doi:10.3969/j.issn.1001-893x.2013.03.021
用于卫星通信系统的空间通信协议网关设计
张 涛1,,牛明涛2,冯振明3
(1.总参信息化部驻航天科技集团军事代表室,北京100015;2.北京大学信息科学技术学院卫星通信
研究中心,北京100871;3.清华大学电子学系卫星导航技术实验室,北京100083)
摘 要:针对卫星通信系统中传输控制协议(TCP)传输性能不理想的问题,设计并实现了一种基于空间通信协议的网关。在网关设计中,优化了Vegas拥塞控制算法的参数,并通过空间通信协议连接表实现了对多连接的支持。卫星通信模拟系统中的测试结果表明,当卫星链路具有高误码率和大传输延时(大于1000ms)情况下,该网关的性能与直接使用TCP相比,平均吞吐量提高比达10∶1,且多连接情况下各连接之间竞争带宽的公平性表现较为满意。
关键词:卫星通信;空间通信协议;参数优化;多连接
中图分类号:TN927;TN915 文献标志码:A 文章编号:1001-893X(2013)03-0335-06 Design of SCPS Gateway in Satellite Communications System
ZHANG Tao1,NIU Ming-tao2,FENG Zhen-ming3
(Military Delegate Office in CASTC,IT Department,PLA Headquarters of the General Staff,Beijing100015,China;
2.Satellite Communications Research Centre,School of Electronics Engineering and Computer Science,Pekin g University,
Beijing100871,China;3.Satellite Navigation Laboratory,Department of Electronics,Tsinghua University,Beijing10080,China)
A bstract:Due to the unsatisfactory transmission performance of TCP in satellite communications systems,a Space
Communication Pr otocol Specification(SCPS)based gatewa y is designed and realized.In the design,the param-eters ar e optimized in Vegas algorithm,and also the support of multi-connection is realized by using SCPS con-nection form.Test in a simulated satellite communications system shows when the channel is set to be a high bit error rate and lar ge transmission delay(>1000ms),the designed SCPS based gateway′s throughput increases by10times compar ed with TCP gatewa y,and the fairness among various connections is satisfactory in multi-con-nection mode.
Key words:satellite com munications;SCPS;parameter optimization;multi-connection mode
1 引 言
传输控制协议(Transmission Control Protocol, TCP)作为互联网中的核心协议,在地面互联网中得到了广泛的应用。但由于卫星通信环境误码率高、传输延时长、前返向链路带宽不对称等特点,TCP协议直接应用到卫星通信中性能并不理想[1]。20世纪末,空间数据系统咨询委员会针对空间通信的特点,提出了一套空间通信协议(Space Com munication Pr otocol Specification,SCPS)[2]。SCPS传输层(SCPS-TP)应用的主要实现方式为传输层的双网关方式[3],以此来互联地面通信网和卫星通信网。用户现有的基于TCP协议的应用程序不需要改变,同时可以在卫星链路中获得更好的传输性能。
我国对SCPS协议的研究起步较晚,目前的研究工作多集中于协议分析和基于NS或OPNET平台的
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第53卷第3期2013年3月
电讯技术
Telecommunication Engineering
Vol.53 No.3
Mar.2013
通讯作者:junzhongtaozai@http://biz.doczj.com/doc/8b9941381.html, Corresponding author:junz hongtaozai@http://biz.doczj.com/doc/8b9941381.html,
收稿日期:2012-08-01;修回日期:2012-11-14 Received date:2012-08-01;Revised date:2012-11-14
仿真分析[4-5],而实际的SCPS网关产品较少。文献[6]中实现了一种面向深空的SCPS网关。这些SCPS网关和直接使用TCP相比,在小传输延时(小于250ms)情况下的性能增强值大致为8∶1到10∶1的范围[7],且对多连接的支持并不完善。针对大传输延时的情况,我们尝试对SCPS网关Vegas算法的参数配置进行优化来进一步提高网关性能,并通过对连接表的设计来完善多连接情况下的网关性能。
通过高仿真的卫星通信链路平台进行测试,本SCPS网关的性能与直接使用TCP相比,在大传输延时情况下(大于1000ms)性能增强值达到10∶1,且多连接情况下各连接之间竞争带宽的公平性较好。
2 Vegas拥塞控制算法的优化
拥塞控制算法是SCPS协议的核心技术之一。与标准TCP中使用的Van Jacobson拥塞控制算法不同,SCPS采用更适应卫星通信环境的Vegas拥塞控制算法。相对于Van Jacobson算法,Vegas算法采用了一种更有效的带宽估计策略,根据由往返延时(Round Trip Time,RTT)计算得出的期望吞吐量与实际吞吐量之间的差值来估计当前网络瓶颈处的可用带宽[8]。Vegas算法的机制对网络拥塞有一定预测能力,能够主动进行调整,但Vegas算法以RTT为主要参数来控制发送窗口变化的方法也存在一定的问题。在卫星通信系统中网络拓扑结构易发生变化,这同样会导致RTT变化,而Vegas算法本身并不能区分RTT的增大是由网络拥塞造成的还是由路径变化造成的。
我们在Vegas算法中对参数优化采用了近年来研究较多的非线性记忆(Nonlinear Auto-Regressive Moving Average,NAR MA)模型[9],此模型可以准确并快速地对含有非线性特性和记忆效应的信号变换进行计算,并且可以加入自适应机制来更新当前最小往返延时(BaseRTT),从而制定拥塞窗口的调整策略。此外,在优化方案中引入概率执行方式,即对模型的预测结果,在执行时乘以概率因子p,以应对网络变化的随机性,p可根据网络状况自行调节,取值范围在0.8～1.0。优化后的Vegas算法通过NAR-MA模型计算出下一个RTT的期望值ExpectRTT。图1显示了拥塞控制策略的流程
。
图1 Vegas算法参数优化流程图
Fig.1The flowchart of the parameter opti mization
in Vegas algorithm
3 SCPS-TP连接表的设计
