chap2协议分析技术-MSC应用举例--《通信软件设计基础 》课件

第2章协议分析技术

协议分析包括两大部分，协议环境分析和协议功能分析。不管是设计开发一个新的协议，还是设计实现一个具体协议，都需要从协议的环境分析入手，只有了解了协议的环境，才能明确协议的功能，协议设计才能进行。

2.1 协议环境分析

在讨论协议环境之前，我们先建立一个协议模型。图2-1 是一个n层协议的模型。n层可有多个协议实体（A和B是其中两个），它们怎样分布，各起什么作用等，属于协议工作模式问题。USER1和USER2为（n+1）层协议实体，称之为n层协议的用户（简称n层用户）。n层协议实体利用（n-l）层协议提供的服务按照n层协议通信，这种通信活动在两个（n-l）SAP（服务访问点）之间构成一个通道，称之为（n-1）层通道。n层用户的要求、（n-1）层通道的性质以及n层协议的工作模式构成n层协议的环境。

图2-1 n层协议模型

本节中，n层协议和n层协议实体（协议机），n层用户和（n+l）层协议实体，以及（n-）层通道和（n-l）层服务将混用，不作严格区分。这里所指的n层协议可以是OSI 7层模型中的任意一层协议。协议分析的对象就是n层协议。

2.1.1 用户要求

n层用户对n层协议提供的服务可能提出的要求可以归纳为以下几个方面。

l．连接管理

n层用户可要求n层协议提供有连接服务、无连接服务和永久连接服务，并要求n层协议负责连接的建立、撤消、作废、复位、恢复等管理工作。连接建立过程中，网络资源的分配和管理，连接合法性和安全性检查，以及目标名和地址的转换工作也由n层协议来完成。

2．广播与组播

广播是指一个n层用户发出的数据报，在同一个网络中的其他用户都能够接收到。组播是指一个或多个n层用户发出的数据报，在网络中有一组用户可以接收到该数据报，每个用户可以加入或退出该组。

3．服务证实方式

n层用户通过服务原语得到n层协议提供的服务。服务原语由服务动作和原语类型两部分组成，原语类型只有4个，即：请求（request）、指示（indication）、响应（response）和证实（confirm）。请求原语和响应原语由n层用户来调用，发给n层协议，而指示原语和证实原语由n层协议实体来调用，向n层用户提交。服务动作代表用户的功能需求，如连接建立、数据传输、连接释放等。服务原语的交换时序称为服务证实方式。不同的服务要求不同的服务证实方式，主要有3种服务证实方式：用户证实方式、协议证实方式、无证实方式。

（1）用户证实方式

用户证实方式的服务需要4条服务原语：

●request（请求）

●indication（指示）

●response（响应）

●confirm（证实）

用户证实方式的服务原语时序关系如图2-2所示，图中，“X”代表不同的服务动作。当n层用户需要进行应答式通信时采用这种证实方式，在这种证实方式下通信，由于要求对端用户做出响应，发端用户在得到证实之前不能发送新的数据报，因而效率较低。

图2-2 用户证实方式的服务原语时序关系图

（2）协议证实方式

协议证实方式的服务需要3条服务原语：

●request

●indication

●confirm

协议证实方式的服务原语时序关系如图2-3所示。这种证实方式不需要对端用户响应，但n层协议保证用户的请求已经提交给对端用户。

图2-3 协议证实方式的服务原语时序关系图

（3）无证实方式

无证实方式的服务只需要2条服务原语：

●request

●indication

协议证实方式的服务原语时序关系如图2-4所示。这种证实方式不能保证用户的请求被提交给了对端用户，但支持用户间采用异步方式通信，通信效率可以

大大提高。

图2-4 无证实方式的服务原语时序关系图

（4）其他3种特殊的服务证实方式

除了上述3种证实方式外，还有3种特殊的服务证实方式，即本地证实方式、单请求原语方式和单指示原语方式。这3种方式都只涉及一方的用户和协议实体。本地证实方式就是n层用户发出的请求原语由本端协议实体直接给出证实原语，与对端协议实体和用户无关，这种方式可以提供查询类服务。单请求原语方式支持设置类服务，而单指示原语方式支持告警类服务。这3种方式的服务原语时序关系如图2-5所示。

图2-5 3种特殊服务证实方式的服务原语时序关系图

4．通信方式

用户要求的通信方式涉及数据发送权和数据发送方式两个方面。数据发送权是指在通信过程中用户发送数据报的权利。如果在通信过程中，只允许一方用户向另一方用户发送数据报文，这种方式称为单工通信方式。如果在通信过程中，通信双方都可以向对方发送数据报文，但在某一时刻只允许一方向另一方发送数

据报文，在这种方式下，n层协议需要管理“发信权”，只有得到“发信权”的用户可以向对方发送数据报文。这种方式称为半双工通信方式。如果在通信过程中，通信双方可以同时向对方发送数据报文，这就要求n层协议必须在（n）SAP 上提供并发的收发服务，这种方式称为全双工通信方式。

数据发送方式是指通信双方采用同步方式还是异步方式。所谓同步通信方式是指n层用户之间进行应答式通信，发送方发出数据报文后，要得到对方的应答数据报文才会发送下一个数据报文。如果采用同步通信方式，n层协议可以免除流控功能。n层用户的同步通信可以通过n层协议提供的用户证实方式的服务来实现。所谓异步通信方式是指发送数据的用户可向收方用户发出任意个数据报文，不需要对方对每个数据报文做出应答，在这种通信方式下，n层协议需要施加流控制，否则报文可能会丢失。

5．数据形式

服务原语可以携带用户数据。用户可以向协议实体递交多种形式的用户数据，如：

●块数据，n层用户向n层协议递交整块数据；

●流数据，n层用户向n层协议递交字符流；

●批数据，n层用户向n层协议递交大批数据块（短时间内）；

●优先数据，n层用户向n层协议递交的数据有不同优先级别，优先数据不

会影响到正在发送的数据报的传送，但会被作为下一个数据报发送到对

方；

●中断数据，n层用户要求n层协议旁路正常数据的传递，立即发送到对方；

●流外信息，n层用户向n层协议递交的流数据中夹杂着要求n层协议截获

并作处理的信息，这种信息称为流外（out-of-band）信息；

●编码信息，n层用户要求n层协议先对信息进行编码，然后再发送到对方。

6．数据长度

n层用户要求传送的块数据的长度以及批数据的数据量可能是任意的。如果数据块过长，n层协议需要分段发送。为了应付大宗量批数据的传送，n层协议要加宽（n-1）层通道的带宽，要进行流量控制和拥塞避免控制，要有足够的数据缓冲区。