和电子技术的发展，各种工业控制系统网络不断改进，这就对单片机通信功能的要求不断增加。特别是对各种现场总线技术中通信接口和通信协议，更是提出了新的通信要求：不仅能适应某一个通信协议，还希望能成为一种通信协议自动转换的智能终端。因此，单片机通信功能是否满足设计目标要求是必须设计中的一个关键问题。

在单片机应用技术中，需要有一个对单片机通信性能进行分析评价的理论方法，只有这样才能解决对单片机通信性能进行评价和设计的问题。本文的目的就是通过研究讨论，提出一个对单片机通信性能的分析和评价方法。