SCPS-TP连接表用于支持多连接。SCPS-TP是面向连接的协议,每个连接可以打开很长时间。为了控制这些连接,使用一个结构体(tp-socket)来保持每一个连接的相关信息,包括连接状态、收发缓冲区指针、收发包序列号、RTT时间等。由于任何时候都可能有多个连接,因此以表的形式来保存tp-socket的数组。在网关接收到数据包后,会在连接表中查找相应的tp-socket,若未找到,则创建新的tp-socket,然后进行协议转换等操作并设置tp-sock-et,最后将tp-socket更新到SCPS-TP连接表中。图2描述了连接表的设计逻辑
。
图2 SCPS-TP连接表更新流程图
Fig.2Update flowchart of SCPS-TP connection table
4 SCPS网关的设计结构
在分析SCPS协议的基础上,将SCPS网关划分为9个模块和一个SCPS-TP连接表,如图3所示。
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http://biz.doczj.com/doc/8b9941381.html,电讯技术 2013年
图3 SCPS网关软件模块划分图
Fig.3Soft ware modules of designed SCPS gateway
主要模块的设计与实现方法如下。
(1)网关调度主模块
整个SCPS网关软件的控制核心,负责网关数据处理的总体调度,利用其他模块实现协议转换、连接状态控制、流量控制等功能。其调度基本原理是:首先进行SCPS初始化工作,然后启动主服务线程tp,此线程是一个循环等待处理线程,当接收到网络包时,tp线程会进行相应处理,并维护连接状态。
(2)SCPS-TP处理模块
用于提供端到端之间的面向连接的数据传输。需要实现SCPS-TP Socket的一般发送、连接、读写等命令的接口函数。
(3)SCPS-NP处理模块
用于收发网络数据包和包路由控制。
(4)SCPS-SP处理模块
用于提供端到端之间的安全保护服务。
(5)ACK处理模块
用来处理确认信息,其中核心的处理包括Vegas 拥塞控制算法和SNACK机制两部分。Vegas算法中最佳往返传输延时值(rttbest)的更新方法:通过接收端对上个窗口发送数据的ACK,发送端可以获得上个RTT的一组样本,取其中最小者作为新的rttbest 的值。SCPS-TP的选择性否定确认机制(SNAC K)要求收发双方均支持SNACK选项。在连接建立的前两个包(即SYN包和SYN-ACK包)中发送方和接收方分别表明是否支持SNACK选项。在具体实现过程中,考虑到卫星通信环境特点,数据包错序的情况有一定概率发生,为了给未按顺序到达的数据包留更多时间到达,采用了SNACK延迟发送的机制。
5 SC PS网关的测试
为了验证使用SCPS网关对卫星通信环境中TCP性能的改善效果,在高仿真卫星链路模拟系统中进行了性能测试。
5.1 测试环境
根据SCPS网关在卫星通信系统中的应用示意图构建测试系统。这里使用高仿真的卫星信道模拟器代替卫星信道部分,可通过配置来模拟卫星前返向信道的误码率、延时、带宽、抖动等参数信息。与实际卫星信道的对比测试表明,卫星信道模拟器可较好地模拟真实卫星通信环境特点。具体测试系统框架如图4所示
。
图4 SCPS网关测试系统框图
Fig.4Configuration of the SCPS gateway test system
5.2 误码率对传输性能的影响
图5显示了卫星信道模拟器前向信道带宽50Mb/s,返向信道带宽0.5Mb/s,往返传输延时1100ms,测试信道误码率分别为10-8、10-7、10-6、10-5、10-4时,使用SCPS网关和直接使用TCP时的信道平均吞吐量的对比
。
图5 平均传输速率随误码率变化曲线图
Fig.5Comparison of the average trans mission rate of
SCPS and TCP schemes with various BER applied
由图5可见:无论是SCPS-TP还是TCP,随着误码率的增高,平均传输速率都下降。在相同误码率下,使用SCPS网关时的平均传输速率明显高于直接使用TCP时的平均传输速率。特别是传输延时1100ms情况下,使用网关相对于直接使用TCP性能提升比可达到10∶1,接近其他文献中小传输延时情况下的表现[7,10]。
考察相同误码率下使用SCPS-TP和TCP时吞吐
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第53卷张涛,牛明涛,冯振明:用于卫星通信系统的空间通信协议网关设计第3期
量的稳定性。图6分别是误码率为10-7时,使用
SCPS -TP 和TCP 时的吞吐量变化曲线图
。
图6 使用TCP 和SCPS -TP 时吞吐量变化曲线
Fig .6Comparison of the throughput when TCP and SCPS -TP applied
由图6可见:使用SCPS -TP 时吞吐量波动范围较小,而使用TCP 时吞吐量的波动范围很大。这是因为当出现误码导致错包、丢包时,TCP 根据Van Jacobson 拥塞控制算法会立即将拥塞窗口减半,这样的处理会使拥塞窗口大小波动较大,进而影响吞吐量。SCPS -TP 使用Vegas 拥塞控制算法此时并不会立即减小拥塞窗口,而是根据RTT 来判断,即使需要减小拥塞窗口,也只是减小1个最大分段长度(MSS ),这样可以使拥塞窗口的大小相对稳定,进而使吞吐量相对稳定。相对于文献[11],我们设计的SCPS -TP 网关在大传输延时情况下的表现在吞吐量的稳定性更好。
5.3 多连接时各连接间竞争带宽的公平性在连接表的设计中考虑了多连接的性能。在高
仿真卫星链路系统的测试中,SCPS 网关可同时支持
至少1000个连接。为了定量的考察多连接时各连接之间竞争带宽的公平性,分别测试连接数为4时使用SCPS 网关和直接使用TCP 时的传输性能。
在估算各个连接之间竞争带宽的公平性,使用如下公平性评价方法:比例公平性。比例公平性基本思想:共有n 条数据流通过一条链路,每个流应该占用总带宽的1/n 。设数据流i 在t 时刻实际占用x i (t )带宽,那么在t 时刻的公平度C 可以用下面的等式来定义[12]:
C =[
∑n
i =1x i (
t )]2
/n ×
∑
n
i =1
x i (t )2
(1)
从方程(1)可以看出,当x i (t )相同时,C 取到最大值。使用SCPS 网关时,C =0.988,直接使用TCP 时,C =0.907。可见使用SCPS 网关时比直接使用TCP 时各连接之间竞争带宽的公平性更好。测试结果如图7所示。
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338·www .teleonline .cn 电讯技术 2013年
图7 使用SCPS-TP网关和直接使用TCP时各连接平均传输速率对比图
Fig.7Comparison of the average transmission rate of various connections when SCPS-TP gateway applied and TCP gateway applied
6 结 论
本文针对TCP在高误码率、长传输延时的卫星通信环境中性能不理想的问题,在分析SCPS协议基础上,设计实现了一种SCPS网关软件,并搭建测试系统进行传输性能测试。实验结果表明,使用基于SCPS-TP协议的SCPS网关时相对于直接使用TCP传输时抗误码性能更好,更适应卫星通信环境传输延时长的特点。总之,使用SCPS网关对卫星通信环境中的TCP性能有较好的改善效果。
目前,我国对SCPS协议的研究相对落后,研究工作多集中于协议分析和协议仿真,缺少高质量的研究成果和成熟的SCPS产品,所以更应该加大对空间通信协议的研究力度,这项工作是非常有意义的,一方面,可以切实改善卫星通信环境中的TCP性能,从而推动我国的卫星通信事业和航天事业的发展;另一方面,也在空间通信技术方面更好地与国际接轨,从而使我国的卫星通信技术走向国际化。
参考文献:
[1] Zhang S L,Liu S Q,Wang F,et al.Improving TCP over Geo-
stationary Satellite Links[C]//Proceedings of the1st Interna-
tional Conference on Information Science and Engineering.Nan-
jing:IEEE,2009:4030-4033.
