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基本通信协议范文1
[关键词]局域网；通信协议；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
BEUI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”。
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”。
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。
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。
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”。
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。
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。
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
基本通信协议范文2
[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。
参考文献转
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
基本通信协议范文3
关键词：CDT；IEC61850；协议转换；通信协议
中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0023-02
1 通信协议转换概述
通信协议的转换，需要系统能够对互相转换的协议进行支持，也就是说能够在系统中实现这些通信协议。通信协议的实现涉及具体的应用系统，当确定采用某种通信协议后，应该按照通信协议对于各个层次的规定进行硬件系统和软件系统的构建。
要解决不同协议的智能电子设备之间的通信，通常采用的办法是将变电站通信系统内的物理设备以及用于通信的软件进行升级、更新或者直接更换。这种工作模式需要把变电站中的许多正常工作的设备都替换下来，这种做法使得成本过高并且浪费设备。为此我们将一个转换网关加入到远程终端设备外并且将该网关接入无缝远动体系，就能够解决替换设备成本过高的问题，如图1所示：
2 CDT协议向IEC61850转换方案
在众多的变电站自动化协议中，CDT协议由于其简单、稳定性强，在我国得到了广泛应用，我们采用CDT协议作为传统变电站协议的代表向IEC61850协议进行转换设计。本文利用IEC61850-6定义的变电站配置语言采用的XML文件作为这两种协议转换的中间桥梁，先把CDT报文数据准换成XML文件，再把转换好的XML文件转换成IEC61850协议的报文数据格式ASN.1，如图2所示：
2.1 CDT协议向IEC61850转换流程
IEC61850协议采用SCL语言描述变电站自动化系统的相关配置，生成XML文件作为配置文件。本文就是利用XML文件作为协议转换的一个中间桥梁，先将传统的变电站通信协议的报文数据解析成为可用的变电站信息，建立数据模型后，采用XML进行描述，生成XML文件，再将生成的XML文件转换成为IEC61850协议报文数据，这里需要用到ASN.1编码来表示符合IEC61850协议规定的报文数据。具体的转换流程如图3所示。
2.2 CDT协议帧结构分析
CDT协议中规定的数据帧的结构如图4所示，数据帧由同步字、控制字、信息字、校验码组成，多数的数据帧都有信息字，信息字的个数可以根据需要进行添加。由于信息字的个数未知所以所发送的数据帧的长度也不一样，在发送CDT报文时，按照“先低后高”的原则进行发送，先发送低字节的码，然后再发送高字节的码，在同一个字节内，优先发送低数据位，然后再发送高数据位。
2.3 建立CDT协议中的变电站遥信数据与IEC61850模型映射
在IEC61850标准中没有明确地规定如何建立逻辑设备的模型，所以可以根据实际的变电站信息进行建立逻辑设备模型。变电站系统的远程信息中心为了对变电站系统中的智能电子设备进行监控，依靠间隔层的接口与现场设备相互通信进而进行指令。逻辑设备下面有划分逻辑
