各类通讯协议及通讯方式详细介绍.doc

RS485简介(zz)
2023-11-17 15:08
智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的，现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄断。究其因素就是公司信息化的需要，公司在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初是数据模拟信号输出简朴过程量，后来仪表接口是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能。随后出现的RS485解决了这个问题。
RS485接口
RS485采用差分信号负逻辑，＋2V～＋6V表达“0”，- 6V～- 2V表达“1”。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在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简朴地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有二个因素：(1)共模干扰问题： RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围，RS-485收发器共模电压范围为-7～+12V，只有满足上述条件，整个网络才干正常工作。当网络线路中 共模电压超过此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。(2)EMI问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
由于PC机默认的只带有RS232接口，有两种方法可以得到PC上位机的RS485电路：（1）通过RS232/RS485转换电路将PC机串口RS232信号转换成RS485信号，对于情况比较复杂的工业环境最佳是选用防浪涌带隔离珊的产品。（2）通过PCI多串口卡，可以直接选用输出信号为RS485类型的扩展卡。
RS485电缆
在一般场合采用普通的双绞线就可以，在规定比较高的环境下可以采用带屏蔽层的同轴电缆。在使用RS485接口时，对于特定的传输线路，从RS485接口到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度与信号传输的波特率成反比，这个长度数据重要是受信号失真及噪声等影响所影响。理论上RS485的最长传输距离能达成1200米，但在实际应用中传输的距离要比1200米短，具体能传输多远视周边环境而定。在传输过程中可以采用增长中继的方法对信号进行放大，最多可以加八个中继，也就是说理论上RS485的最大传输距离可以达成9.6公理。假如真需要长距离传输，可以采用光纤为传播介质，收发两端各加一个光电转换器，多模光纤的传输距离是5~10公里，而采用单模光纤可达50公里的传播距离。
RS485布网
网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络。在构建网络时，应注意如下几点：
（1）采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来，从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。有些网络连接尽管不对的，在短距离、低速率仍也许正常工作，但随着通信距离的延长或通信速率的提高，其不良影响会越来越严重，重要因素是信号在各支路末端反射后与原信号叠加，会导致信号质量下降。
（2）应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性：总线的不同区段采用了不同电缆，或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装，再者是过长的分支线引出到总线。
总之，应当提供一条单一、连续的信号通道作为总线。
在RS485组网过程中另一个需要主意的问题是终端负载电阻问题，在设备少距离短的情况下不加终端负载电阻整个网络能很好的工作但随着距离的增长性能将减少。理论上，在每个接受数据信号的中点进行采样时，只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。但这在事实上难以掌握，美国MAXIM公司有篇文章提到一条经验性的原则可以用来判断在什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配：当信号的转换时间（上升或下降时间）超过电信号沿总线单向传输所需时间的3倍以上时就可以不加匹配。
一般终端匹配采用终端电阻方法， RS-485应在总线电缆的开始和末端都并接终端电阻。终接电阻在RS-485网络中取120Ω。相称于电缆特性阻抗的电阻，由于大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100～120Ω。这种匹配方法简朴有效，但有一个缺陷，匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。此外一种比较省电的匹配方式是RC匹配。运用一只电容C隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容C的取值是个难点，需要在功耗和匹配质量间进行折衷。 尚有一种采用二极管的匹配方法，这种方案虽未实现真正的“匹配”，但它运用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号，达成改善信号质量的目的，节能效果显著。
最近两年一些公司基于部分公司信息化的实行已完毕，工厂中已经铺设了延伸到车间每个办公室、控制室的局域网的现状，推出了串口服务器来取代多串口卡，这重要是运用公司已有的局域网资源减少线路投资，节约成本，相称于通过tcp/ip把多串口卡放在了现场。
RS485和其它总线网络的区别：
我们把工业网络归结为三类：RS485网络、HART网络和现场总线网络。
HART网络：HART是由现在的艾默生提出一个过度性总线标准，他重要是在4~20毫安电流信号上面叠加数字信号，物理层采用BELL202频移键控技术，以实现部分智能仪表的功能，但此协议不是一个真正意义上开放的标准，要加入他的基金会才干拿到协议，加入基金会要一部分的费用。技术重要被国外几家大公司垄断，近两年国内也有公司再做，但还没有达成国外公司的水平。现在有很大一部分的智能仪表都带有HART圆卡，都具有HART通讯功能。但从国内来看还没有真正运用其这部分功能，最多只是运用手操器对其进行参数设定，没有发挥出HART智能仪表应有的功能，没有联网进行设备监控。从长远来看由于HART通信速率低组网困难等因素，HART仪表的采购量会程下滑趋势，但由于HART仪表已有十数年的历史现在在装数量非常的大，对于一些系统集成商来说尚有很大的可运用空间。
现场总线网络：现场总线技术是当今自动化领域技术发展热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网，它的出现标志着自动化控制技术又一个新时代的开始。现场总线是连接设立在控制现场的仪表与设立在控制室内的控制设备的数字化、串行、多站通信的网络。其关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字通信。现场总线技术近年来成为国际上自动化和仪器仪表发展的热点，它的出现是传统的控制系统结构产生了革命性的变化，是自控系统朝着智能化、数字化、信息化、网络化、分散化的方向迈进，形成新型的网络集成式全分布式控制系统---现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System）。但是现在的现场总线的各种标准并行存在并且都有自己的生存领域，还没有形成真正统一的标准，关键是看不到什么时候能形成统一的标准，技术也不够成熟。此外现场总线的仪表种类还比较少可供选择的余地小，价格也偏高，从最终用户的角度看大多还处在观望状态，都想等到技术成熟之后在考虑，现在实行的少。
RS485网络：RS485/MODBUS是现在流行的一种布网方式，其特点是实行简朴方便，并且现在支持RS485的仪表又特多，特别是在油品行业RS485/MODBUS简直是一统天下，现在的仪表商也纷纷转而支持RS485/MODBUS，因素很简朴，象本来的 HART仪表想买一个转换口非常困难 并且价格昂贵，RS485的转换接口就便宜的多并且种类繁多。