[2] 王恒,续欣,刘爱军.SCPS协议在卫星通信中的应用
[J].科技信息,2009(34):244-246.
WANG Heng,XU Xin,LIU Ai-jun.Application of SCPS Proto-
col in Satellite Communication[J].Science&Technology In-
formation,2009(34):244-246.(in Chinese)
[3] 黄展,李陆,弥宪梅,等.空间通信协议(SCPS)及其应
用:现状、问题与展望[J].电讯技术,2007,47(6):7-11.
HUANG Zhan,LI Lu,MI Xian-mei,et al.Space Communication
Protocol Specification(SCPS)and Application:Status,Problem
and Prospect[J].Telecommunication Engineerin g,2007,47
(6):7-11.(in Chinese)
[4] 万鹏,王瑞军,黄薇,等.空间信息传输TCP扩展协议研
究与性能分析[J].飞行器测控学报,2010,29(3):11-16.
WAN Peng,WANG Rui-jun,HUANG Wei,et al.Analysis of
the Performance of TCP and Its Extension Protocol for Space
Communication[J].Journal of Spacecraft TT&C Technology,
2010,29(3):11-16.(in Chinese)
[5] 郑伟明,范永宏,王玉文,等.基于OPNE T的SCPS-NP
协议仿真设计空间信息传输[J].通信技术,2011,44(2): 48-52.
ZHENG Wei-ming,FAN Yong-hong,WANG Yu-wen,et al.
Simulation Design of SCPS-NP Based on OPNET[J].Com mu-
nications Technology,2011,44(2):48-52.(in Chinese) [6] 李瑞萍,张煜杰,许宁.面向深空的SCPS网关设计探
讨[J].电子设计工程,2011,19(15):129-132.
LI Rui-p ing,ZHANG Yi-jie,XU Ning.Research of the SCPS
·
339
·
第53卷张涛,牛明涛,冯振明:用于卫星通信系统的空间通信协议网关设计第3期
gateway for deep-space design[J].Electronic Design Engineer-
ing,2011,19(15):129-132.(in Chinese)
[7] 张磊,孟新,卞春江,等.空间站SCPS-TP协议转换网
关的设计和实现[J].载人航天,2012,18(2):40-44.
ZHANG Lei,MENG Xin,BIAN Chun-jiang,et al.Design and
Implementation of SCPS-TP Protocol Converter on Space Station [J].Manned Spaceflight,2012,18(2):40-44.(in Chinese) [8] Wang R,Aryas omayajula N C,Ayyagari A,et al.An Experi-
mental Performance Evaluation of SCPS-TP over Cislunar Com-munications Links[C]//Proceedings of2007IEEE Wireless Communications and Networking Conference.Kowloon:IEEE,
2007:2603-2607.
[9] Schreurs D,Droma O M,Goacher A,et al.RF power amplifier
behavioral modeling[M].Cambridge,United Kingdom:Cam-bridge University Press,2010.
[10] 陈宇,孟新,卞春江,等.SCPS-TP协议研究和性能
分析[J].载人航天,2012,18(1):68-72.
CHEN Yu,MENG Xin,BIAN Chun-jiang,et al.Analysis of
Protocol and Performance of SCPS-TP[J].Manned Space-
flight,2012,18(1):68-72.(in Chinese)
[11] 陈明玉,程子敬.SCPS-TP在卫星链路上的性能测试及
改进策略[J].航天器工程,2010,19(3):96-101.
CHEN Ming-yu,CHENG Zi-jing.Performance Test and Im-
provement of SCPS-TP on Real Satellite Link[J].Spacecraft
En gineering,2010,19(3):96-101.(in Chinese)
[12] Kelly F P,Mauloo A K,Tan D K.Rate control for communica-
tion networks:shadow prices,proportional fairness and stabili-
ty[J].Journal of the Operational Research Society,1998,49
(3):237-252.作者简介:
张 涛(1983—),男,河北保定人,2005年于解放军理工大学获理学学士学位,现为总参
信息化部驻航天科技集团军代表室工程师,主
要研究方向为卫星通信系统;
ZH ANG Tao was born in Baoding,Hebei Province,in1983.He received the B.S.degree
from PLA Univers ity of Science and Technology in 2005.He is now an engineer.His research concerns satellite com mu-nications s ystems.
E mail:junzhongtaozai@http://biz.doczj.com/doc/8b9941381.html,
牛明涛(1986—),男,河北保定人,2009年于北京大学获理学学士学位,现为北京大学卫星通信研究中心研究生,主要研究方向为卫星通信系统中的网络技术;
NIU Ming-tao was born in Baod ing,Hebei Province,in1986.He received the B.S.degree from Peking Univers ity in2009.He is now a graduate student.His research concerns net working technology of satellite communications systems.
冯振明(1946—),男,1970年、1981年和1985年分别于清华大学电子工程系获理学学士学位、硕士学位和博士学位,现为教授、博士生导师、IEEE高级会员,主要研究方向为卫星导航和定位技术。
FENG Zhen-ming was born in1946.He received the B.S.de-gree,the M.S.degree and the Ph.D.degree from Tsinghua Universi-ty in1970,1981and1985,respectively.He is now a professor and also the Ph.D.supervisor,an IEEE senior member.His research concerns navigation and positioning technology in satellite communica-tions systems.