节点。
2.4 使用配置文档描述
XML是一种简捷、高效的文本文档，标记语言具有可扩展性和可移植性。XML语言主要是用来处理INTERNET的数据交换和业务交换，IEC61850协议中使用的XML-Schema是一种特殊的XML文档，它的语法规则与XML文件的语法规则基本相同。IEC61850标准采用XML文件来描述变电站、智能电子设备、通信系统等模型，并给出了建立各种模型描述文档时所需要的XML模式（Schema）。采用正确的XML模式描述文件能够使不同生产厂家生产的智能电子设备的管理工具和系统管理工具之间达到互操作性，使不同的变电站设备之间相互交换自身的配置文件信息以及变电站的相关信息。
2.5 将XML文档转换为IEC61850协议使用的编码规范ASN.1
ASN.1（Abstract Syntax Notation One）是一种标准的抽象语法定义描述语言，与平台和编程语言无关，它的作用之一就是具体描述各种通信协议。ASN.1的另一个重要作用就是对已描述的结构化信息进行编码。IEC61850的制造报文规范MMS就采用了ASN.1来作为其数据结构定义描述工具与传输语法，在传输方面，采用数据流来表示抽象语法所描述的数据结构。
XML文档转换成ASN.1分为两个过程：
第一步是完成数据信息的提取，系统首先解析XML Schema文档，生成相应的DOM树，在遍历DOM树的同时执行相应的语义动作，提取语义信息，生成反映数据信息的核心语义数据结构。
第二步是目标数据生成阶段，根据XML的文档解析生成的DOM树，遍历核心语义数据结构，并插入相应语义动作，生成目标数据。在进行语法分析时首先要创建组件类，XML Schema由许多不同类型的组件构成，每个组件作为一个语法单元，这些语法单元不同组合描述了XML数据的信息。采用面向对象技术将语法单元封装成类，每个类中既有语法分析又有语义处理行为，使得语法单元之间具有独立性。
3 结语
基本通信协议范文4
【关键词】交通信号控制系统；NTCIP；信息交换
1前言
近年来，在我国经济飞速发展的同时，城市交通问题的日益严重化，目前所面临的严峻问题便是如何有效缓解交通拥堵问题。成熟高效的城市交通信号控制系统能够有效地减少城市交通拥挤和行车延误、降低交通事故发生率和死亡率等等,在保障交通畅通、安全和有序方面起着重要的作用。
2国外交通信号控制系统发展现状
1992年，NEMA(NationalElectricalManufacturersAssociation，美国国家电器制造商协会)开发了NTCIP(NationalTransportationCommunicationsforITSProtocol，通用交通信号控制系统通信协议)，不同品牌的信号机在使用了NTCIP后能够进行信息交互，目前，NTCIP已经成为了城市交通信号控制系统中的标准通信协议，可确保系统间或系统内的“互操作性”与“交互性”[1]。NTCIP的应用包括两类：C2C(中心到中心)和C2F(中心到外场)，C2C指的是各个子系统之间或者子系统与管理中心系统之间的信息传输，C2F指的是管理中心系统与各部门负责的车辆之间的数据传输，类似于ISO参考的OSI的七层协议模型，NTCIP参考的也是OSI规范[2]，根据NTCIP架构分为5层。（1）信息层(InformationLevel)，提供的传输标准主要用于应用程序处理的信息、对象、数据元素等，例如TS3.5、MS/ETMCC、TCIP等；（2）应用层(ApplicationLevel)，主要提供会话管理的标准和信息包的结构，例如CORBA、DATEX、FTP、TFTP、SNMP、STMP等；（3）传输层(TransportLevel)，主要提供信息路由、信息组包、信息分解、信息组合等方面的标准，例如UDP、TCP、IP等；（4）子网络层(Sub-networkLevel)，主要提供实体接口的相关标准，例如网卡、调制解调器以及包的封装和传输等，例如ATM、FDDI、Ethernet、PMPP等；（5）实体层(PlantLevel)，主要负责实体的传输介质，例如Fiber、Coax、TwistedPair、TelcoLine以及Wireless等。
3国内交通信号控制系统发展现状