RS232串口方式(zz)
2023-11-17 14:46
在串行通信中，数据通常是在两个站（如终端和微机）之间进行传送，按照数据流的方向Intel Mobile Pentium III-M(Tualatin)可提成三种基本的传送方式：全双工、半双工、和单工。但单工目前已很少采用，下面仅介绍前两种方式。

1、全双工方式（full duplex）
当数据的发送和接受分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接受操作，这样的传送方式就是全双工制，如图1 所示。在全双工方式下，通信系统的每一端都设立了发送器和接受器，因此，能控制数据同时在两个方向上传送。全双工方式无需进行方向的切换，因此，没有切换操作所产生的时间延迟，这对那些不能有时间延误的交互式应用（例如远程监测和控制系统）十分有利。这种方式规定通讯双方均有发送器和接受器，同时，需要2 根数据线传送数据信号。（也许还需要控制线和状态线，以及地线）。

　　　　　　图1
比如，计算机主机用串行接口连接显示终端，而显示终端带有键盘。这样，一方面键盘上输入的字符送到主机内存；另一方面，主机内存的信息可以送到屏幕显示。通常，往键盘上打入1个字符以后，先不显示，计算机主机收到字符后，立即回送到终端，然后终端再把这个字符显示出来。这样，前一个字符的回送过程和后一个字符的输入过程是同时进行的，即工作于全双工方式。

2、半双式方式（half duplex）
若使用同一根传输线既作接受又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据，这样的传送方式就是半双工制，如图2 所示。采用半双工方式时，通信系统每一端的发送器和接受器，通过收/发开关转接到通信线上，进行方向的切换，因此，会产生时间延迟。收/发开关事实上是由软件控制的电子开关。

　　　　　　　　　图2
当计算机主机用串行接口连接显示终端时，在半双工方式中，输入过程和输出过程使用同一通路。有些计算机和显示终端之间采用半双工方式工作，这时，从键盘打入的字符在发送到主机的同时就被送到终端上显示出来，而不是用回送的办法，所以避免了接受过程和发送过程同时进行的情况。目前多数终端和串行接口都为半双工方式提供了换向能力，也为全双工方式提供了两条独立的引脚。在实际使用时，一般并不需要通信双方同时既发送又接受，像打印机这类的单向传送设备，半双工甚至单工就能胜任，也无需倒向。

