协议开发的理论与方法
协议栈开发
协议栈开发1. 简介协议栈开发是指基于特定的通信协议，在硬件和软件之间建立通信连接的过程。
协议栈是网络通信中的重要组成部分，它负责处理数据传输、错误检测和纠正、安全认证等功能。
本文将介绍协议栈开发的基本概念、流程和注意事项。
2. 协议栈开发流程协议栈开发的流程可以分为以下几个步骤：2.1 需求分析在协议栈开发之前，需要明确开发的目标和需求。
这包括确定支持的通信协议、功能需求、性能要求等。
通过需求分析，可以明确开发的方向，为后续的设计和实现提供指导。
2.2 设计根据需求分析的结果，进行协议栈的设计。
设计包括协议层次结构的划分、协议之间的关系定义、数据结构的设计等。
设计的目标是实现协议栈的功能，并提高其性能和可扩展性。
2.3 实现在设计完成后，根据设计文档进行协议栈的实现。
实现可以使用不同的编程语言和开发工具，开发人员需要按照设计要求完成代码编写、模块集成和功能测试等任务。
2.4 集成与测试协议栈的开发完成后，需要进行集成测试和系统测试。
集成测试是指将各个模块集成到一起，测试其整体功能和稳定性。
系统测试是指在实际环境下对协议栈进行测试，验证其性能和可靠性。
2.5 优化与维护在协议栈开发的过程中，可能会遇到性能瓶颈和bug等问题。
优化是指对协议栈进行性能调优，提高其运行效率。
维护是指对协议栈进行修复和升级，保证其长期稳定运行。
3. 协议栈开发的挑战协议栈开发面临着一些挑战，包括：3.1 复杂性协议栈开发涉及到多个层次的协议设计和实现，需要考虑各个层次之间的交互和兼容性。
同时，协议栈的功能非常复杂，涉及到数据传输、错误控制、安全性等多个方面。
3.2 兼容性协议栈需要兼容不同的通信协议和硬件平台，这需要对不同的标准和规范进行理解和实现。
同时，协议栈还需要考虑不同版本的协议之间的兼容性。
3.3 性能和效率协议栈需要在有限的资源下实现高性能和高效率的数据传输。
这需要对算法和数据结构进行优化，并考虑到实际应用场景中的性能要求。
网络协议的基本原理和使用方法
网络协议的基本原理和使用方法一、引言网络协议是互联网通信的基础，它规定了计算机网络中数据的传输方式和各种设备之间的通信规则。
本文将详细介绍网络协议的基本原理和使用方法。
二、网络协议的基本原理1.定义：网络协议是计算机网络中进行通信的一套规则和约定，用于保证数据能够正确、快速地在网络中传输。
2.分类：根据作用范围和功能等因素，网络协议可以分为传输层协议、网络层协议和应用层协议等。
3.工作方式：网络协议采用分层的工作方式，每一层负责不同的功能，通过层与层之间的交互合作来实现完整的网络通信。
三、网络协议的使用方法1.选择合适的网络协议：根据需求选择适合的网络协议，如TCP/IP协议、HTTP协议等。
2.配置网络参数：在计算机或移动设备上需要配置相关的网络参数，如IP地址、子网掩码、网关等。
这些参数是设备进行网络通信的基础。
3.建立连接：使用合适的网络协议来建立连接，如TCP协议通过三次握手来建立可靠的连接。
4.传输数据：在连接建立后，可以使用相关协议来传输数据。
比如HTTP协议通过请求-应答机制来进行数据的传输。
5.错误处理：网络协议也具备错误处理的功能，当出现错误时，协议可以及时检测错误并进行相应的处理，保证网络通信的可靠性。
6.网络安全：网络协议也涉及到网络安全的问题，采用加密算法、认证机制等技术来保护网络数据的安全性。
四、常见的网络协议及其使用场景1.TCP/IP协议：广泛应用于互联网，支持可靠的数据传输，适用于文件传输、电子邮件等场景。
2.HTTP协议：用于在客户端和服务器之间传输超文本的协议，适用于网页浏览、数据交互等场景。
3.SMTP协议：用于电子邮件传输的协议，主要用于发送邮件。
4.IMAP协议：用于接收和管理电子邮件的协议，主要用于从服务器上接收邮件。
5.DNS协议：用于将域名转换为IP地址的协议，使得用户可以通过域名访问网站。
六、网络协议的局限性与发展趋势1.网络协议的局限性：网络协议在设计初期往往无法预测到未来的变化和需求，导致一些功能的缺失或不完善。
网络协议开发与实现
网络协议开发与实现网络协议是网络中信息传输的基础，它规定了数据如何在网络中传递、交换和处理。
网络协议的开发和实现对于现代互联网的运作至关重要。
本文将探讨网络协议开发与实现的相关问题。
一、网络协议的定义和作用网络协议是网络通信的规则和约定。