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#include
case RAA: if (ch==0xaa) gRecState=RLEN; else if (ch==0x55) gRecState=RAA; else gRecState=R55; break; case RLEN: gRecLen=ch; gRecCount=0; gRecState=RDATA; break; case RDATA: RecBuf[gRecCount]=ch; gRecCount++; if (gRecCount>=gRecLen) { gRecState=RCH; } break; case RCH: temp=0; for(i=0;i 上海安标电子有限公司 ——PC39A接地电阻仪通信协议 通信协议： 波特率：9600数据位：8校验位：无停止位：1 上位机(计算机)： 字节号 1 2 3 4 5 6 7 8 意义ID Command 数据地址V alue CRC 注：1 ID：1个字节，由单机来定（0~255） 2 Command：1个字节，读：3或4，写：6 3 数据地址：2个字节，寄存器地址，读从100开始，写从200开始 4 V alue：2个字节，读：个数（以整型为单位），写：命令/ 数据（以整型为单位） 5 CRC：计算出CRC 下位机（PC39A）： 读数据，若正确 字节号 1 2 3 3+N (N=个数*2) 3+N+1 3+N+2 意义ID Command=3 / 4 数据个数数据CRC 注：1 ID：1个字节，由单机来定（0~255） 2 Command：1个字节，收到的上位机命令 3数据个数：1个字节，返回数据个数（以字节为单位） 4 V alue：N个字节，是返回上位机的数据 5 CRC：计算出CRC 写命令，若正确 返回收到的数据： 若错误 字节号 1 2 3 4 5 意义ID Command 数据CRC 注：1 ID：1个字节，由单机来定（0~255） 2 Command：1个字节，收到的上位机命令或上0x80, 如收到3，返回0x83 3数据：1个字节，错误的指令 错误指令 1:表示command不存在 2:表示数据地址超限 4 CRC：计算出CRC 例如读PC39A 电流数据: 机器地址为12,电流的数据地址100，数据为15.45(A) （一个整型数据） 主机： ID Command 数据地址 V alue CRC 16进制 0x0c 0x03 0x0064 0x0001 CRC_H CRC_L 10进制 12 3 100 1 CRC_H CRC_L 从机返回 如正确： ID Command 数据个数（以字节为单位） V alue CRC 16进制 0x0c 0x03 0x002 0x0609 CRC_H CRC_L 10进制 12 3 2 1545 CRC_H CRC_L 如错误： ID Command 数据 CRC 16进制 0x0c 0x83 0x02 CRC_H CRC_L 10进制 12 131 2 CRC_H CRC_L 例如发PC39A 启动命令: 机器地址为12,命令的地址200，数据为25000（25000表示启动） 主机： ID Command 数据地址 V alue CRC 16进制 0x0c 0x06 0x00c8 0x61a8 CRC_H CRC_L 10进制 12 6 200 25000 CRC_H CRC_L 从机返回 如正确： ID Command 数据地址 V alue CRC 16进制 0x0c 0x06 0x00c8 0x61a8 CRC_H CRC_L 10进制 12 6 200 25000 CRC_H CRC_L 如错误： ID Command 数据 CRC 16进制 0x0c 0x86 0x02 CRC_H CRC_L 10进制 12 134 2 CRC_H CRC_L 0011 10000110 错误码0x83 功能码0x06错误码0x86 如何设计单片机常用通信 协议论文 目录 1．自定义数据通信协议 (3) 2．上位机和下位机中的数据发送 (3) 3．下位机中的数据接收和协议解析 (4) 4．上位机中的数据接收和命令处理 (8) 5．总结 (9) 单片机通信协议现在大部分的仪器设备都要求能过通过上位机软件来操作，这样方便调试，利于操作。其中就涉及到通信的过程。在实际制作的几个设备中，笔者总结出了通信程序的通用写法，包括上位机端和下位机端等。 1．自定义数据通信协议 这里所说的数据协议是建立在物理层之上的通信数据包格式。所谓通信的物理层就是指我们通常所用到的RS232、RS485、红外、光纤、无线等等通信方式。在这个层面上， 底层软件提供两个基本的操作函数：发送一个字节数据、接收一个字节数据。所有的数据协议全部建立在这两个操作方法之上。通信中的数据往往以数据包的形式进行传送的，我们把这样的一个数据包称作为一帧数据。类似于网络通信中的TCPIP协议一般，比较可靠的通信协议往往包含有以下几个组成部分：帧头、地址信息、数据类型、数据长度、数据块、校验码、帧尾。 帧头和帧尾用于数据包完整性的判别，通常选择一定长度的固定字节组成，要求是在整个数据链中判别数据包的误码率越低越好。减小固定字节数据的匹配机会，也就是说使帧头和帧尾的特征字节在整个数据链中能够匹配的机会最小。通常有两种做法，一、减小特征字节的匹配几率。二、增加特征字节的长度。通常选取第一种方法的情况是整个数据链路中的数据不具有随即性，数据可预测，可以通过人为选择帧头和帧尾的特征字来避开，从而减小特征字节的匹配几率。使用第二种方法的情况更加通用，适合于数据随即的场合。通过增加特征字节的长度减小匹配几率，虽然不能够完全的避免匹配的情况，但可以使匹配几率大大减小，如果碰到匹配的情况也可以由校验码来进行检测，因此这种情况在绝大多说情况下比较可靠。 地址信息主要用于多机通信中，通过地址信息的不同来识别不同的通信终端。在一对多的通信系统中，可以只包含目的地址信息。同时包含源地址和目的地址则适用于多对多的通信系统。 数据类型、数据长度和数据块是主要的数据部分。数据类型可以标识后面紧接着的是命令还是数据。数据长度用于指示有效数据的个数。 校验码则用来检验数据的完整性和正确性。通常对数据类型、数据长度和数据块三个部分进行相关的运算得到。最简单的做法可是对数据段作累加和，复杂的也可以对数据进行CR C运算等等，可以根据运算速度、容错度等要求来选取。 2．上位机和下位机中的数据发送 物理通信层中提供了两个基本的操作函数，发送一个字节数据则为数据发送的基础。数据 包的发送即把数据包中的左右字节按照顺序一个一个的发送数据而已。当然发送的方 动力环境监控系统以太网通信协议 一、报文说明 此命令格式只限于客户端程序同服务器程序之间进行数据传输采用的命令，任何同服务器程序之间进行的通信的程序均被服务器视做客户端程序。 报文说明基本格式如下： 功能码：？？ 简短描述：[简短描述语] 描述：[命令的详细介绍] 数据区：[数据区的数据介绍] 服务器同工作站画面通信： 工作站画面 服务器 服务器同前置通信处理机通信： 前置通信处理机 服务器 附加说明： [附加说明列表或说明文字] 二、功能号码索引 命令功能号码分配表速查 三、报文结构定义 3．1 报文结构： 3．2 报文字段结构C 3．2．1 报文头部 C语言结构定义 typedef struct { WORD wFunctionID; WORD wControl; WORD wReason; WORD wDataLen; } MESSAGEHEAD; 结构成员说明： wFunctionID 命令功能号码，此部分唯一的标示出了报文的功能。具体的命令含义及其相应的附加数据请参考2.2.2部分<命令功能号码定义>一节的详细介绍。 wControl 报文控制域。 D0=1表示该报文为请求服务报文，D0=0表示该报文为应答服务报文； （注：请求、应答均相对于服务器而言） D1=1表示该报文需要对方的确认，D1=0表示该报文不需要对方的确认； wReason 报文传送原因。