RS-232串口通信协议
2023-11-26 08:46
RS-232是个人计算机上的通讯接口之一，由电子工业协会(Electronic Industries Association，EIA) 所制定的异步传输标准接口。通常 RS-232 接口以9个接脚 (DB-9) 或是25个接脚 (DB-25) 的型态出现，一般个人计算机上会有两组 RS-232 接口，分别称为 COM1 和 COM2。
　　RS-232-C

　　RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标记号，C表达修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线，涉及一个主通道和一个辅助通道。在多数情况下重要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接受线及一条地线。

　　RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

　　RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增长。传输距离短的另一因素是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能克制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。

　　串行通信接口标准通过使用和发展，目前已有几种。但都是在RS-232标准的基础上通过改善而形成的。所以，以RS-232C为主来讨论。RS-323C标准是美国EIA(电子工业联合会）与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在0～20230b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。

　　在讨论RS-232C接口标准的内容之前，先说明两点：

　　一方面，RS-232-C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与数据通信设备DCE（Data Communication Equipment)而制定的。因此这个标准的制定，并未考虑计算机系统的应用规定。但目前它又广泛地被借来用于计算机（更准确的说，是计算机接口）与终端或外设之间的近端连接标准。显然，这个标准的有些规定及和计算机系统是不一致的，甚至是相矛盾的。有了对这种背景的了解，我们对RS-232C标准与计算机不兼容的地方就不难理解了

　　另一方面，RS-232C标准中所提到的“发送”和“接受”，都是站在DTE立场上，而不是站在DCE的立场来定义的。由于在计算机系统中，往往是CPU和I/O设备之间传送信息，两者都是DTE，因此双方都能发送和接受。

　　一、RS-232-C

　　RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（recommeded standard）代表推荐标准，232是标记号，C代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前，有RS232B、RS232A。。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准尚有有RS-232-C、RS-422-A、RS-423A、RS-485。 这里只介绍RS-232-C（简称232，RS232）。 例如，目前在IBM PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。
　　1.电气特性
　　EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。
　　在TxD和RxD上：逻辑1(MARK)=-3V～-15V
　　逻辑0(SPACE)=+3～＋15V
　　在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：

　　信号有效（接通，ON状态，正电压）＝+3V～+15V

　　信号无效（断开，OFF状态，负电压)=-3V～-15V

　　以上规定说明了RS-323C标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑“1”（传号）的电平低于-3V，逻辑“0”（空号）的电平高于+3V；对于控制信号；接通状态（ON）即信号有效的电平高于+3V，断开状态(OFF)即信号无效的电平低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在±(3～15)V之间。

　　EIA-RS-232C与TTL转换：EIA-RS-232C是用正负电压来表达逻辑状态，与TTL以高低电平表达逻辑状态的规定不同。因此，为了可以同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA-RS-232C与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。目前较为广泛地使用集成电路转换器件，如MC1488、SN75150芯片可完毕TTL电平到EIA电平的转换，而MC1489、SN75154可实现EIA电平到TTL电平的转换。MAX232芯片可完毕TTL←→EIA双向电平转换。

　　2、连接器的机械特性：

　　连接器：由于RS-232C并未定义连接器的物理特性，因此，出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。下面分别介绍两种连接器。

　　（1）DB-25： PC和XT机采用DB-25型连接器。DB-25连接器定义了25根信号线，分为4组：

　　①异步通信的9个电压信号（含信号地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，22

　　②20mA电流环信号 9个（12，13，14，15，16，17，19,23，24）

　　③空6个（9，10，11，18，21，25）

　　④保护地（PE）1个，作为设备接地端（1脚）

　　DB-25型连接器的外形及信号线分派如图3所示。注意，20mA电流环信号仅IBM PC和IBM PC/XT机提供，至AT机及以后，已不支持。

　　（2）DB-9连接器

　　在AT机及以后，不支持20mA电流环接口，使用DB-9连接器，作为提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2两个串行接口的连接器。它只提供异步通信的9个信号。DB-25型连接器的引脚分派与DB-25型引脚信号完全不同。因此，若与配接DB-25型连接器的DCE设备连接，必须使用专门的电缆线。