它定义了数据传输的格式、传输速率、错误检测等方面的规范。
网络协议起到了连接各个网络设备的桥梁作用，使得不同设备之间能够相互通信和交换数据。
网络协议的作用可以从三个方面理解。
首先，它确保了数据的正确传输。
通过定义数据传输的规范和检测机制，网络协议能够检测和纠正传输过程中的错误，从而保证数据的可靠传递。
其次，网络协议实现了数据的路由和分发。
它决定了数据从发送方到接收方的路径选择和传输方式，确保了数据能够准确地到达目的地。
最后，网络协议还提供了数据的安全保护。
通过加密、认证和授权等机制，网络协议能够保护数据的机密性和完整性，防止数据被非法篡改和窃取。
二、网络协议的开发过程网络协议的开发是一个复杂且需要大量时间和精力的过程。
首先，开发者需要明确协议的目标和需求。
他们需要考虑到协议的功能、性能、可靠性、安全性等方面的要求，并根据实际应用场景确定协议的特性和设计原则。
接下来，开发者需要制定协议的设计方案。
他们需要确定数据传输的格式、传输速率、错误检测方法等具体细节，并选择合适的技术和算法来实现这些功能。
设计方案需要考虑到网络设备的兼容性、扩展性和可维护性等因素。
然后，开发者开始实现协议的具体代码。
他们需要使用编程语言和相关工具来编写和测试代码，确保协议的各项功能和机制能够正常工作。
在实现过程中，开发者还需要不断调试和优化代码，确保协议的性能和稳定性。
最后，开发者需要对协议进行测试和验证。
他们需要使用各种测试工具和环境来模拟网络通信的场景，检查协议的正确性和可行性。
如果协议存在问题，开发者需要及时修复和改进。
三、网络协议的实现技术网络协议的实现涉及到多种技术和工具。
首先，开发者需要选择合适的编程语言。
网络协议的解析与调试技巧
网络协议的解析与调试技巧网络协议是计算机在网络中进行通信和交互的基础。
解析和调试网络协议是网络工程师和开发人员在网络故障排除、网络优化和安全性分析等方面的重要工作。
本文将介绍网络协议的解析与调试技巧，帮助读者更好地理解和应用网络协议。
一、协议解析的基础知识网络协议是一种规定计算机之间通信格式和规则的约定。
常见的网络协议包括TCP/IP协议、HTTP协议、SMTP协议等。
了解协议的结构和定义对于解析和调试网络协议至关重要。
1.1 协议的结构一个典型的网络协议通常由头部和数据两部分组成。
头部包含了协议的各种控制信息，如源地址、目标地址、序列号等。
数据部分包含了实际传输的数据。
1.2 协议的层次结构协议通常采用层次结构来组织和分解不同的功能模块。
OSI（开放式系统互联）模型是一个常用的网络协议层次结构模型，它包含了七个层次，从物理层到应用层。
1.3 协议的编码方式网络协议中的数据通常以二进制形式进行编码，例如ASCII码、UTF-8等。
在解析和调试协议时，需要对二进制数据进行解码，以获得可读的信息。
二、协议解析的工具和技巧2.1 WiresharkWireshark是一个常用的网络协议分析工具，它能够捕获和分析网络数据包。
Wireshark提供了丰富的过滤器和分析功能，可以对捕获到的网络数据包进行深入的解析和调试。
2.2 Telnet和nc命令Telnet和nc命令是在网络编程和调试中常用的工具。
Telnet可以进行远程登录和模拟网络客户端，通过发送指令和接收数据进行协议的解析和调试。
nc命令可以用于发送和接收网络数据流，在测试和调试网络协议时非常有用。
2.3 HEX编辑器HEX编辑器是一种能够查看和编辑二进制数据的工具。
在解析网络协议时，使用HEX编辑器可以直接查看和修改协议的二进制数据，方便分析和调试。
2.4 调试信息打印在开发和调试网络协议的过程中，添加调试信息打印语句是一种常见的技巧。
通过输出相关信息，可以直观地了解协议的运行状态和数据传输过程，帮助发现和解决问题。
如何进行网络协议设计和网络编程
如何进行网络协议设计和网络编程网络协议设计和网络编程是计算机网络领域的关键技术，是保障网络通信安全和效率的重要手段。
下面将结合网络协议设计和网络编程分别进行详细说明。
一、网络协议设计1.定义目标：在设计网络协议时，首先需要明确协议的目标，包括实现网络通信的功能、确保通信的安全性、提高通信效率等。
2.分层设计：网络协议的设计通常采用分层设计的方式，常见的网络协议分层有物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等。