1993年，国内的第一个信号机标准《交通信号机技术要求与测试方法》GA/T47-93是由公安部负责制定的，主要规定了交通信号机的技术要求和测试方法，2002年公安部重新修订了该标准，改名为《道路交通信号控制机》GA47-2002，重新修订后的标准主要规定了信号机的物理通信接口和基本通信内容，但是对通信协议和通信格式并没有做出明确规定；2004年，公安部制定的《城市交通信号控制系统术语》GA/T509主要规定了交通信号控制系统中的专用术语，2005年，公安部的行业标准《城市道路交通信号控制方式适用规范》GA/T527主要规定了城市交通信号机的各种控制方式[2]。但是上述所制定的各种标准都没有涉及通信协议的相关内容。2008年，我国颁布的行业标准《交通信号控制机与上位机间的数据通信协议》GB/T20999-2007，首次对系统控制中心与信号机间的通信协议做出了明确规定，重点包括协议的结构和协议各层的详细要求。表1对我国目前正在使用具有代表性的一些城市交通信号控制系统进行了分析。表1提及的系统特点不同，无论是数据交换协议还是内部协议，各系统大都使用的是自定义接口和私有协议，因此各系统都使用且只能使用自己专有协议进行数据交互，各信号控制系统之间缺乏兼容性，目前我国颁布的标准GB20999并没有展开广泛应用，国内外采用该标准的系统也少之极少。国内的交通信号控制系统中的应用层的消息格式主要是数据帧格式，因此与具体的应用程序的交互较差，而且也没有制定城市交通信号控制系统与其他交通管理系统的通信标准，各城市都使用的是厂商自定义的通信协议。但是随着中国经济的发展，社会对交通信号控制系统的功能要求越来越高，能确保城市交通信号控制系统进行信息交互显得尤为重要。
4结语
城市交通信号控制系统能够保障居民的出行，通过其管控功能来缓解交通拥堵问题，其交通流数据为提高道路的通行能力提供了海量基础数据，城市交通信号控制系统旨在使得居民出行方便化，实现公共交通出行利益的最大化。日益增加的交通需求和交通压力要求我们必须综合利用各种新理论和新技术创新发展交通信号控制系统。（1）要大力发展并完善数据的信息交换功能，系统发展要标准化和模块化。标准化才能打破传统的封闭局面,吸引更多的商家和力量投入到系统发展中来;实现设备通用化,引入同业竞争从而促进交通信号控制系统更好地发展。（2）要深入研究我国交通特点,特别是针对混合交通比重大、自行车数量多的特点,研究和开发高效的自适应控制模型和优化算法。（3）研究更加通用、可移植的信息交换系统，使其能够应用在更多的领域。
参考文献：
[1]顾九春，于泉.城市交通信号控制系统研究[J].交通科技,2004(5):78-79.
基本通信协议范文5
【关键词】数字变电站；二次系统；配置方案
前言
2011年国家电网公司已经提出将在“十二五”期间建设数千座数字化变电站，以极力推动数字化变电站及相关电力建设产业的高速发展，为实现国家智能电网夯实基础。我们知道，《智能变电站导则》中对智能变电站定义为应用先进的、可靠的、集成化的、低碳的和环保节能的智能电力设备，基于全站信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化等实际要求，自动实现并完成如数据采集、测量控制和计量保护等基本功能，同时又可依据工作需求智能化变电站又可支持即时自动监控、智能调节配置、即时分析决策、协调同步互动等高级功能的实现。数字化变电站与智能化变电站比较而言，数字化变电站其实是作为升级智能变电站的基础，升级后的智能化变电站更多地是强调对智能操作和对应用高端科学技术的适应能力，如电力设备运行状态监测和基于多信息渠道融合技术的故障诊断与维护等。下文以变电站二次系统设计X7000数字化变电站系统配置方案为例，深入浅出，分析数字化变电站二次系统配置。
1 数字变电站二次系统配置方案分析
以X7000数字化变电站系统配置方案为例。
1.1 概述
X7000数字化变电站的构成是基于目前广为应用的综合自动化变电站完成对一次电力设备的数字化转化，如数字化互感器和智能化开关的应用等。数字化一次电力设备利用IEC 61850协议被组合于整套数字化变电站系统当中，该系统构造采用新型的技术实现数字化、智能化即能保障用电的安全可靠又能实现良好的社会效益和经济效益。
图1 X7000数字化变电站具体的系统配置网架结构
