MODBUS通信协议与差错检验详解

"GB/T 36959-2018 信息安全技术 网络安全等级保护测评机构能力要求和评估规范" 差错检验方法在网络安全中扮演着至关重要的角色，特别是在MODBUS协议中，它确保了数据在传输过程中的准确性。MODBUS是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，其串行链路的可靠性主要依赖于两种错误检验机制：奇偶校验和帧检验。 2.6 奇偶校验是其中的基础检查方式，允许用户选择偶校验、奇校验或无校验。奇偶校验通过计算数据部分为1的位数来设置奇偶位，使得整个字符帧的1的位数保持为偶数（偶校验）或奇数（奇校验）。例如，如果数据帧为1100 0101，4个1的位意味着在偶校验中奇偶位为0，保持总和为偶数，而在奇校验中，奇偶位为1，使得总和为5，即奇数。奇偶校验能检测到单个字符帧中位数的奇数增减，但无法检测更复杂的数据错误。 2.6.1 对于奇偶校验的不足，帧检验提供了更强大的错误检测能力。在MODBUS中，有两种帧检验方法——RTU模式下的CRC（循环冗余校验）和ASCII模式下的LRC（纵向冗余校验）。CRC算法在RTU模式中用于校验整个报文内容，而LRC则在ASCII模式中执行，两者均独立于奇偶校验进行。 CRC是一种高效且广泛使用的错误检测方法，通过计算报文内容的二进制多项式，然后与预设的校验多项式进行比较，来确定传输过程中是否发生错误。LRC则是通过累加报文所有字符的二进制值，然后取反，将其附加在报文尾部，如果接收端计算的LRC与接收到的不同，就表明存在错误。 在MODBUS串行链路上，所有设备都必须配置相同的奇偶校验方法，以确保一致性。而在TCP/IP上的MODBUS则依赖于TCP和IP标准，如RFC793和RFC791，这些标准规定了网络层和传输层的通信规程，MODBUS应用层协议则在此之上运行，提供客户机/服务器间的通信。 MODBUS协议通过奇偶校验和帧检验确保数据的完整性和可靠性，而其在不同通信介质（串行链路和TCP/IP）上的实现则依据相应的国际标准进行。这些机制对于保障工业自动化系统的稳定运行至关重要，同时也符合GB/T 36959-2018标准中对网络安全等级保护测评机构的能力要求。