不同层次的协议需遵循各自的规范和标准，实现相互之间的通信和协作。
3.协议规范：设计网络协议需要明确协议的各种规范，包括数据格式、报文结构、传输方式、状态机等。
规范的设计和定义需要考虑到协议的灵活性、可扩展性和兼容性等方面。
4.安全性考虑：在设计网络协议时，安全性是一个至关重要的考虑因素。
需要通过加密算法、认证机制、访问控制等手段来确保通信的安全性，防止数据泄露和攻击。
5.性能优化：为了提高网络通信的效率，设计网络协议时需要考虑性能优化的问题，包括减少数据传输延迟、降低网络拥塞、提高带宽利用率等。
6.测试和验证：在设计完网络协议后，需要进行测试和验证，确保协议的正确性和稳定性。
可以通过模拟环境、实验测试等手段来验证协议的功能和性能。
二、网络编程1.选择编程语言：网络编程可以使用多种编程语言实现，常见的有C、C++、Java、Python等。
根据需求和项目的特点选择合适的编程语言进行开发。
2.使用Socket编程：网络编程中常用的技术是Socket编程，通过Socket可以实现网络通信，包括TCP和UDP通信。
可以利用Socket API来实现网络客户端和服务器端的通信。
3.设计网络应用：在进行网络编程时，需要先设计网络应用的功能和架构，包括客户端和服务器端的交互方式、数据传输格式、错误处理等。
4.异步编程：网络编程中常常需要处理并发和异步操作，可以利用多线程、异步IO等技术来实现并发处理，提高网络应用的性能和响应速度。
网络协议的原理与应用
网络协议的原理与应用网络协议是计算机网络中进行通信和数据传输的规则和约定。
它定义了数据传输的方式、传输的顺序和传输的格式，使得网络中的各个设备能够进行有效的通信。
本文将介绍网络协议的原理和应用，并探讨其中几种常见的协议。
一、网络协议的原理网络协议的原理主要包括数据封装、数据传输、数据路由和错误处理等方面。
1. 数据封装数据封装是指在传输之前，将要传输的数据进行打包和封装。
这样可以使数据更好地在网络中传输和识别。
数据封装的过程包括将数据分解为数据包、给数据包加上头部和尾部等。
2. 数据传输数据传输是指将经过封装的数据在网络中传输给目标设备。
在数据传输过程中，需要解决数据传输的速度、可靠性和传输路径等问题。
3. 数据路由数据路由是指数据包在网络中传输时选择的路径。
它涉及到选择最佳路径的算法和路由表的维护等。
数据路由的目标是使数据包能够快速、稳定地到达目标设备。
4. 错误处理错误处理是指在数据传输过程中发生错误时的处理方式。
错误处理可以采取重传、纠错码等方式，保证数据传输的可靠性。
二、网络协议的应用网络协议的应用十分广泛，其中一些常见的协议包括TCP/IP协议、HTTP协议和DNS协议等。
1. TCP/IP协议TCP/IP协议是互联网中最常用的协议之一。
它是一种分层的协议，包括网络接口层、网络层、传输层和应用层等。
TCP/IP协议提供了可靠的数据传输、数据路由和错误处理等功能。
2. HTTP协议HTTP协议是用于在网络上传输超文本的协议。
它是基于TCP/IP协议的应用层协议，主要用于web浏览器和web服务器之间的通信。
HTTP协议规定了客户端向服务器发送请求，服务器向客户端回送响应的具体格式和规则。
3. DNS协议DNS协议是域名系统的协议。
它将域名转换为对应的IP地址，使得用户可以通过域名访问特定的网站。
DNS协议通过层级的域名服务器进行查询和转发，最终确定对应的IP地址。
除了上述几种协议外，还有许多其他的网络协议，如FTP协议、SMTP协议和SSH协议等。
安全协议理论与方法
安全协议理论与方法一、引言随着互联网和信息技术的快速发展，安全协议的研究和应用变得越来越重要。
安全协议是一种用于保护通信双方信息安全的协议，涉及到加密、认证、密钥管理等关键技术。
本文将介绍安全协议的理论基础和常用方法，以及未来发展趋势。
二、安全协议的基本概念1. 安全协议的定义：安全协议是指在通信过程中使用的协议，能够确保通信双方之间的信息保密性、完整性和可靠性，防止攻击者对通信数据进行窃听、篡改和伪造。
2. 安全协议的目标：- 保密性：确保敏感信息在传输过程中不被未经授权的第三方获取。
- 完整性：确保通信数据在传输过程中不被篡改或修改。
- 可靠性：确保通信过程中的消息能够被正确地传送到目标地址，防止消息的丢失或重放攻击。
- 认证：确保通信双方的身份得到正确验证，防止伪造身份的攻击。