基于X7000数字化变电站系统配置包含站控层、间隔层和过程层三种设备所组成。该系统是站控层至间隔层再至过程层满足数字化、智能化变电站要求的网架设备结构。其中，站控层和间隔层之间的通讯联络主要依靠协议层，目前比较通用的有IEC 61850协议和IEC 61870-5-103协议两种。后台系统则可同时兼容IEC 61850协议和IEC 61870-5-103协议间隔层的电力设备接入，同时仍可将部分不能附带的IEC 61850协议或IEC 61870-5-103协议的电力设备经规约转换器完成转换之后接入到后台中心监控系统中。数据采样的传送采取IEC 61850-9-1协议以点对点的方式进行传送，跨开间隔层采取IEC 60044-8协议以规定的高速串行FT3光纤方式进行传送。智能系统的开关终端和间隔层电力设备之间的连接以GOOSE报文的形式进行传送。X7000数字化变电站具体的系统配置网架结构如上图1。
如上图，本方案中站控层和间隔层的网络间均采用双星形式和IEC 61850通信协议。系统的过程层与间隔层、操作中心与间隔层之间的通信均采取点对点的传送方式。合并单元和间隔层之间的通信过程也采取IEC 61850-9-1通信协议和点对点的传送方式。跨开间隔层的通信传送则采取IEC 60044-8高速串行FT3光纤传送的方式。
1.2 站控层设备
X7000数字化变电站系统的站控层通常包含监控系统、远动系统、防误闭锁系统、信息保护中心、通信监控系统、电量远传系统、安全防护监视系统和火灾预警系统等内容，诸多中系统整合为一，从而达到网络信息共享、共用的目标。各个子系统均采取网络通信的方式键入到间隔层网络中，且适当设置一定数量的网络防火墙和物理隔离设备，由专用的网络途径向有联系的设备部门传送信号数据。站控层电力设备和间隔层电力设备二者之间采取的通信方式是IEC61850/IEC61870-5-103通信协议。
1.3 间隔层设备
间隔层电力设备的构成包括间隔对象的监测控制装置、防护装置、电流计量装置和其它电力设备与之相互连接的规约转换器等等。其中，XR700系列的监测控制装置是以IEC 61850通信协议来组建模型并与站控层电力设备形成通讯关系，这一装置同时也具备与间隔层电力设备相互传送GOOSE信息数据的跨开间隔闭锁的功用。防护装置涉及到X7100系列的电力线路、X7200系列的输电变压防护装置、X7300系列电力阻抗装置、X7400系列电容器的防护、X7500系列的备自投保护、X7600系列电动机的防护装置等等。凡涉及到防护装置的跳闸信息、开关的遥信采集信息和跨开间隔闭锁的信息都以GOOSE组网的方式来完成。防护功能的实现则以现有的防护功能作为基准，应数字化、智能化变电站二次系统的配置需求，防护装置均以IEC 61850通信协议的方式建立模型，并以组态的方式进行开发。
1.4 过程层设备
以现有的电力生产技术水平而言，智能变电站二次系统过程层电力设备应包含互感器与间隔层之间的接口合并器和智能操作单元两个主要组成部分。接口合并器与互感器的信号输出相连和完成部分跨开间隔接口合并器的数据传输过程。过程层电力设备的运作采取IEC 61850 9-1点对点的通信方式，并且放弃过程层信息采用网络，支持跨开间隔传送FT3输出方式。
1.5 低压开关智能保护计量系统
10kV部分由于安装在开关柜内（智能终端可以不再单独配置），低压设备应集成保护与合并器的功能，IEC 61850-9-1接口协议输出至电度表。
操作回路与传统操作回路一致。低压间隔保护装置具有采集电子式互感器和传统电压互感器的能力。通信协议采用IEC 61850协议与站控层通信。
2 结束语
综上所述，智能化变电站的推广集成了诸多新型技术和新型设备的应用，而现场配置试验方法的研究基于当前我国智能化变电站二次系统配置设计的要求，本文举证以X7000数字化变电站系统配置方案为例， 从其概述、站控层设备、间隔层设备、过程层设备分别分析阐述，实际上也为我国智能电网建设中对智能化变电站二次系统优化集成实现提出了部分建议。在未来拓展智能变电站发展过程中，我们还需在测控保护、过程层设备、一体化信息平台、故障录波及网络分析、网络配置、二次组屏等多个方面的优化集成进行有关可行性和经济效益最大化的研究，可谓任重而道远。
参考文献：
[1]周春霞，詹荣荣，姜健宁等；500 kV数字化变电站动模试验研究[J]；电网技术，201l，（06）.
