网络协议分析作业

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1、《网络协议形式化分析与设计》作业汪学明第一章网络协议及开发概论1-1计算机网络发展的各个阶段有何特点?相应的各阶段的协议又有何特点?答：计算机网络的发展主要经历了以下阶段：1.远程联机系统(终端—计算机网络)网络特点：各终端通过与主机通信共享主机资源，主机任务重（既要负责数据通信又要负责数据处理）。协议特点：运行在主机上的数据通信协议非常简单，主要任务是解决传统的主-从协同问题。2.计算机互连网络a.直接互连结构网络特点：计算机通过通信线路直接连接起来，主机任务重（既要负责数据通信又要负责数据处理）。b.间接互连结构网络特点

2、：将通信处理从主机中分离出来，设置节点交换机，计算机之间通过节点交换机进行通信。主机任务轻（只负责数据处理，数据通信由节点交换机完成）。协议特点：协议非常复杂，协议设计的主要问题是在计算机之间对共享资源的使用达成一致。相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的。3．体系结构标准化网络网络特点：任何两台遵守开放式标准的计算机都可以很方便地实现互连。协议特点：网络设计的开发基本参照了OSI体系结构和国际标准。l-2什么是协议及网络协议?答：协议是关于分布式系统进行信息交换时的一种约定。网络协议是为进

3、行计算机网络的数据交换而建立的一系列规则、标准或约定。（1）网络协议是一种具有规定文法、语法和语义的语言。（2）网络协议是一种标准。l-3网络协议开发所面临的主要挑战有哪些?我们可采取哪些策略?答：随着计算机网络和分布式计算机系统的发展，对网络协议的功能和性能提出了更多和更高的要求，网络协议的规模和复杂性也在不断增加。协议开发者所面临的基本问题是如何设计一套庞大的通信控制规则，并且保证信息交换能够逻辑一致、完整、高效地进行。该问题的解决主要体现在两个方面：(1)对于一个给定的问题，设计者如何设计出一套满足需求的协议规格；(2

4、)对于一个给定的协议规格，分析者如何进行严格验证和性能分析，证明其是可用的和正确的。为了能更好地从这两个方面来解决协议设计的问题，需要采用有效的思想、方法和技术。其中有效的思想是“分层”，有效方法和技术是指“形式化方法和技术”。“形式化方法和技术”主要是指使用形式描述语言(FDL来对协议进行描述，并贯穿协议开发的各个阶段。19网络协议的形式化模型技术不仅是形式描述语言的数学基础，同时也是网络协议的形式分析、验证、测试、综合以及自动化实现的基础。形式化验证技术有：模型检验和定理证明。l-4协议设计中经常出现的两类错误是什么?答

5、：在协议设计中会经常造成两类锗误：设计了一套不完整的规则，或者设计的规则存在冲突。协议的不完善或不完整，往柱会导致整个系统的瘫痪。1-5网络协议的五个基本元素是什么?答：网络协议的五个基本要素是：协议所提供的服务；对协议运行环境所进行的假设；用来实现协议的消息词汇；对该词汇中每个消息的编码；用来控制消息一致性的过程规则。1-6什么是分层?网络协议的分层处理方法有哪些优缺点?答：所谓分层，就是将完成计算机通信全过程的所有功能划分成若干层，每一层对应一些独立的功能。从而将庞大而复杂的问题转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部

6、问题是比较容易研究和处理的。网络协议的分层处理方法具有以下优点：(1)各层之间是独立的。某一层并不需要知道它的下一层是如何实现的，而仅仅需要知道该层通过层间的接口所提供的服务。由于每一层只实现一种相对独立的功能，因而可将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较容易处理的小一些的问题。这样，整个问题的复杂程度就下降了。(2)灵活性好，适应性强。当任何一层发生变化时，只要层间接口关系保持不变，则在这层以上或以下的各层均不受影响。故易于扩充或者改变协议。(3)结构上可分割。各层可以采用最合适的技术来实现。(4)通过将高层的工作与低层细

7、节分开。分层次的设计可以更好地表示出协议的逻辑结构。(5)易于实现和维护。因为整个系统已被分解为若干个相对独立的子系统，使得实现和调试变得容易。(6)易于标准化。因为每一层的功能及其所提供的服务都已有了精确的说明。网络协议的分层处理方法也有一些缺点：例如，有些功能会在不同的层次中重复出现，因而产生了额外外销。1-7请列举OSI参考模型的分层所遵循的基本原则。答：OSI参考模型的基本构造技术是分层，建立标准分层模型的第一步是制定分层原则。OSI的分层遵循了以下原则：(1)层次不能太多，避免在描述及综合这些层次时发生困难。(2)

8、应在接口服务描述工作量最少，穿过相邻边界相互作用次数最少或通信量最少的地方建立边界。(3)每一层应该有明确定义的功能，这种功能应在完成的操作过程方面，或者在涉及的技术方面与其他功能层次有明显不同。因而，相似的功能应放在同一层。对定义明确且处理方法明显不同的那些功能，应建立不同的层次。(4)