D0-D7被采用，具体定义可以讨论修改： 参数部分的数据长度 3．2．2命令功能号码定义 此部分列出了详细的服务功能码及其对应的数据域部分的组织含义。 四、命令分配详解 功能码：0 描述：保留 功能码： 1 简短描述：系统登录 描述：客户机登录系统时所使用的命令。客户机使用此命令向服务器声明自己的身份及用户信息，供服务器判断自己的合法性。服务器在接收到了此命令后对用户的身份进行确 认，并返回登录结果。 数据区：申请报文包括用户身份证号码、用户名字、用户密码三部分；前置通信机登录时，用户名字字段前15个字节采用以0结尾的字符串”前置通信处理机”填充，密码部分采 用本前置通信处理机的编号（4字节）。 服务器同工作站画面通信： 工作站画面 服务器 服务器同前置通信处理机通信： 前置通信处理机 三种常见的局域网通信协议 各种网络协议都有所依赖的操作系统和工作环境，同样的通信协议在不同网络上运行的效果不一定相同。所以，组建网络时通信协议的选择尤为重要。无论是Windows 95/98对等网，还是规模较大的Windows NT、Novell或Unix/Xenix局域网，组建者都遇到过如何选择和配置网络通信协议的问题。我们在选择通信协议时应遵循3个原则：所选协议要与网络结构和功能相一致；尽量只选择一种通信协议；注意协议不同的版本具有不尽相同的功能。 局域网中常用的3种通信协议 NetBEUI协议：这是一种体积小、效率高、速度快的通信协议。在微软公司的主流产品中，如Windows 95/98和Windows NT，NetBEUI已成为固有的缺省协议。NetBEUI是专门为几台到百余台电脑所组成的单网段小型局域网而设计的，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多块网卡，或采用路由器等设备进行两个局域网的互联时，不能使用NetBEUI协议。否则，在不同网卡（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3种常用的通信协议中，NetBEUI占用内存最少，在网络中基本不需要任何配置。 NetBEUI中包含一个网络接口标准NetBIOS，是IBM公司在1983年开发的一套用于实现电脑间相互通信的标准。其后，IBM公司发现NetBIOS存在着许多缺陷，于1985年对其进行了改进，推出了NetBEUI通信协议。随即，微软公司将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（服务器消息块）的组成部分。因此，NetBEUI协议也被人们称为SMB协议。 IPX/SPX及其兼容协议：这是Novell公司的通信协议集。与NetBEUI的明显区别是：IPX/SPX比较庞大，在复杂环境下有很强的适应性。因为IPX/SPX在开始就考虑了多网段的问题，具有强大的路由功能，适合大型网络使用。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，无法使用IPX/SPX协议。 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惟一性，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，所以IPX/SPX也叫做Novell的协议集。 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协议在微软公司网络中的实现，它在继承IPX/SPX协议优点的同时，更加适应微软公司的操作系统和 51串口通信协议（新型篇） C51编程:这是网友牛毅编的一个C51串口通讯程序！ //PC读MCU指令结构：(中断方式，ASCII码表示) //帧：帧头标志|帧类型|器件地址|启始地址|长度n|效验和|帧尾标志 //值： 'n' 'y'| 'r' | 0x01 | x | x | x |0x13 0x10 //字节数： 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 //求和： ///////////////////////////////////////////////////////////////////// //公司名称：*** //模块名：protocol.c //创建者：牛毅 //修改者： //功能描述：中断方式：本程序为mcu的串口通讯提供(贞结构)函数接口，包括具体协议部分 //其他说明：只提供对A T89c51具体硬件的可靠访问接口 //版本：1.0 //信息：QQ 75011221 ///////////////////////////////////////////////////////////////////// #include 常用通信协议汇总 一、有线连接 1.1RS-232 优点：RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3kΩ~7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。 缺点：（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。 （2）传输速率较低，在异步传输时，最高速率为20Kbps。 （3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，而发送电平与接收 电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米。 1.2RS-485 RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构，传输距离一般在1~2km以下为最佳，如果超过距离加"中继"可以保证信号不丢失，而且结点数有限制，结点越多调试起来稍复杂，是目前使用最多的一种抄表方式，后期维护比较简单。常见用于串行方式，经济实用。 1.3CAN 最高速度可达1Mbps，在传输速率50Kbps时，传输距离可以达到1公里。在10Kbps速率时，传输距离可以达到5公里。一般常用在汽车总线上，可靠性高。 1.4TCP/IP 它可以用在各种各样的信道和底层协议（例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口）之上。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址）。 1.5ADSL 基于TCP/IP 或UDP协议，将抄表数据发送到固定ip，利用电信/网通现有的布线方式，速度快，性能比较可以，缺点是不适合在野外，设备费用投入较大，对仪表通讯要求高。 1.6FSK 可靠通信速率为1200波特，可以连接树状总线；对线路性能要求低，通信距离远，一般可达30公里，线路绝缘电阻大于30欧姆，串联电阻高达数百欧姆都可以工作，适合用于大型矿井监控系统。主要缺点是：系统造价略高，通信线路要求使用屏蔽电缆；抗干扰性能一般，误码率略高于基带。 1.7光纤方式 传输速率高，可达百兆以上；通信可靠无干扰；抗雷击性能好，缺点：系统造价高；光纤断线后熔接受井下防爆环境制约，不宜直达分站，一般只用于通信干线。 1.8电力载波 1.9利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。由于使用坚固可靠的电力线作 为载波信号的传输媒介，因此具有信息传输稳定可靠，路由合理、可同时复用远动信号等特点，不需要线路投资的有线通信方式，但是开发费用高，调试难度大，易受用电环境影响，通讯状况用户的用电质量关系紧密。 