用于通信网络协议开发的形式化方法

《用于通信网络协议开发的形式化方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、用于通信网络协议开发的形式化方法用于通信网络协议开发的形式化方法【摘要】随着形式化方法和技术日趋完善，网络协议开发也逐渐向形式化描述方法过渡和发展，并逐渐渗透到网络协议分析、综合及测试的各个环节中，形成应用于各个环节的软件工程方法。本文通过对通信网络协议的耍索进行分析，并对网络协议形式化方法、形式化模型及描述进行阐述，在此基础上对通信网络协议的形式化方法进行了探究，并给出了一些自己的看法和建议。【关键词】通信网络协议形式化方法协议耍素描述技术一、前言随着计算机网络技术的不断发展及广泛应用，新一代的通信网络逐渐向着数字化、智能化和个人化发展

2、，网络所提供的服务也开始rti传统的通信服务逐渐向信息服务转变。随着软件的不断增多，结构越来越复杂，通信网络协议也面临着越来越多的困难。与此同时，网络系统在空间分布性、不稳定性及多样性方面表现出来的复杂性对通信网络协议的完整性、正确性、可靠性及标准化都提出了更高的耍求。伴随着通信网络协议开发成本的增加，市场竞争的周期开始缩短，在通信网络协议的开发和设计上采用协议工程技术和方法，并有效实现通信网络设计合使用过程的规范化和自动化，成为当前通信网络协议开发课题屮的热点及难点问题。本文就围绕着通信网络协议开发的形式化方法进行探究。二、网络协议的要

3、素分析能够确保计算机网络顺利进行数据通信的通信网络协议，其耍索主要包括以下几点：第一，网络协议所能提供的服务；第二，网络协议运行环境的假设；第三，实现网络协议的词汇信息及对每个词汇信息进行的编码；第四,控制消息保持一致性的规则。能够在计算机之间实现网络数据通信自动化的协议，一般来说都是很复杂的，针对这种复杂的问题,采用分层结构来理解网路协议，具有重耍作用。其中，“七层”协议结构模型是当前网络协议中的标准结构，是网络协议开发的基础。三、网络协议形式化方法、形式化模型及描述网络协议形式化方法是采用数学方法对耳标软件的系统性质进行描述的一种技术

4、方法。通过使用数学符号及数学法则就目标软件系统的结构來进行综合分析，研究，为网络协议的开发和验证提供一个利于发现冃标软件和系统需求不完整性、不一致性等问题的框架。网络协议的形式化方法主要还是通过形式描述技术，即FDT技术来获得支持，形式化方法描述与模型技术及形式描述语言息息相关。网络协议的形式化模式，其核心技术就是对协议进行分析和设计。形式化模型主要有以下儿种：第一，有限状态机模型。这种模型主要在有限状态集、输入集和转移规则集，其中，有限状态集一般用于对系统不同状态进行描述;输入集则对系统接受的不同信息进行表征；状态转移规则集则主要是对表

5、述系统在接受不同输入吋，转移到下一个状态的规则。第二，Petri网模型，此种模型是适用于并发、异步及分布式系统描述和分析的数学工具，是目前网络协议中的典型模型具有静态结构和动态行为机制。第三，协议吋态逻辑模型，此种模型在时间信息的事件、状态及其关系命题中予以应用，对标识系统中的个体常量、定义变量等进行表达，进而对协议进行描述。四、SDLSDL产生于1976年，是由ITU-T发展的一种FDT,它是一种基于有限状态机建立的数学模型，用于事件驱动、实时和通信系统的描述语言。其形式化方法主要是作为对开发结果进行验证、测试的基础，为设计和应用人员提

6、供交流的途径，进而为开发者提供一种分析、设计的方法。SDL着重从全局的视角來对系统结构进行描述，对系统中哪些是由了系统构成，各子系统Z间如何相互作用等进行描述，进而递归式的对各了系统功能和结构进行描述。SDL分为图形和文本两种形式，对系统功能进行说明，并对系统内部结构行为进行描述。纯文本表示更容易被计算机处理；而图形表示则更直观，利于进行可视化建模。SDL对一种层次结构來进行描述说明，其结构和功能并明确划分，功能块之间通过信道相连；同时，各个功能块还可以分为子功能块或进程。SDL对一些基本数据类型和操作以及对构造新的类型进行了定义,因此可

7、以用于系统设计和实现。对SDL的优缺点而言，SDL能够通过全局视角，递归式的对各子系统功能及结构进行描述，并对硬件系统和其他各种人造或非人造系统进行描述。与此同吋，SDL也具有一定的缺点，例如，SDL不适用于对需要大量进程的紧密协作，不能对并行处理和应用进行很好的处理；不能适应所有类型的实吋系统等。五、LOTOSLOTOS产生于1989年，是用于详细说明和通信系统的描述技术标准形式，适应协议工程、分布处理及并行处理技术的要求，进而形成的规范语言，充分引入抽象的数据类型，对进程行为及交互作用进行描述。LOTOS主要是针对分布式的开放系统规范

8、，尤其对开放式系统连接计算机网络架构的服务与协定，进行形式化的技术描述。LOTOS被用來对系统中事件发生顺序來建立运作模式，通过衍&自过程的运作模式和引入抽象数据形态结构來分析，提供对特定抽象