　　电缆长度：在通信速率低于20kb/s时，RS-232C所直接连接的最大物理距离为15m（50英尺）。

　　最大直接传输距离说明：RS-232C标准规定，若不使用MODEM，在码元畸变小于4%的情况下，DTE和DCE之间最大传输距离为15m（50英尺）。可见这个最大的距离是在码元畸变小于4%的前提下给出的。为了保证码元畸变小于4%的规定，接口标准在电气特性中规定，驱动器的负载电容应小于2500pF。

　　3、RS-232C的接口信号

　　RS-232C规标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定期线、7条备用和未定义线，常用的只有9根，它们是

　　（1）联络控制信号线：

　　数据装置准备好（Data set ready-DSR)——有效时（ON）状态，表白MODEM处在可以使用的状态。

　　数据终端准备好(Data set ready-DTR)——有效时（ON）状态，表白数据终端可以使用。

　　这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效，只表达设备自身可用，并不说明通信链路可以开始进行通信了，能否开始进行通信要由下面的控制信号决定。

　　请求发送(Request to send-RTS)——用来表达DTE请求DCE发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效（ON状态），向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。

　　允许发送（Clear to send-CTS）——用来表达DCE准备好接受DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。当MODEM已准备好接受终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，告知终端开始沿发送数据线TxD发送数据。

　　这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接受方式之间的切换。在全双工系统中作发送方式和接受方式之间的切换。在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联络信号，使其变高。

　　接受线信号检出(Received Line detection-RLSD)——用来表达DCE已接通通信链路，告知DTE准备接受数据。当本地的MODEM收到由通信链路另一端（远地）的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，告知终端准备接受，并且由MODEM将接受下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接受数据线RxD送到终端。此线也叫做数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD）线。

　　振铃指示(Ringing-RI)——当MODEM收到互换台送来的振铃呼喊信号时，使该信号有效（ON状态），告知终端，已被呼喊。

　　（2）数据发送与接受线：

　　发送数据(Transmitted data-TxD)——通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTE→DCE)。

　　接受数据(Received data-RxD)——通过RxD线终端接受从MODEM发来的串行数据，(DCE→DTE)。

　　（3）地线

　　有两根线SG、PG——信号地和保护地信号线，无方向。

　　上述控制信号线何时有效，何时无效的顺序表达了接口信号的传送过程。例如，只有当DSR和DTR都处在有效（ON）状态时，才干在DTE和DCE之间进行传送操作。若DTE要发送数据，则预先将DTR线置成有效(ON)状态，等CTS线上收到有效(ON)状态的回答后，才干在TxD线上发送串行数据。这种顺序的规定对半双工的通信线路特别有用，由于半双工的通信才干拟定DCE已由接受方向改为发送方向，这时线路才干开始发送。

　　2个数据信号：发送TXD；接受RXD。

　　1个信号地线：SG。

　　6个控制信号：

　　数传机（即modem）准备好，Data Set Ready.
数据终端（DTE，即微机接口电路，如Intel8250/8251,16550）准备好，Data Terminal Ready。
　　DTE请求DCE发送(Request To Send)。
　　DCE允许DTE发送（Clear To Send）,该信号是对RTS信号的回答。
　　DCD数据载波检出，Data Carrier Detection当本地DCE设备（Modem）收到对方的DCE设备送来的载波信号时，使DCD有效，告知DTE准备接受， 并且由DCE将接受到的载波信号解调为数字信号， 经RXD线送给DTE。
　　振铃信号 Ringing当DCE收到互换机送来的振铃呼喊信号时，使该信号有效，告知DTE已被呼喊。

总结：RS-232数据接发方式为全双工，但是传输距离较短，一般为15m，不能应用于数据传输距离较长的系统中。
RS232缺陷：由于RS-232-C接口标准出现较早，难免有局限性之处，重要有以下四点：
（1） 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又由于与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，波特率为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， 这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。
（4） 传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，事实上也只能用在50米左右。

