BACnet报文分析

广东工业大学 钟其源

BACnet报文分析

广东工业大学 钟其源

所谓通信协议，是指计算机网络中各自主节点在进行数据（包括控制信息）交换时必须遵守事先约定的规程或规则。BACnet标准作为智能楼宇自控网络的通信协议，网络里各个子系统的互操作要求它们必须认识这个交流的“语言”。而很多非标准的子系统和控制器，无法接入BACnet系统上，这就需要我们找到一个“翻译“，也就是网关，协议的转换器，这时候我们就会觉得对BACnet报文分析显得尤为重要。

BACnet协议；报文分析；编码

1 序言

BACnet的报文其实就是一串数字，我们可以借助VTS软件对主流的应用服务进行分析。而要全面搞懂报文，必须深入了解BAC-net协议本身结构，因为是BACnet网络与外界Internet连接，它重新定义一个微协议层，称为虚拟链路数据层，“BVLL“,位于网络层和ip协议层之间，作用是进行BACnet广播管理，并提供向其他通信协议扩展的扩展机制，这种扩展方式利用ip用户数据包（UDP）进行BACnet信息传输，UDP是无连接服务，优点是灵活方便和比较速度，但是不能保证不丢包，VTS测试软件也是基于UDP进行数据的传输，在报文上把UDP的端口号”BAC0“放在目标地址的ip地址后。至于其他层协议的数据结构编码我将结合VTS软件和实际的例子给大家分析讲解。

2 服务原语分析

图1

现在我对本地的BACnet设备发送一个广播who-is，前面四个字节表示一个广播地址，“C0 A8 FF BA“为”192.168.1.255“，”BA C0“为UDP的端口号。接下来的四个字节为虚拟链路层的报文结构，”81 0A 00 0C“,”81”表示低层通信协议仅限为ip协议，是一种特定类型，”0A“是BVLL协议报文根据功能区分的第十种报文类型，表示用于对等设备节点间信息的单播。目前定义了12种类型，”0A“是比较主流的类型，”00 0C“表示协议报文的总长度，由以上报文数据可知道，从”81“开始到”08“的确只有12个字节长度。

接着是网络层。路由就在网络层负责转发，它如果是本地内局域网数据转播时，NPDU中的所有与地址有关的域均可以缺省，网络层可以根据数据链路层中的DA(本地MAC目的地址)和SA(本地MAC源地址)确定发送方和接收方的地址。所以在该who-is服务请求是本地广播，查询到达某一BACnet网络的路由器，类型编号为”00”,在上述报文中是“01 20 FF 00 FF”，“01”说明BAC-net协议的版本号，规定此字节为1.“X20”是控制域，即“0010 0000”表示BACnet报文类型,存在目标地址和网络号的一个正常报文，其中“FF”表示最终目的网络号，为“FFFF”时表示全局广播，“00”表示目的地址的长度为0，还有一个“FF”是Hop Count(转发计数)表示用于记录报文经过BACnet路由器的次数，因为它是一个本地广播的报文，如果DNET存在，则此域必须存在，且初始化为X”FF”。

接着到应用层的报文数据结构，这一层相对复杂，服务原语分证实服务和非证实服务，同样由数据报文的格式决定。上述报文中“10 08”为应用层的报文，其中“10”即“0001 0000”表示的是第一种类型非证实服务的请求原语，它只是单向的寻找设备，不是证实服务，没有SEG(报文分段)，没有more-follows(报文分段接受窗口)。“08”是BACnet非证实服务里面包括的CHOICE第8钟类型选择。图2所示表示这类服务的框架。

图2 服务框架图

3 总结

BACnet协议里面定义35个服务原语类型，每一种类型的选择都有明确的编码规则，从上述简单的一个非证实服务，可知道里面的选择性很多，比如BVLL协议的功能、不是本地广播都会相应的改变数据报文，不过它们的对应关系还是相当明确，只要熟知了报文，对开发BACnet协议转其他协议的网关具有很好的指导作用。证实服务涉及到用户数据编码，里面有很多应用标记，上下文标记，虽然麻烦，但是规则还是差不多，根据它们的编码结构图慢慢解析就可以。

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钟其源，广东工业大学硕士研究生，研究方向：智能楼宇。