BACnet网络讲义(DOC)(5)

源失效而应释放的依据：

① 客户端收到对一个证实请求APDU的完整响应后。

② 在客户端，当一个证实请求APDU被重发了?APDU重发次数?属性所规定的次数，但仍未成功时。

③ 在客户端，当一个证实请求APDU分段被重发了?APDU重发次数?属性所规定的次数，但仍未成功时。

④ 在服务器端，当发送了对某个证实请求APDU的响应并收到相应的分段回应后。

第3章 BACnet网络层规范

本章介绍BACnet协议网络层的原理和运行机制，包括BACnet网络层的功能、主要的服务原语以及网络层报文的结构，并简要介绍BACnet路由器的运行规程。

§3.1 BACnet网络层规范的内容

BACnet网络层的目的是提供一种方法，使用这种方法，不用考虑网络所使用的BACnet数据链路技术，可以将报文从一个BACnet网络传递到另一个BACnet网络。数据链路层提供将报文在本局域网内传递到某个设备或者广播到所有设备的能力，而网络层则提供将报文直接传递到一个远程的BACnet设备、广播到一个远程BACnet网络、或者广播到所有的BACnet网络中的所有BACnet设备的能力。一个BACnet设备被一个网络号码和一个MAC地址唯一确定。

我们将那些使用不同的数据链路层技术的局域网称为异类网络，例如，以太网、ARCNET网络和Lonworks网络等就是异类网络。网络层的功能就是实现连接两个异类的BACnet局域网。实现异类网络连接的设备称为?BACnet路由器?。从协议的观点看，网络层的功能是向应用层提供统一的网络服务平台，屏蔽异类网络的差异。同时，BACnet网络层协议也建立路由器建立和维护它们的路由表的方法，这将使得路由器自动配置和报文在路由器之间的流动成为可能。

3.1.1 BACnet网络层的服务原语

BACnet网络层向应用层提供的服务是不确认的无连接形式的数据单元传送服务。与这种交互相关的原语是N-UNITDATA请求和指示，其参数如下：

N-UNITDATA.request（destination_address，data，network_priority，data_expecting_reply）

N-UNITDATA.indication（source_address，destination_address，data，network_priority， data_expecting_reply）

?目标地址?和?源地址?参数提供下列事物的逻辑连续配置：1)一个可选择的网络号码，2)适合于下层LAN技术的MAC地址，3)链路服务接入点。网络号码X‘FFFF’表示此报文广播到目前能够到达的所有网络的所有设备。目前能够到达的网络是指那些在BACnet互联网中已经具有一条有效连接的网络。?数据?参数是从应用层传递过来的网络服务数据单元(NSDU)，其中包含一个完全编码的BACnet APDU。?网络优先级?参数是一个数字值，由BACnet路由器中的网络层用来确定任何可能的优先于先进先出排队等待规则的情况。?data_expecting_reply?参数指出对于正在传送的数据单元是否期待有一个应答的数据单元。

当网络层从应用层收到一个N-UNITDATA.request请求原语后，就用网络层规范所表述的方式发送一个网络层服务数据单元NSDU。当一个网络实体收到从一个对等网络实体发来的NSDU后，它作如下处理：1)通过一个直接连接的网络将NSDU发送到目的地，2)将NSDU发送到下一个BACnet路由器后再路由到目的地，3)如果NSDU的地址与它自己的应用层中的某个实体的地址匹配，则向这个实体发送一个N-UNITDATA.indication原语，通知有一个NSDU到达。

3.1.2 BACnet网络层PDU结构

图3-1给出了BACnet网络层协议数据单元的分组格式。下面对相应的域进行说明：

1．协议版本号

每个NPDU的第一个字节是一个8比特的无符号整数，标识BACnet协议的版本号。目前的BACnet协议的版本号是(1)。 2．网络层协议控制信息

NPDU的第二个字节是控制字节，表示后面的某个特殊NPCI域的存在。控制字节中每个比特的作用如下：

3．特殊域的内容

DNET：最终目标网络号，2个字节。

DLEN：最终目标的MAC层地址的长度，1个字节，0表示对目标网络的广播。 DADR：最终目标的MAC层地址。 SNET：初始源网络号，2个字节。

SLEN：初始源的MAC层地址的长度，1个字节。 SADR：初始源的MAC层地址。 Hop Count：递减计数器值，用来防止报文不被循环路由。1个字节，初始化为X‘FF’。当报文通过每个路由器时，其值被至少减一。如果路由器发现该值已为0，则丢弃此报文。 4．网络层报文类型

如果控制域中的比特7为1，这表示此报文是一个网络层报文，其报文类型域存在。这是个1字节的域，其内容表示报文携带的各种网络层的控制信息。 5．生产商专有网络层报文

如果控制域的比特7为1和报文类型域的值为X‘80’至X‘FF’时，Vendor ID域存在，生产商可以有2个字节来编码自己的专有网络层报文类型。

3.1.3 多播报文和广播报文

BACnet使用多播地址和广播地址来支持多个目标的报文传输。多播是指一个报文被传送给一组目标设备，而广播是指一个报文被传送给某个局域网中的所有设备、一个远程网络中的所有设备、或者所有BACnet网络中的所有设备。BACnet网络层处理两种报文，一种是包含有APDU的数据报文，另一种是关于网络层本身控制信息的网络层协议报文。对于数据报文，只有BACnet非证实请求协议数据单元(BACnet-Unconfirmed-Request-PDU)的报文可以被多播或广播。而网络层协议报文都可以被多播或广播，使用多播地址或者广播地址进行。

3.1.4 网络层协议报文

在BACnet中，有十种网络层协议报文，它们的作用是进行路由器自动配置，路由表的维护，和网络层拥塞控制。下面介绍这十种报文。

1． Who-Is-Router-To-Network报文

格式为：网络报文类型域是X‘00’，后面有2个字节的网络号。作用是：①节点用来确定通达某目标网络的下一个路由器；②帮助路由器更新路由表。当省略2字节的网络号时，接收此报文的路由器要返回其所有可通达的目标网络的列表。

2． I-Am-Router-To-Network报文

格式为：网络报文类型域是X‘01’，后面有2个字节的网络号。作用是列出通过发送此报文的路由器可以到达的网络号。

3． I-Could-Be-Router-To-Network报文

格式为：网络报文类型域是X‘02’，后面有2个字节的网络号和1个字节的性能指标。作用是响应包含有特定网络号的Who-Is-Router-To-Network报文，由能够建立到达特定目标网络的点到点连接的半路由器使用，其网络号就是所响应的报文中包含的特定网络的网络号。性能指标表明这种连接的质量。

4． Reject-Message-To-Network报文

格式为：网络报文类型域是X‘03’，后面有1个字节的原因说明和2个字节的网络号。作用是一个拒绝报文，直接发给生成被拒绝的报文的节点，网络号就是被拒绝报文中的网络号。在拒绝原因字节中是一个无符号的整数，其值所表示的意义如下：

(0)：其它差错。

(1)：本路由器不能直接连接到所指示的目标网络以及不能发现任何一个能够连接到所指示的目标网络。

(2)：本路由器忙，目前不能接收关于所指示目标网络的报文。 (3)：这是一个不可识别的网络层报文类型。 (4)：报文太长，不能路由到所指示的目标网络。 5． Router-Busy-To-Network报文

格式为：网络报文类型域是X‘04’，后面是可选择的2个字节的网络号。作用是