本文来自CSDN博客，转载请标明出处：

串口通讯的概念及接口电路(zz)
2023-11-17 14:50
随着计算机系统的应用和微机网络的发展，通信功能越来越显的重要。这里所说的通信是只计算机与外界的信息互换。因此，通信既涉及计算机与外部设备之间，也涉及计算机和计算机之间的信息互换。由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息，所用的传输线少，并且可以借助现成的电话网进行信息传送，因此，特别适合于远距离传输。对于那些与计算机相距不远的人－机互换设备和串行存储的外部设备如终端、打印机、逻辑分析仪、磁盘等，采用串行方式互换数据也很普遍。在实时控制和管理方面，采用多台微机解决机组成分级分布控制系统中，各CPU之间的通信一般都是串行方式。所以串行接口是微机应用系统常用的接口。许多外设和计算机按串行方式进行通信，这里所说的串行方式，是指外设与接口电路之间的信息传送方式，事实上，CPU与接口之间仍按并行方式工作。

1 串行通信的概念

图1－1
所谓“串行通信”是指外设和计算机间使用一根数据信号线(此外需要地线,也许还需要控制线),数据在一根数据信号线上一位一位地进行传输，每一位数据都占据一个固定的时间长度。如图1-1所示。这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，当然，其传输速度比并行传输慢。由于CPU与接口之间按并行方式传输，接口与外设之间按串行方式传输，因此，在串行接口中，必须要有“接受移位寄存器”（串→并）和“发送移位寄存器”（并→串）。典型的串行接口的结构如1-2所示。

　　　　　　　　　图1－2
在数据输入过程中，数据1位1位地从外设进入接口的“接受移位寄存器”，当“接受移位寄存器”中已接受完1个字符的各位后，数据就从“接受移位寄存器”进入“数据输入寄存器”。CPU从“数据输入寄存器”中读取接受到的字符。（并行读取，即D7~D0同时被读至累加器中）。接受移位寄存器”的移位速度由“接受时钟”拟定。在数据输出过程中，CPU把要输出的字符（并行地）送入“数据输出寄存器”，“数据输出寄存器”的内容传输到“发送移位寄存器”，然后由“发送移位寄存器”移位，把数据1位1位地送到外设。“发送移位寄存器”的移位速度由“发送时钟”拟定。接口中的“控制寄存器”用来容纳CPU送给此接口的各种控制信息，这些控制信息决定接口的工作方式。“状态寄存器”的各位称为“状态位”，每一个状态位都可以用来指示数据传输过程中的状态或某种错误。例如，用状态寄存器的D5位为“1”表达“数据输出寄存器”空，用D0位表达“数据输入寄存器满”，用D2位表达“奇偶检查错”等。可以完毕上述“串<- ->并”转换功能的电路，通常称为“通用异步收发器”（UART：Universal　Asynchronous Receiver and Transmitter）,典型的芯片有：Intel 8250/8251,16550。

TCP/IP完整基础介绍(zz)
2023-11-17 14:43
我们一般说TCP在传输层，而IP在Internet层．

TCP/IP的应用程序涉及我们平时经常用到的Ping,Telnet,Ftp,Finger等等

配置TCP/IP涉及IP地址，子网掩码和缺省网关

对的检测TCP/IP的四个环节：PIng 127.0.0.1（回环地址）假如通表达TCP/IP已经装入，Ping自己表白客户机正常（重要是网卡），Ping网关表达局域网正常，Ping路由外地址表达完全正常，当然你也可以直接进行第四步，一般来说没这么麻烦的，但理论是基础

IP地址是四段八位的二进制数组成的，IP分为A,B,C,D,E五类地址

A类高端为0,从1.x.y.z~126.x.y.z　.B类高端为10,从128.x.y.z~191.x.y.z　C类高端为110，从192.x.y.z~223.x.y.z　D类高端为1110是保存的IP地址　E类高端为1111，是科研用的IP地址

其中255是广播地址，127是内部回送函数

一、以下内容是子网的设定

若公司不上Internet,那一定不会烦恼IPAddress的问题,因 为可以任意使用所有的IPAddress,不管是AClass或是BClass, 这个时候不会想到要用SubNet,但若是上Internet那IPAddress 便弥足珍贵了,目前全球一阵Internet热,IPAddress已经愈 来愈少了,而所申请的IPAddress目前也趋保守,并且只有 经申请的IPAddress能在Internet使用,但对某些公司只能申 请到一个CCLass的IPAddress,但又有多个点需要使用,那这 时便需要使用到Subnet,这篇短文说明Subnet的原理及如 何规划。