三、安全协议的主要方法1. 加密算法：- 对称加密算法：使用相同的密钥进行加密和解密，如DES、AES 等。
- 非对称加密算法：使用公钥进行加密，私钥进行解密，如RSA、ECC等。
- 散列算法：将任意长度的输入消息转换为固定长度的输出，如MD5、SHA-256等。
2. 认证协议：- 密码协议：基于密码学方法验证通信双方的身份，如基于口令的认证协议。
- 数字签名协议：使用非对称加密算法和散列算法来生成和验证数字签名，确保消息的完整性和真实性。
- Kerberos协议：基于密钥分发中心的认证协议，用于实现全局的身份认证。
3. 密钥管理协议：- 密钥交换协议：用于在通信双方之间安全地交换密钥，如Diffie-Hellman密钥交换协议。
- 密钥协商协议：用于双方共同协商和生成会话密钥，如IKE协议。
- 密钥分发协议：用于将密钥安全地分发给通信双方，如公钥分发协议。
四、安全协议的发展趋势1. 强化安全性：- 引入更强的加密算法和散列算法，抵抗更强大的攻击。
- 加强身份认证和访问控制，防止恶意用户的入侵。
- 增加防篡改技术，确保数据的完整性和真实性。
协议栈开发
协议栈开发协议栈是一种软件技术，用于实现计算机网络中不同层级间的通信协议。
它是计算机网络通信的基础架构，负责处理数据的传输和协议的解析。
在协议栈开发过程中，需要考虑到传输层、网络层、数据链路层和物理层等多个方面。
协议栈的开发首先需要定义好通信协议的规范。
通信协议规范通常包括协议的报文格式、数据包格式、传输规则和错误处理等内容。
开发人员需要根据这些规范来编写代码，实现相应的功能。
协议栈的开发一般从物理层开始。
物理层是计算机网络通信的最底层，负责传输数据的物理传输介质，如电缆、光纤或无线信号等。
在物理层的开发中，开发人员需要实现数据的编码和解码、数据的传输控制、信号的发送和接收等功能。
接下来是数据链路层的开发。
数据链路层负责在物理层之上建立数据链路连接，进行数据的传输和管理。
在数据链路层的开发中，开发人员需要实现MAC地址的解析、数据的分帧和组帧、数据的检错和纠错等功能。
然后是网络层的开发。
网络层负责将数据从源主机发送到目标主机，通过路由器和交换机等设备进行中转和转发。
在网络层的开发中，开发人员需要实现IP地址的解析和路由选择、数据的分片和重组、数据的分组和重新排序等功能。
最后是传输层的开发。
传输层负责提供可靠的端到端的数据传输服务，保证数据的完整性和可靠性。
在传输层的开发中，开发人员需要实现使用TCP或UDP协议进行数据传输、错误恢复和流量控制等功能。
协议栈的开发需要考虑到各个层级之间的协同工作和协议之间的互操作性。
开发人员需要对不同层级的协议进行深入理解和分析，找出相应的解决方案并进行实现。
协议栈的开发还需要进行测试和调试工作。
开发人员需要编写测试代码和使用相应的工具进行测试，保证协议栈的功能正确性和性能稳定性。
总结来说，协议栈的开发是一项复杂而关键的工作，它需要对计算机网络通信的各个层级有深入的了解和掌握。
通过合适的技术和方法，开发人员可以实现高效可靠的协议栈，从而支持各种应用场景和业务需求。
网络协议的实现原理和应用场景
网络协议的实现原理和应用场景网络协议是计算机网络中的一种规则或标准，它们允许计算机在网络中相互通信和交换信息。
网络协议是一种约定，用于指定计算机在网络上进行通信的方式和规则。
在计算机网络中，不同的协议具有不同的功能和作用，如传输层协议、网络层协议、数据链路层协议等。
本文将介绍网络协议的实现原理和应用场景。
一、网络协议的实现原理网络协议是一种软件程序，它们实现了计算机之间的相互通信和交换信息。
它们通过在计算机之间传递消息来实现通信。
网络协议的实现原理可以分为以下几个方面：1. 编码方式：网络协议通常使用二进制编码来传输信息。
它们定义了如何将数据转换为二进制数据，并在网络上传输。
2. 端口号：网络协议使用端口号来标识应用程序。
每个应用程序都需要一个唯一的端口号，以便其他应用程序可以定位它并与它通信。
3. 分组：网络协议将数据分成小的数据包或分组，以便它们在网络上传输。
每个数据包都有一个标识符，用于识别它并将其与其他数据包区分开来。
4. 数据传输：网络协议通常使用两种方式来传输数据：面向连接和无连接。
面向连接的协议要求在发送和接收数据之前建立连接。
无连接协议不需要建立连接，它们将数据包直接发送到目标地址。