基本通信协议范文6
【关键词】M2M 物联网 体系架构 业务体系架构
1 引言
M2M是Machine-to-Machine/Man的简称,是一种以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务,通过在机器内部嵌入无线通信模块,为客户提供监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化解决方案。
物联网(Internet of things)是指通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与信息网络连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
与M2M相比,物联网将机器的通信延伸到物与物之间的通信,将有限的信息采集提升到信息的全面感知,将移动通信技术扩展为多种通信技术的结合,并最终将以机器通信为核心的服务发展到以物理世界信息化为核心的服务,在更多的应用领域中衍生出丰富多彩的物联网应用。
目前,物联网尚处于起步阶段,M2M是物联网现阶段主要的应用形式。为了实现M2M应用的标准化、规模化发展,以及端到端业务管理和运营支撑,国外的Orange、Vodafone、Telenor和国内的中国移动、中国电信等运营商已开始建设自己的M2M运营体系。但随着物联网应用的兴起,现有M2M运营体系已越来越难以满足物联网全面感知、信息汇聚、用户规模接入、端到端QoS等方面的需求。
为了解决以上问题,构建适合物联网应用发展的物联网业务体系架构,已成为当前M2M运营体系未来演进的必由之路。
2 现有M2M运营体系
M2M运营体系结构如图1所示。
M2M运营体系主要包括M2M终端、承载网络、运营系统和应用系统四个部分。其中M2M管理平台属于运营管理系统,是实现M2M业务管理和运营的核心网元,主要功能包括:
终端接入
连接通信网关和GGSN等网元,M2M终端可以采用SMS/USSD/MMS/GPRS等通信方式与管理平台进行信息交互。
应用接入
平台向集团客户应用系统提供统一接入接口,实现客户应用系统的接入、认证鉴权、监控和连接管理等功能。
终端管理
实现M2M终端的接入、认证鉴权、远程监控、远程告警、远程故障诊断、远程软件升级、远程配置、远程控制、终端接口版本差异管理的功能。
业务处理
根据M2M终端或者应用发出的请求消息的命令执行对应的逻辑处理,实现M2M终端管理和控制的业务逻辑。M2M管理平台能够对业务消息请求进行解析、鉴权、协议转换、路由和转发,并提供流量控制功能。
业务运营支撑
提供业务开通、计费、网管、业务统计分析和管理门户等功能。
3物联网对运营支撑的新需求和M2M管理
平台的局限性
与M2M管理平台功能相比,物联网业务对业务运营支撑能力提出了更多新的需求,具体有以下几个方面:
(1)传感器网管理需求
通过与位于感知层和网络层之间的传感网网关信息交互,实现对传感器网络及节点的管理,包括传感网设备/服务发现、节点标识、状态管理、节点控制、任务协同和网络拓扑等管理功能。
(2)终端多种通信方式接入的需求
M2M通信协议主要支持移动网接入的终端,为了满足物联网终端接入的多样性需求,通信协议应扩展支持包括有线接入方式在内的多种通信技术。
(3)增强通道管理需求
物联网对通信网的要求已不再是单纯的通道,而要求通信网能够适应不同业务特性终端的通信需求,满足客户端到端QoS要求,并提供通信故障的快速定位和排除服务。
(4)信息聚合服务需求
信息聚合服务是物联网的未来主要服务形态,能够在获取海量信息的基础上,将信息经过存储、共享、挖掘、聚合,从而打破信息孤岛,提高信息的附加值,提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力,实现智能化的决策和控制。
(5)应用生成环境需求
为降低物联网应用开发的技术门槛和成本,充分实现资源重用,推动物联网业务的迅速部署,需要运营商为物联网应用开发者提供可视化应用开发、编译、测试、和执行的应用生成环境。