SubnetMask的介绍

设定任何网路上的任何设备不管是主机、PC、Router等 皆需要设定IPAddress,而跟随著IPAddress的是所谓的NetMask, 这个NetMask重要的目的是由IPAddress中也能获得NetworkNumber ,也就是说IPAddress和NetMask作AND而得到NetworkNumber,如下所示

IPAddress 192.10.10..00001010.00001010.00000110

NetMask 255.255.255..11111111.11111111.00000000

AND -------------------------------------------------------------------

etworkNumber 192.10.10..00001010.00001010.00000000

NetMask有所谓的预设值,如下所示

ClassIPAddress范围NetMask

A　1.0.0.0-126.255.255.255255.0.0.0

B　128.0.0.0-191.255.255.255255.255.0.0

C　192.0.0.0-223.255.255.255255.255.255.0

在预设的NetMask都只有255的值,在谈到SubnetMask时这个值 便不一定是255了。

在完整一组CClass中如203.67.10.0-203.67.10.255NetMask255.255.255.0, 203.67.10.0称之NetworkNumber(将IPAddress和Netmask作AND),而 203.67.10.255是Broadcast的IPAddress,所以这?两者皆不能使用,实 际只能使用203.67.10.1--203.67.10.254等254个IPAddress,这是以 255.255.255.0作NetMask的结果,而所谓SubnetMsk尚可将整组C Class提成数组NetworkNumber,这要在NEtMask作手脚,若是要将 整组CCLass提成2个NetworkNumber那NetMask设定为255.255.255.192, 若是要将整组CCLass提成8组NetworkNumber则NetMask要为 255.255.255.224,这是怎麽来的,由以上知道NetworkNumber是由IP Address和NetMask作AND而来的,并且将NetMask以二进位表达 法知道是1的会保存,而为0的去掉

192.10.10.193--11000000.00001010.00001010.10000001

255.255.255.0--11111111.11111111.11111111.00000000

--------------------------------------------------------------

192.10.10.0--11000000.00001010.00001010.00000000

以上是以255.255.255.0为NetMask的结果,NetworkNumber是192.10.10.0, 若是使用255.255.255.224作NetMask结果便有所不同

192.10.10.193--11000000.00001010.00001010.10000000

255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000

--------------------------------------------------------------

192.10.10.192--11000000.00001010.00001010.10000000

此时NetworkNumber变成了192.10.10.192,这便是Subnet。

那要如何决定所使用的NetMask,255.255.255.224以二进位表达 法为11111111.11111111.11111111.11100000,变化是在最後一组,11100000 便是224,以三个Bit可表达2的3次方便是8个NetworkNumber

NetMask二进位表达法可分几个Network

255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.

255.255.255.128 11111111.11111111.11111111.

255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.

255.255.255.224 11111111.11111111.11111111.

255.255.255.240 11111111.11111111.11111111.

255.255.255.248 11111111.11111111.11111111.

255.255.255.252 11111111.11111111.11111111.

以下使用255.255.255.224将C　Class203.67.10.0提成8组NetworkNumber,各 个NetworkNumber及其BroadcastIPAddress及可使用之IPAddress

序号NetworkNumberBroadcast可使用之IPAddress

1 203.67.10.0 203.67.10.31 203.67.10.1-203.67.10.30

2 203.67.10.32 203.67.10.63 203.67.10.33-203.67.10.62

3 203.67.10.64 203.67.10.95 203.67.10.65-203.67.10.94

4 203.67.10.96 203.67.10.127 203.67.10.97-203.67.10.126

5 203.67.10.128 203.67.10.159 203.67.10.129-203.67.10.158

6 203.67.10.160 203.67.10.191 203.67.10.161-203.67.10.190

7 203.67.10.192 203.67.10.223 203.67.10.193-203.67.10.222

8 203.67.10.224 203.67.10.255 203.67.10.225-203.67.10.254

可验证所使用的IPAddress是否如上表所示

203.67.10.115--11001011.01000011.00001010.01110011

255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000

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203.67.10.96--11001011.01000011.00001010.01100000

203.67.10.55--11001011.01000011.00001010.00110111

255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000

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203.67.10.32--11001011.01000011.00001010.00100000

其他的NetMask所提成的NetworkNumber可自行以上述方法自行推表演来。
Subnet的应用

使用Subnet是要解决只有一组CClass但需要