第2讲_协议设计(模型_内容_方法)

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1、网络协议工程第2讲：协议设计7/24/20211协议设计协议设计概述协议设计的含义？协议设计是是一件很困难的事情Example:ClaytonTunnelProtocolExample:蓝军与白军作战问题7/24/20212协议设计一个简单的网络协议(蓝军与白军)占据两个山顶的蓝军与驻扎在这两个山之间的山谷的白军作战。其力量对比是：一个山顶上的蓝军打不过白军，但两个山顶的蓝军协同作战则可战胜白军。一个山顶上的蓝军拟于次日正午向白军发起攻击。于是发送电文给另一山顶上的友军。但通信线路很不好，电文出错或丢失的可能性较大。因此要求收到电文的友军必须送回

2、一个确认电文。但此确认电文也可能出错或丢失。试问能否设计出一种协议使得蓝军能够实现协同作战因而一定(即100%)取得胜利？7/24/20213协议设计明日正午进攻明日正午进攻如果情况如上所述，次日蓝军1和蓝军2的协同进攻必定获胜。但情况并非如此简单。因为所发的报文可能会丢失。明日正午进攻丢失!白军蓝军1蓝军2因此蓝军1必须在收到蓝军2的确认后才能进攻7/24/20214协议设计明日正午进攻确认明日正午进攻确认因此，收到报文后必须加以确认但这个确认报文也可能丢失：确认丢失!白军蓝军1蓝军2故蓝军2必须要收到蓝军1发出的对此“确认”的确认，才能知道发

3、送出的确认是否被蓝军1正确收到。7/24/20215协议设计明日正午进攻确认明日正午进攻确认因此蓝军1收到确认报文后应发送对此确认的确认。对“确认”的确认对“确认”的确认蓝军1无法知道最后发送的这个确认是否被蓝军2收到，仍需收到蓝军2发来的确认才行！白军蓝军1蓝军27/24/20216协议设计白军蓝军1蓝军2协议必须能够应付所有的（而不是部分的）不利情况像这样简单的问题居然无法设计出一种协议来解决。7/24/20217协议设计第2讲：协议设计2.1协议模型2.2协议设计的基本内容2.3协议设计方法2.4差错控制技术2.5流量控制技术7/24/2

4、0218协议设计协议模型分层设计，n层协议模型(n+1)实体(n)实体(n+1)实体(n)实体(n)协议提供(n-1)服务提供(n)服务(n)服务用户(n)服务提供者通过(n-1)连接进行通信(n+1)层(n-1)层(n)层nSAP(n-1)SAPnSAP(n-1)SAP(n-1)SPs(n-1)SPs(n)SPs(n)SPs(n)PDUs在OSI中，实体(entity)表示任何可以发送和接收信息的硬件或软件进程。在许多情况下，实体就是一个特定的模块。两个(n)实体在(n)协议的控制下的通信，使(n)层能够向上一层(n+1)提供服务。这种服务就是

5、(n)服务。接受(n)服务的是上一层实体，即(n+1)实体。它们也称为(n)用户或更严格些是(n)服务用户。7/24/20219协议设计协议模型分层设计，n层协议模型(n+1)实体(n)实体(n+1)实体(n)实体(n)协议提供(n-1)服务提供(n)服务(n)服务用户(n)服务提供者通过(n-1)连接进行通信(n+1)层(n-1)层(n)层nSAP(n-1)SAPnSAP(n-1)SAP(n-1)SPs(n-1)SPs(n)SPs(n)SPs(n)PDUs一个(n)实体向上一层所提供的服务由以下三部分构成：(n)实体自己提供的某些功能。从(n-

6、1)层及其以下各层以及本地系统环境得到的服务。通过与处在另一系统中的对等(n)实体的通信而得到的服务。将(n)层对等实体之间，为实现该层协议所交换的信息单元称为协议数据单元PDU(ProtocolDataUnit)。通常将第n层的协议数据单元记为(n)PDU。7/24/202110协议设计PDUsPDU通常由2部分构成：用户数据和协议控制信息PCI(ProtocolControlInformation)。PCI一般作为首部加在用户数据的前面，但有时也可作为尾部加在用户数据的后面，例如检验和(checksum)常放在尾部。两种类型：数据PDU控制P

7、DU，不携带用户数据。在不同的协议层次中，PDU还有一些其它的表示法。物理层：比特(bit)；数据链路层：帧(frame)或信元(cell)；网络层：分组或包(packet)运输层：报文(Message)7/24/202111协议设计PDUs(Cont.)TwoStyles：AbstractPDUProtocolControlInformation（PCI）UserdataConcretePDUMappingofabstractPDUontobitpatterns(PDUformats)DefinedintermsofdatafieldsWhya

8、reconcretePDUsnecessaryinastandardprotocol?7/24/202112协议设计PDUs(Cont.