5. 地址分配：网络协议需要为每个计算机分配一个唯一的地址，以便它们可以彼此识别，并且信息可以传递到正确的目标。
IP地址是网络协议中最常用的地址格式。
二、网络协议的应用场景网络协议在计算机网络中具有广泛的应用，以下是网络协议的几个应用场景：1. 传输层协议：传输层协议负责在不同的计算机之间传输数据，以及在网络中传输数据时的错误检测和纠正，其中最常用的是TCP和UDP协议。
TCP协议将数据分割成多个数据包，保证他们正确地到达目的地。
UDP协议则更加灵活，适用于广播和多播通信。
2. 网络层协议：网络层协议负责寻址和路由，将数据包从源地址传输到目标地址。
IP协议是网络层协议的主要标准，它为每个计算机分配唯一的地址，并控制数据包如何在计算机网络中传播和路由。
通讯协议开发
通讯协议开发
在当今信息技术飞速发展的时代，通讯协议作为信息传输的重要基础，扮演着
至关重要的角色。
通讯协议的开发不仅关乎系统的稳定性和安全性，也直接影响着系统的性能和扩展性。
因此，通讯协议的开发显得尤为重要。
首先，通讯协议的开发需要充分考虑系统的实际需求。
在确定通讯协议的具体
规范和协议格式时，需要充分了解系统的实际应用场景和功能需求，确保协议的设计能够满足系统的实际需求。
同时，还需要考虑到系统可能的扩展性和兼容性，以便在后续的系统升级和扩展中能够更好地适应新的需求。
其次，通讯协议的开发需要注重协议的稳定性和安全性。
在协议的设计和开发
过程中，需要充分考虑到通讯过程中可能出现的各种异常情况和安全隐患，确保协议在各种情况下都能够稳定可靠地运行，并且能够有效地防范各种安全威胁。
同时，还需要考虑到通讯协议的效率和性能，以确保通讯过程的高效和快速。
另外，通讯协议的开发还需要注重协议的灵活性和可扩展性。
在确定协议的具
体规范和格式时，需要充分考虑到系统可能的未来扩展需求，确保协议的设计能够灵活地适应未来的系统升级和扩展，并且能够有效地支持新的功能和特性的加入。
总之，通讯协议的开发是一个复杂而又关键的工作，需要充分考虑到系统的实
际需求，确保协议的稳定性、安全性、效率和灵活性。
只有这样，才能够确保系统的通讯过程能够稳定可靠地进行，同时也能够为系统的未来发展奠定良好的基础。
因此，在通讯协议的开发过程中，需要充分重视各个方面的需求，确保协议的设计能够全面满足系统的实际需求，从而为系统的稳定运行和持续发展提供有力的支持。
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协议开发面临的挑战
支持协议工程整个生命期 的FDT？ 协议的描述？ 支持协议开发的工具？
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基于Pet
自然语言描述的协议系统到Petri网系统的转 换，相应的计算机辅助工具的开发，中间语 言、一般模型、转换算法和规则的建立。 协议Petri网描述到协议实现的自动化，建立 Petri网编译系统，实现网系统到目标代码转 换的算法和模型。 Petri网节点和可达状态的爆炸，包括适当的 高级网系统和分层网系统建立、网系统的合 成和化简和协议工程工作站的建立。 所建立的Petri网模型支持协议描述、协议验 证、协议实现、性能分析、一致性测试等协 27 议工程各个活动。
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FDT与UML相结合—GPDL
GPDL (Graphical Language )
Protocol
Description
一个图形化的协议设计语言，描述协议的结 构和行为； GPDL的重要性在于把UML的图形引入到了协 议设计中，使之可视化； GPDL包含两部分：一是图和文本，图的结构 使协议设计形象化，当图形不能表示时，就 用 文 字 说 明 ； 另 一 部 分 是 GAEL (Generic Action Extension Language)用来表达协议的 语义信息，以弥补UML的不足。
基于Petri网的FDT
Petri网具有异步特性并发，决定了它 的主要应用方向是分布式系统
根据外延公理，变迁的发生完全由它的外 延决定，与系统全局状态无关。因而网系 统是异步并发的“自由王国”，没有主宰 全局的中央控制，这很适合网络体系结构、 协议和服务的特点 。
23
