协议开发理论与方法.ppt
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1、协议开发理论与方法 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望计算机网络计算机网络n计算机学科发展的一个特征:应用驱动n计算机网络:应用和工程技术科学n理论和方法:体系结构与协议,协议开发2协议研究协议研究nRoutingnQoSnMulticastnAdmission Control&Congestion ControlnSwitchingnMiddlewaren3协议发展协议发展nIBM SNA、ISO OSI/RM和DoD TCP/IP等著名体系结构和协
2、议已发挥了不可估量的作用;nSNA是协议体系结构的开拓者;nOSI/RM是协议的指路灯塔;nTCP/IP是目前盛行的实事上的工业标准;nXTP、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。4协议工程协议工程n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;n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
3、性、安全性和可移植性。5协议开发主要活动间的关系协议开发主要活动间的关系6n完整的语法和语义定义;n体系结构、服务和协议的可表达性;n协议重要特性的可分析性;n支持复杂协议的管理;n支持逐步求精的方法;n支持实现独立性;n支持协议生命期的各环节(描述、验证、实现、一致性测试、);n支持自动设计、验证、实现和维护方法。形式描述技术形式描述技术FDT的特征的特征7n状态变迁模型n有限状态机FSMn通信有限状态机CFSMnPetri网 n程序设计语言模型n抽象程序nCCS,CSPn时态逻辑FDT种类种类8n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
4、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。n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。FDT种类种类9国际标准国际标准 FDTSDLnSDL(Specification and Description Language):FSM+extensions 1976年由CCITT(ITU)颁布,一种基于扩展状态变迁和抽象数据类型的混合技术,被电信公司广泛用于描述电子分组交换系统,最近已发布了SDL-2000的新版本。10国际标准国际标准 FDT LOTOSnLOTOS(L
5、anguage Of Temporal Ordering Specification):CCS+ADT n80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。n 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。11FDT的国际标准的国际标准EstellenEstelle(Extended State Transition Model Language):EFSM+extended Pascal nEstelle也是基于扩展的状态变迁模型,但使用PASC
6、AL语法和数据类型,它有一个形式化的独立于实现的语义。nEstelle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。12FDT与与UML的结合的结合 近 年 来 UML(Unified Modeling Language)被应用到协议开发中。nUML简介简介 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
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