二、无线连接 2.1Bluetooth 蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低 xx空间合作协议书 甲方：重庆xx汽车租赁有限公司 通讯地址：x 乙方：xx 通讯地址： 甲、乙双方为顺应互联网时代“大xx业、万xx新”趋势，本着为重庆市内外的企业提供优惠便捷的创业服务的原则，就双方共同开拓xxxx空间（以下简称“空间”），推动重庆市创业的繁荣和发展，达成如下合作协议： 一、合作内容 名称：xxxx空间的招商运营及管理服务 地址： 二、合作方式 甲方为乙方提供xxxx空间场地，地址为 乙方为甲方提供空间办公场所，地址为 甲、乙双方合作期限为年，自年月日起至年月日止。合作期届满，双方另行协商合作事宜。 三、双方权利与义务 （一）甲方的权利与义务 1.甲方负责提供空间的场地，且场地的租赁期不得少于甲、乙双方的合作期，场地租赁费用全部由甲方承担。 2.甲方负责xx空间的搭建，并按照乙方的要求对空间进行装修，所涉费用全部由甲方承担。 3.甲方须负责空间内办公区域装修，并添置办公设备，包括办公桌椅等内容，所涉费用全部由甲方承担。 4.甲方须将空间的表示标牌全部更换为乙方指定的广告，且于2016年11月15日前更换完毕，所涉费用全部由甲方承担。 5.甲方须承担空间内的物业管理费用，具体包括水费、电费、燃气费、宽带费、物业费等内容。 6.甲方有义务向乙方提供5-10 个免费工位，以便为乙方前期招商运营提供人气。 7.甲方作为乙方的孵化项目，在合作期间只能以自己的名义开展合法经营活动，不能以xxxx空间名称进行合法经营活动。 （二）乙方的权利与义务 1.乙方须提供专业的团队和丰富的资源，并负责所有的招商策划和运营管理工作。 2.乙方对xx空间享有独立的运营管理权，甲方不得参与管理，不得干涉运营。 无线传感器网络（Zigbee）网关的的通信协议网关是通过串口与PC 机相连的。PC 机可以通过串口发送采集命令和收集采集数据,为了能有效管理这些数据,需要执行统一的数据通信格式。 下面介绍该系统中所使用的通用数据格式。 每一帧数据都采用相同的帧长度,且都带有帧头、数据和帧尾。具体格式如下: 如上所示,每一帧数据的长度都是32字节。除帧头和帧尾,每一帧数据都由命令头、发送地址、有效数据和校验和组成。 命令头:所执行的命令。 地址:所访问模块的长(前8字节)/短地址(后2字节)。 数据:传送各个参数、变量与返回值及各种需要突发发送的数据。 校验和:从命令头到数据尾的加和校验,用于确定数据正确与否。注:命令头、地址的长地址部分和数据都采用ASCII码。 这个系统的命令分为3种,分别为 ?读命令R(ead):包括读各个传感器或网络状态命令。 ?测试命令T(est):测试LED、BEEP或电池寿命命令。 ?扩展板命令E(xtend):控制和读扩展板命令。 下面介绍具体命令格式。 1.读命令 1) RAS RAS(ReadallSensor):读传感器。 RAS具体格式如下: 需要加入地址和数据——地址:传感器模块地址;数据:GM***/WD***。传感器种类包括光敏:GM;温度:WD;可调电位器:AD。 (1)读取成功返回格式如下: 地址:加入传感器模块地址。 数据:传感器+ 测量值(ASSII码)。其中光敏:GM+ * * * (3 字节ASII 码);温度:WD +***(3字节ASII码);可调电位器:AD+*** (3字节ASII 码)。 (2)读取失败返回格式如下: 2) RND RND:无线网络发现。 RND 具体格式如下: 需要加入地址和数据———地址:无;数据:无,只需要命令头。 (1)读取成功返回格式如下: 返回网络中节点的性质:RFD(终端节点)/ROU(路由器)+地址+第几个。例如:如果返回第1个RFD 节点,则数据段为RFD01。具体格式如下： (2)读取成功结束格式如下: 分层及通信协议 协议软件是计算机通信网中各部分之间所必须遵守的规则的集合，它定义了通信各部分交换信息时的顺序、格式和词汇。协议软件是计算机通信网软件中最重要的部分。网络的体系结构往往都是和协议对应的，而且，网络管理软件、交换与路由软件以及应用软件等都要通过协议软件才能发生作用。 一、通信协议 1、什么是通信协议 通信协议(简称协议Protoco l)，是指相互通信的双方(或多方)对如何进行信息交换所一致同意的一整套规则。一个网络有一系列的协议，每一个协议都规定了一个特定任务的完成。协议的作用是完成计算机之间有序的信息交换。 通信网络是由处在不同位置上的各节点用通信链路连接而组成的一个群体。通信网必须在节点之间以及不同节点上的用户之间提供有效的通信，即提供有效的接入通路。在计算机通信网中，将这种接入通路称为连接(connection)。建立一次连接必需要遵守的一些规则，这些规则也就是通信网设计时所要考虑的主要问题。 (l)为了能在两个硬件设备之间建立起连接，应保证在源、宿点之间存在物理的传输媒介，在该通路的各条链路上要执行某种协议。 如果传输线路使用电话线，则要通过调制解调器将信号从数字转换成模拟的，并在接收端进行反变换。 如果用的是数字传输线路，则在数据处理设备和通信设备之间，必须有一个数字适配器，以便将数字信号的格式转换成两种设备各自所期望的形式。 为了在两个端设备之间互换数据，需要协调和同步，调制解调器和数字适配器必须执行它们自己的协议。 无论是模拟的还是数字的通信设备，调制解调器和数字适配器的状态必须由接到节点上的设备来控制，这里必定有一个物理的或电气的接口来执行这种功能，执行某种适当的协议来达到这一控制目的。 (2)在计算机通信网中，许多信息源都是突发性的(bursty)，问题是要利用信息的这种突发性质来降低消耗在线路上的费用，由此开发了许多共享通信资源的技术。所谓共享，是指允许多个用户使用同一通信资源，这就产生了多用户的接入问题。多路接入 基于TCP协议的网络通信系统的设计与实现 摘要:网络通信，由于其具有实时性、跨平台性、成本低、效率高等优点而受到广泛的使用。设计并实现一个能够处理多用户进行实时、安全的即时通信系统具有较强的现实意义。即时通信的底层通信是通过SOCKET套接字接口实现的。当前的主流UNIX系统和微软的WINDOWS系统都在内核提供了对SOCKET字接口的支持。使用这个统一的接口，可以编写一个可移植的TCP/IP通信程序。使信息能够在INTERNET上可靠的传输。 本文设计并实现了基于局域网内的简单即时通信系统，系统采用C/S模式，底层通信通过SOCKET套接字接口实现，服务器负责客户端的登录验证，好友信息的保存和心跳报文的发送。客户端采用P2P方式实现消息传递，并能实现文件的传输。本文首先讨论了同步套接字，异步套接字，多线程并发执行任务等；然后阐述了客户端、服务器如何使用XML序列化的消息进行通信。 关键词：即时通信；文件传输；套接字；TCP协议 Abstract :Instant messages have several advantages such as real-time, cross-platform, cheap and efficient. To design a Multi-user IM (instant message) architecture is very i mportant in both theory and realism. Instant message based on TCP/IP protocol that is realized by socket interface. Almost all UNIX operation systems and Microsoft's win dows operation systems provide support of socket in the kernel. Using the uniform int erface, we can develop a portable program of TCP/IP, which help us transfer informati on in Internet safely and credibly. The system uses the client/server(C/S) mode. The server takes the responsibility of th e login message of client, the saving of friend message and Message heartbeat. The tra nsmission of the basic messages of the customer end will be designed on P2P architec ture. This thesis explains how the client and server communicate via serializing XML message. Key words: Instant Message; File Transfer; Socket; TCP protocol 常用几种通讯协议 Modbus Modbus技术已成为一种工业标准。