基于Petri网的FDT
11
FDT的国际标准－Estelle
Estelle(Extended State Transition Model Language)：EFSM + extended Pascal Estelle也是基于扩展的状态变迁模型，但使用 PASCAL语法和数据类型，它有一个形式化的 独立于实现的语义。 Estelle标准颁布以后， 一直到1994年，Estelle 研究小组主要致力工具包的研制，1996年以后， Estelle标准又被改进了50多处，不过直到现在 也没有见到Estelle 的升级版本。
5
协议开发主要活动间的关系
用户需求
构 造
体系结构设计
定义服务
服务描述
验 证 协议综合 性能分析
协议描述
一致性测试 自动实现
目标实现
6
形式描述技术FDT的特征
完整的语法和语义定义； 体系结构、服务和协议的可表达性； 协议重要特性的可分析性； 支持复杂协议的管理； 支持逐步求精的方法； 支持实现独立性； 支持协议生命期的各环节（描述、验证、 实现、一致性测试、……）； 支持自动设计、验证、实现和维护方法。
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国际标准 FDT－ LOTOS
LOTOS (Language Of Temporal Ordering Specification) ： CCS+ADT 80 年 代 ISO 制 订 OSI 参 考 模 型 时 发 布 ， 1988年确立了最后的国际标准文本。 LOTOS提供形式语义，保证描述不存在 二义性，便于分析和一致性测试理论的研 究。LOTOS有二个组成部分，一部分基于 过程代数，另一部分是基于ACT ONE的抽 象数据类型。
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FDT种类
状态变迁模型 有限状态机FSM 通信有限状态机CFSM Petri网 程序设计语言模型 抽象程序 CCS，CSP 时态逻辑
8
FDT种类
进程代数（Process Algebra）：用代数
的方法来研究协议，它有一套完善的等价 理论，如果与网论相结合，可以用一套完 善的分析技术，提供一个结构清晰的模型。 进程代数与随机模型相结合（如马尔可夫 模型），被应用到协议的性能评价。 混合模型（如扩展的FSM）：扩展的FSM 过于复杂并且缺乏形式语义，分析功能较 弱。
4
协议工程
随着网络服务要求的提高，网络系统的复 杂性在协议方面体现出空间分布性、并发 性、异步性、不稳定性和多样性，高质量 的通信协议再也不可能靠工程直觉方法来 设计了； 协议工程（Protocol Engineering）用形式 化的方法来描述在协议设计和维护中的各 个活动，建立一套严格的协议设计方法， 使协议开发的整个过程一体化、系统化和 形式化，从而保证协议的完整性、正确性、 安全性和可移植性。
感谢各位领导和专家！ 请提出宝贵意见！
Questions & Answers
3
协议发展
IBM SNA、ISO OSI/RM和DoD TCP/IP等 著名体系结构和协议已发挥了不可估量的 作用； SNA是协议体系结构的开拓者； OSI/RM是协议的指路灯塔； TCP/IP是目前盛行的实事上的工业标准； XTP、VMTP、Delta-t和NETBLT的出现， 将使计算机网络进入一个高性能的时代。
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FDT与UML的结合
UML用于协议开发的优势
当今的形式化的协议开发技术缺少可视化； 不支持协议开发的整个生命周期；
而上述两点正是UML的优势所在。 UML用于协议开发的不足 UML缺少定义复杂通信系统协议的形式 化语义，不能直接用它来开发协议，必 须给UML增加一些语义功能。
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FDT与UML相结合— BDL
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SDL-2000
SDL-2000是SDL-96和UML技术有机结合的 版本， SDL-2000 = SDL-96 + UML
SDL UML profile:
Stereotypes ...