综上,面对物联网业务不断涌现出的新需求,现有M2M管理平台在功能和架构上的局限性已愈发明显,关于物联网业务体系架构的研究成为了目前业内的热点。
4 物联网参考业务体系架构
4.1 系统架构
基于对物联网业务运营支撑需求的梳理,结合现有M2M管理平台的技术方案,本文提出了一种物联网参考业务体系架构,如图2所示:
4.2 功能模块
在物联网参考业务体系架构中,业务网是实现物联网业务能力和运营支撑能力的核心组成部分,本文重点对该部分进行详细阐述。业务网位于核心网与应用层之间,由通信业务能力层、物联网业务能力层、物联网业务接入层和物联网业务管理域4个功能模块构成,提供通信业务能力、物联网业务能力、业务能力统一封装、业务路由分发、应用接入管理、业务鉴权和业务运营管理等核心功能。
通信业务能力层
由各类通信业务能力平台构成,通过物联网业务接入层提供通信业务能力的调用,包括短信、彩信、WAP、语音和位置等多种能力。
物联网业务能力层
由各类物联网业务能力平台构成,通过物联网业务接入层为应用提供物联网业务能力的调用,包括终端管理、感知层管理、物联网信息汇聚中心、应用开发环境等能力平台。终端管理能力平台除了实现M2M管理平台的终端管理功能外,还提供对有线接入方式终端的管理功能。感知层管理能力平台实现传感器网络节点标识、注册、节点控制、状态管理、路由寻址、网络拓扑管理等功能。物联网信息汇聚中心收集和存储来自于不同地域、不同行业、不同学科的海量数据和信息,并利用数据挖掘和分析处理技术,为客户提供新的信息增值服务。应用开发环境为开发者提供从终端到应用系统的端到端应用开发、测试和执行环境,并将物联网通信协议、通信能力和物联网业务能力封装成API、组件/构件和应用开发模板。
物联网业务接入层
原M2M管理平台同时承担了管理和业务处理的职能,为了使网元功能职责划分更加清晰,保证业务流的高效处理,在物联网参考业务体系架构中引入了物联网业务接入层,将通信业务能力和物联网业务能力进行封装,供业务能力的使用者统一接入和调用,并实现协议解析、协议适配、路由转发、业务鉴权等业务处理功能。为了实现增强通道功能,物联网业务接入层还提供增强通道执行功能。
物联网业务管理域
在物联网参考业务体系架构中,物联网业务管理域只负责物联网业务管理和运营支撑功能,原M2M管理平台承担的业务处理功能和终端管理业务能力被分别划拨到物联网业务接入层和物联网业务能力层。物联网业务管理域的功能主要包括业务能力管理、应用接入管理、用户管理、订购关系管理、鉴权管理、增强通道管理、计费结算、业务统计和管理门户等功能。增强通道管理由核心网、接入网和物联网业务接入层配合完成,包括用户业务特性管理、QoS管理和通信故障管理等功能。
为了实现对物联网业务的承载,接入网和核心网也需要进行配合优化,提供适合物联网应用的通信能力。通过识别物联网通信业务特征,进行移动性管理、网络拥塞控制、信令拥塞控制、群组通信管理等功能的补充和优化,并提供端到端QoS管理以及故障管理等增强通道功能。
4.3 方案技术要点分析
(1)物联网业务模式的实现方案
物联网参考业务体系架构能够提供三类物联网业务模式,实现方案说明如下:
纯通道模式
运营商基于现有通信网络,提供的基本的通信通道服务。在该模式下,运营商提供不区分于人人通信的基本通信业务。
增强通道模式
运营商在通信通道的基础上,根据用户差异化服务需求,提供端到端QoS服务、通信故障管理定位等增值服务。其实现方案如图3所示。
物联网业务管理域通过管理接口,实现增强通道配置数据和故障管理指令下发功能,接入网、核心网、通信业务能力层和物联网业务接入层负责执行增强通道功能。客户通过业务管理域可以实现对终端通信故障的查询、定位和排除。
应用集成模式
运营商提供的端到端物联网应用开发、集成、运营和维护服务,终端和应用系统采用运营商定义的物联网通信协议,接受物联网业务管理域的运营和管理,该模式下可以同时选择使用增强通道。其实现方案如图4所示。