它是由Modicon公司制定并开发的。其通讯主要采用RS232，RS485等其他通讯媒介。它为用户提供了一种开放、灵活和标准的通讯技术，降低了开发和维护成本。 Modbus通讯协议由主设备先建立消息格式，格式包括设备地址、功能代码、数据地址和出错校验。从设备必需用Modbus协议建立答复消息，其格式包含确认的功能代码，返回数据和出错校验。如果接收到的数据出错，或者从设备不能执行所要求的命令，从设备将返回出错信息。 Modbus通讯协议拥有自己的消息结构。不管采用何种网络进行通讯，该消息结构均可以被系统采用和识别。利用此通信协议，既可以询问网络上的其他设备，也能答复其他设备的询问，又可以检测并报告出错信息。 在Modbus网络上通讯期间，通讯协议能识别出设备地址，消息，命令，以及包含在消息中的数据和其他信息，如果协议要求从设备予以答复，那么从设备将组建一个消息，并利用Modbus发送出去。 BACnet BACnet是楼宇自动控制系统的数据通讯协议,它由一系列与软件及硬件相关的通讯协议组成,规定了计算机控制器之间所有对话方式。协议包括:(1)所选通讯介质使用的电子信号特性,如何识别计算机网址,判断计算机何时使用网络及如何使用。(2)误码检验,数据压缩和编码以及各计算机专门的信息格式。显然,由于有多种方法可以解决上述问题,但两种不同的通讯模式选择同一种协议的可能性极少,因此,就需要一种标准。即由ISO(国际标准化协会〉于80年代着手解决,制定了《开放式系统互联(OSI〉基本参考模式(Open System Interconnection/Basic Reference Model简称OSI/RM)IS0- 7498》。 OSI/RM是ISO/OSI标准中最重要的一个,它为其它0SI标准的相容性提供了共同的参考,为研究、设计、实现和改造信息处理系统提供了功能上和概念上的框架。它是一个具有总体性的指导性标准,也是理解其它0SI标准的基础和前提。 0SI/RM按分层原则分为七层,即物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层。 BACnet既然是一种开放性的计算机网络,就必须参考OSIAM。但BACnet没有从网络的最低层重新定义自己的层次,而是选用已成熟的局域网技术,简化0SI/RM,形成包容许多局 域网的简单而实用的四级体系结构。 四级结构包括物理层、数据链路层、网络层和应用层。 1.绿米网关局域网通讯协议网关设备发现（设备发现不加密） 设备发现用来在局域网中发现网关，使用组播(ip: peer_port: 4321)。 所有网关收到Whois命令都要应答、回复自己的IP信息。PC组播方式->网关: {"cmd":"whois"}网关单播方式->PC：{"cmd":"iam","ip" : "","port" : "9898","model" : "gateway",.....} 2.加密机制局域网通信采用key加密方式，需要在米家智能家庭APP上对网关设置KEY（使用AES-CBC 128 加密，app下发随机的16个字节长度的字符串KEY）。必须拥有该网关的KEY，才能与该网关进行局域网通信。 注：AES-CBC 128 初始向量定义为： unsigned char const AES_KEY_IV[16] = {0x17, 0x99, 0x6d, 0x09, 0x3d, 0x28, 0xdd, 0xb3, 0xba, 0x69, 0x5a, 0x2e, 0x6f, 0x58, 0x56, 0x2e}; 在米家智能家庭app中设置KEY的步骤如下： 3.查询子设备id列表 命令以单播方式发送给网关的udp 9898端口，网关以单播方式回复，用来获取网关中有哪些设备（网关返回子设备的设备id）。 PC->网关：{"cmd" : "get_id_list"} 网关->PC: {"cmd" : "get_id_list_ack","sid":"1022780","data":"[\"sid1\",\"sid2\",\"sid3\"]"}，其中的“sid”为网关did。 4.子设备状态上报以组播方式发送给(ip: port: 9898)。当子设备状态发生变化时，子设备会上报状态。例如窗磁上报open/close信息。用户可以拿这个状态去做联动。例如：开窗报警，开窗关空调网关->PC：{"cmd":"report","model":"magnet","sid":"","short_id":4343,"data":"{\"status\":\"open\"}" } 5. 读设备 命令以单播方式发送给网关的udp 9898端口。用户可以主动读取墙壁开关，插座的属性状态，网关返回设备的全部属性信息。 读取墙壁开关的状态： {"cmd":"read","sid":"158d0000123456"} 网关以单播方式回复格式： {"cmd":"read_ack","model":"ctrl_neutral2","sid":"158d0000123456","short_id":4343,"data" :"{\"channel_0\":\"on\",\"channel_1\":\"off\"}"} 三菱FX系列 PLC 编程口通信协议总览 三菱PLC-FX2N 三菱FX系列PLC编程口通信协议总览 该协议实际上适用于PLC编程端口以及 FX-232AW 模块的通信。 通讯格式： 命令命令码目标设备 DEVICE READ CMD "0" X,Y,M,S,T,C,D DEVICE WRITE CMD "1" X,Y,M,S,T,C,D FORCE ON CMD " 7" X,Y,M,S,T,C FORCE OFF CMD "8" X,Y,M,S,T,C 传输格式: RS232C 波特率: 9600bps 奇偶: even 校验: 累加方式（和校验） 字符: ASCII 16进制代码： ENQ 05H 请求 ACK 06H PLC正确响应 NAK 15H PLC错误响应 STX 02H 报文开始 ETX 03H 报文结束 帧格式： STX CMD DATA ...... DATA ETX SUM(upper) SUM(lower) 例子： STX ,CMD ,ADDRESS, BYTES, ETX, SUM 02H, 30H, 31H,30H,46H,36H, 30H,34H, 03H, 37H,34H SUM=CMD+......