UML:
Class diagrams State machines Sequence diagrams collaborations Deployment ...
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基于Petri网的FDT
近几年人们的注意力集中在如何 将代数的抽象数据类型，融合在高级 网结构中，能够大大地提高描述协议 和服务所用的高级Petri网系统的表示 能力。
21
基于Petri网的FDT
三种标准的FDT只支持协议工程的一 至二个活动
Estelle是一种过程语言，可以描述协议细节， 用它描述的协议仅便于实现； LOTOS描述协议实体的外部行为，不关心实 体内部变化，描述的协议仅便于验证； SDL是一种混合式的FDT，缺乏形式语义，缺 乏分析技术。SDL-2000也只是吸收了UML的 一些概念、方法，增加了面向对象的可视化 设计功能，使之更好用，并没有从本质上提 升SDL的分析能力 。 22
BDL (Behavioural Description Language)
一个能够描述异步并发行为的语言BDL（把 UML的面向对象技术引入到形式化的协议验 证中）； 利用BDL可以一致性的操纵包含序列或协同图 的UML行为视图，并且不同UML行为视图可 以相互转换； 在BDL中，用事件的偏序集合来表示对象间的 相互交互，用对象间的一些基本的交互来描 述整个系统的行为。
协议开发的理论与方法
罗军舟 东南大学计算机科学与工程系 jluo@
计算机网络
计算机学科发展的一个特征： 应用驱动 计算机网络： 应用和工程→技术→科学 理论和方法：
体系结构与协议，协议开发
2
协议研究
Routing QoS Multicast Admission Control & Congestion Control Switching Middleware ………
Petri网的形式基础使它与其它并发模 型建立了连接，这有益于分布式系统 的描述和分析。 Petri网用直观的图形表示形式，与物 理系统相近，学习和理解这种语言相 对容易。 Petri网最大的优点是具备一套严密的 数学理论，各种技术极有利于验证和 分析。
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基于Petri网的FDT
Petri网表现出面向对象技术的各个 特性，将是一种优良的可用图形表示 的面向对象语言。
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FDT与UML相结合—GPDL
GPDL主要用于协议的设计和实现，用 GPDL描述的协议可以比较容易地转换成 SDL标准。
GPDL 应用
领域和系 统分析 协议层 设计 实 现
需求描述
维 护
测 试
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SDL-2000
在三种主要的国际标准FDT中，SDL与 UML结合的是较容易的，因为 SDL 是 基 于 状 态 变 迁 技 术 的 ， 而 状 态 图（state diagram）正是UML建模的5种 图之一；一个状态图就是一个状态机 ； SDL具有抽象数据类型，与UML的面向对 象技术吻合。
12
FDT与UML的结合
近 年 来 UML (Unified Modeling Language) 被应用到协议开发中。
UML简介
UML统一各种面向对象分析和设计方法 的差异。1995年10月发布了第一个版本， 现在UML2.0已经推出。如今UML已成为 一个流行的、标准化的、通用目的面向对 象的可视化模型语言，许多大的软件开发 组织开始用它进行系统建模。
SDL 2000:
type references composite states actors ...
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基于Petri网的FDT
Petri网理论是在并发的概念上建立起来 的，它直观地表示了非确定性，可以用于 表达不同抽象级上的系统概念。 Petri网有一套成熟的数学理论工具，建 立了许多分析技术，包括可达性分析、不 变量分析(使用线性代数方法)、保持特性的 变换(包括化简)、构造理论、形式语言理论、 同步距离和网的分解和等价等。