终端、应用系统与物联网业务接入层分别采用标准的终端-接入层接口协议、应用-接入层接口协议,实现终端管理、感知能力管理信息和业务数据承载等功能。物联网业务接入层实现对应用系统和终端的接入,负责业务鉴权发起、协议解析、路由分发和协议适配功能。物联网业务管理域完成业务鉴权、计费等功能。
(2)对移动通信网优化的要求及部署策略
物联网对移动通信网的优化技术要求体现在增强通道特性上,具体包括:
适应不同业务特性终端通信要求
通过业务控制,能够充分有效的利用移动通信网资源,满足不同业务特性终端的通信服务要求,并有效缓解物联网终端大量涌入对网络造成的压力。
3GPP定义了16类物联网业务特征,要求移动网络根据终端签约的业务特征,进行相应的业务控制。这些业务特征概括为以下几方面:终端接入控制(根据时间段、延迟容忍度等,或只允许PS域接入);业务发起方式控制(仅终端发起、仅网络发起、位置触发等);会话管理(永远在线、业务结束后去激活、终端状态感知、状态变化告警等);移动性管理(低移动、低功耗终端的移动性管理策略);业务优先级控制;终端和服务器安全连接;用户群组通信管理。
这些业务特征大部分可以通过升级核心网得以实现,部分需要升级无线网。业务初期,可在物联网业务需求较集中的区域建设功能升级后的核心网元或升级原核心网元实现。
端到端QoS保证
要求核心网和无线网支持QoS功能,能够根据HLR中用户QoS签约参数,以及MS、BSS、SGSN和GGSN之间的协商决定MS的QoS特性,并通过网络资源的分配和调度最终实现QoS。
实际部署时,应统一建立物联网端到端QoS服务模型,确定业务服务质量从业务网到核心网、接入网的映射关系,以保证端到端QoS策略的一致性。
通信故障管理
要求网络维护用户终端通信状态,对于状态异常的终端应向物联网业务管理域发起告警,业务管理域能够对用户通信故障进行分析和排查。由于网络主动发起告警的功能对网络有较大改造量,可以采用业务管理域向网络定期获取终端移动性和会话状态信息的方式实现,或通过信令采集和分析的方式实现。
(3)物联网通信协议功能扩展和标准化问题
现有M2M通信协议主要完成M2M终端的注册、配置、控制、数据传输、告警和软件升级等功能。终端与M2M管理平台之间通常采用二进制协议报文接口,以减少对终端硬件资源要求;应用与M2M管理平台之间主要采用SOAP和RESTful接口。
物联网通信协议应该是对M2M协议功能的扩展和改进,同时应充分考虑协议的标准化问题。为了支持物联网业务需求,物联网通信协议主要扩展的功能包括:需支持对有线接入终端的管理,解决在有线接入条件下终端注册、认证、路由寻址、安全和NAT等问题;支持对传感器网关和感知外设的管理;支持对无线传感器网络技术的封装,实现对传感器网络和节点管理功能;支持终端到终端通信,以及终端之间自组织功能。
在标准化方面,目前业内尚未形成统一的物联网通信协议标准。在技术选择上,终端与业务网的接口有TR069、DM、CoAP和二进制协议报文等多种方案。TR069和DM是已有协议,不适合资源受限终端,需要对协议进行扩展,并提供到终端应用和物联网应用的开放接口。CoAP是IETF正在研究基于REST架构的协议,由于硬件资源要求低,适合资源受限终端使用。二进制报文则是部分运营商M2M通信协议所采用的协议,适合资源受限终端。在业务发展初期,可能存在多种协议并存的情况,因此需要兼容和适配主流的物联网协议通信。
5 结束语
随着物联网新应用的兴起,M2M运营系统演进到物联网业务体系架构已成为业务和技术发展的必然趋势,也是运营商实现物联网应用规模化推广和聚合产业链资源的核心手段。
应该看到,目前业内关于物联网业务网架构的研究尚处于起步阶段,在业务需求、功能架构、关键技术、网络改造等方面还有很多问题有待解决,在标准化方面短时间内还难以形成统一的物联网标准体系。运营商应该引导建立多方共赢的商业模式,充分调用产业链各方的积极性,推动物联网业务体系架构的研究、建设和运营。
参考文献