+ETX； 30h+31h+30h+46h+36h+30h+34h+03h=74h; 累加和超过两位取低两位 1、DEVICE READ（读出软设备状态值） 计算机向PLC发送： 始命令首地址位数终和校验 STX CMD GROUP ADDRESS BYTES ETX SUM 例子：从D123开始读取4个字节数据 02h 30h 31h,30h,46h,36h 30h,34h 03h 37h,34h 地址算法:address=address*2+1000h 再转换成ASCII 31h,30h,46h,36h PLC返回 STX 1ST DATA 2ND DATA ..... LAST DATA ETX SUM 注：最多可以读取64个字节的数据 例子：从指定的存储器单元读到3584这个数据 02h 33h 35h 38h 34h 03h 44h,36h 2、DEVICE WRITE（向PLC软设备写入值） 始命令首地址位数数据终和校验 STX CMD GROUP ADDRESS BYTES 1ST DATA 2ND DATA ...... LAST DATA ETX SUM 例子：向D123开始的两个存储器中写入1234,ABCD 02h 31h 31h,30h,46h,36h 30h,34h 33h,34h,31h,32h,43h,44h,41h,42h 03h 34h,39h PLC返回 ACK (06H) 接受正确 NAK (15H) 接受错误 3、位设备强制置位/复位 FORCE ON置位 始命令地址终和校验 STX CMD ADDRESS ETX SUM 02h 37h address 03h sum FORCE OFF复位 始命令地址终和校验 基于TCP协议通信系统的设计与实现 杨秀森 （贵州师范大学机电学院电气工程及其自动化学号：0914********） 摘要：通信协议（communications protocol）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。通信的底层通信是通过SOCKET套接字接口实现的。当前的主流UNIX系统和微软的WINDOWS系统都在内核提供了对SOCKET字接口的支持。使用这个统一的接口，可以编写一个可移植的TCP通信程序。 本文设计并实现了基于局域网内的简单即时通信系统，系统采用C/S模式，底层通信通过SOCKET套接字接口实现，服务器负责客户端的登录验证，好友信息的保存和心跳报文的发送。客户端采用P2P方式实现消息传递，并能实现文件的传输。本文首先讨论了同步套接字，异步套接字，多线程并发执行任务等；然后阐述了客户端、服务器如何使用XML序列化的消息进行通信。 关键词：TCP协议；通信协议系统；套接字；文件传输；C/S模式； The System Design and Implementation of Based on TCP Protocol Communication Yang Xiu Sen (Guizhou Normal University Institute of mechanical and electrical engineering and its automation number: 0914********) Abstract: Communication protocol ( communications protocol ) refers to both entities to complete communication or service must follow the rules and conventions. The protocol defines a data unit format, information unit should contain information and meaning, connection mode, information transmission and reception timing, thereby ensuring that the network data smoothly transmitted to determine places. Communication communication is through the SOCKET socket interface implementation. The current mainstream UNIX system and Microsoft WINDOWS system in the kernel provides to SOCKET interface support. Using the unified interface, can be prepared in a transplantable TCP communication program. This paper designed and implemented based on a simple LAN instant communication system, the system adopts C/S model, the underlying communication through the SOCKET socket interface 随着卫星通信和地面互联网技术的不断发展，卫星间、卫星与地面间以及地面各系统间信息的交叉传输不断增多，这就要求有一套统一、兼容、高效的空间通信协议来保障。 随着卫星通信和地面互联网技术的不断发展，卫星间、卫星与地面间以及地面各系统间信息的交叉传输不断增多，这就要求有一套统一、兼容、高效的空间通信协议来保障。 但是，目前天基和地基网络的通信协议并没有统一的设计和建设，这在星地和星间通信中尤其明显。各地面通信系统在互联网的迅速发展下，已基本全部采用TCP/IP，以支持各种各样的应用要求，实现了地面通信协议的大统一。而各卫星系统在任务多样复杂、缺乏统一标准的情况下，往往采用各自独立开发的通信协议，消耗大量的资金与研究力量，而且不能很好地与地面应用网络相结合，天地各网络间的通信也必须通过网间的协议翻译转换来实现。 自1982年以来，由美国航空航天局(NASA)、欧洲空间局(ESA)等欧美空间机构组成的空间数据系统咨询委员会(CCSDS)一直致力于研究天地各通信网络协议的统一与推广，其制定的协议标准(CCSDS建议)有很多已成为国际标准化组织(ISO)的正式标准，被广泛应用于国际空间项目中。 本文将围绕地面与空间通信的特点和所采用的通信协议展开讨论，介绍CCSDS基于TCP /IP提出的空间通信协议规范(SCPS)和CCSDS文件分发协议(CFDP)，分析各自的特点。并与 TCP/IP系列协议进行比较。 一、地面TCP/IP在空间通信中的应用 1．地面TCP/IP在空间通信中应用的优势 目前，包括CCSDS在内的各国际空间组织努力推行的空间通信协议一般都是基于地面T CP/IP开发的，主要的原因有以下几点： >以TCP/IP为基础的空间通信协议可以使卫星通信网络与地面通信网络更好地兼容互通。目前。无论是卫星测控网还是卫星通信网，其协议标准都具有很大的独立性，各网络间及与地面通信网间的通信需要通过协议翻译实现。增加了不必要的设备及载荷，降低了网间通信的效率，这些问题可以由统一的通信协议解决。 >互联网的迅速发展要求卫星通信网络成为其有机的组成部分。在互联网为主导的地面通信网络环境中，卫星通信技术以其独特的技术和应用优势，凭借已有的和即将入轨的日益庞大的空间通信系统，可以很好地解决诸如终端用户随时随处高速接人和多媒体传输等问题。因此。卫星通信网络有必要、也有能力成为地面互联网的一部分。 >基于TCP/IP开发空间通信协议可以节省协议研发时间与资金投入。将已有成熟的地面通信协议技术，针对空间通信特点进行改进，可以大大缩短协议开发时间，减少工程量，并更好地确保新协议的可实行性和稳定性。 2．空间通信的特点 空间通信与地面通信相比具有很明显的特征，主要有： >信号延迟大。信号延迟与通信距离成正比，和信号传输速度成反比。地面通信的延迟为几十毫秒，地球同步卫星可达0.25秒，而星际卫星系统则可以达到几十秒。 >误码率高。误码率由信道干扰决定。地面通信误码率一般低于10-12，而星地射频通 信的误码率在10-6左右很常见。合理运用纠错码可以降低误码率，但不能完全消除。过于modbus_通讯协议_实例
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