7协议工程之协议实现技术.ppt

。计算机网络软件和计算机操作系统密切相关,它往往是操作系统的一部分,计算机网络硬件和计算机硬件系统密切相关,它是计算机I/O系统的一部分。。DNA(workArchitecture)是DECVAX//VMS。第七章协议实现技术第七章协议实现技术DNA的物理层和数据链路层协议实现于网络适配器(deviceadaptor)中,/VMS包括许多网络适配器,即DNA支持许多种低层通信协议。DRIVER中,它和网络适配器的设备驱动程序(devicedriver)接口。DNA的高层协议以网络目标模块形式或实用程序的形式实现,/VMS包括许多这样的目标模块(object)和实用程序(utility),这表示它向用户提供丰富的网络服务。DRIVER和devicedriver是VMS内核一部分,DNA高层和VMS的文件系统,作业调度,用户登陆(login)等密切联系,网络适配器是VAX硬件系统的一部分,/VMS。第七章协议实现技术计算机网络协议是复杂的协议,将它们付诸实现更是一个复杂的技术过程,这是因为计算机网络硬件和软件与计算机硬件操作系统的关系非常密切的原故。一个计算机网络的研制要经历下述七步工作。(1)网络体系结构的制定 workArchitecture)的制定包括许多决策工作:网络支持哪些通讯线路和局域网?向用户提供哪些网络服务?网络划分成多少层?各层的协议功能是什么?各层协议规范和服务规范是什么?第七章协议实现技术(2)实现环境的研究实现环境指计算机的机型和运行的操作系统。实现环境的研究是协议实现者必须进行的一项工作,这包括计算机硬件结构和I/O总线的详细了解,操作系统结构和操作系统服务的详细了解等等。(3)实现结构的设计在(1)和(2)的工作完成之后,协议设计者就可以着手网络实现结构设计。实现结构的设计包括一系列的决策工作:哪几层协议在网络适配器中实现,哪几层协议在操作系统中实现?操作系统的网络软件划分成几个进程,每个进程实现哪几层协议?如果几层协议在同一个进程实现时,各层协议之间怎样相互调用?为了提高网络软件执行效率和连接响应速度应采用哪些措施等等。第七章协议实现技术(4)各层协议实体之间通讯机制设计当n层协议和(n-1)层协议在不同的进程或驱动程序之间实现时,n层协议实体和n-1层协议实体之间通讯必须借助操作系统服务来实现。当n层协议和(n-1)层协议在同一个进程或驱动程序之内实现时,两层协议实体之间通讯可直接借助于程序设计语言(c,pascal)来实现。(5)数据缓冲方案的设计协议数据单元PDU(protocoldataunit)在各层协议实体之间的传递是通过缓冲器来实现的。数据缓冲方案的设计包括一系列的决策工作:缓冲器中的数据怎样传递?是否采用共享缓冲器方案?缓冲器定义多大?缓冲器怎样分配管理?缓冲器的分配管理怎样对网络流控制和交通拥塞控制施加影响等等。第七章协议实现技术(6)各层协议代码的产生协议代码可分为两部分:与实现环境相关的协议代码和独立于实现环境的协议代码。前者必须由协议实现者手工完成,后者可手工完成也可以借助形式语言的编辑程序(piler)自动产生。(7)网络软件的调试由于网络软件的分布性,异步性和实时性,传统的静态调试工具是不适应的,因此设计者必须研制多种动态调试工具以提高网络软件调试效率。这些调试工具包括各种模拟环境,闭环测试软件,PDU追踪,时间标签,事件记录等。第七章协议实现技术限于篇幅,本章只讨论(4)、(5)、(6)步骤的有关问题,首先介绍协议代码半自动生成技术,然后讨论上下层协议实体之间通讯的实现方法,最后讨论数据缓冲技术。如果我们掌握了第(4)和第(5)步的设计方法,那么与实现环境相关的协议代码就可以手工完成了。计算机网络研制工作中第(1)、(2)、(3)和(7)步工作的讨论请参见文献资料[42]和[34]。(用ESTELLE、LOTOS等语言描述)直接转换成协议代码()。如果所产生的代码不需要人工修改就可以编译成机器可执行的程序,这是最理想的。但由于计算机网络软件和操作系统结合紧密,这实际上是不现实的。由协议规范直接转换的协议代码只能占全部代码的一部分,约50%左右[33],这部分代码称之为独立于实现环境的代码,另外一部分代码由于和实现环境相关,必须由手工完成。协议代码的这种生成方法称之为协议代码的半自动生成技术。关于协议代码半自动生成技术是否值得深入研究的问题,人们尚有不同的看法。然而,半自动生成技术显然有如下一些好处:第七章协议实现技术(1)利用