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机网络协议篇一
摘要：随着形式化方法和技术的日趋完善，网络协议的开发已逐步从非形式化描述、手工方法实现过渡到已形式化描述技术为基础，渗透到网络协议分析、综合、测试等各环节的软件工程方法。
本文从网络协议的基本要素、协议的形式化模型介绍了网络协议，并从协议的性质描述、不变性分析、可达性分析、基于有序二叉判决图的符号模型检验对网络协议进行了形式化设计与验证，最后进行了测试。
机网络协议篇二
协议一词最早出现在通信系统，协议历史拥有像通信一样古老的历史。
从古至今，人们一直都在不断的探索研究，怎样才能建立一个能够在快速在远距离上传输信息的系统。
如果想要实现信息在远距离间传递，不光需要硬件设备，也就是发送和接收信号的设备，还需要建立一整套能够规定信号所代表的意义以及传递接收信号方式的规则、标准或者约定，这个规则就是协议。
1网络协议的基本要素
一套完整的，能够确保计算机网络可以顺利进行数据通信的网络协议要包括下边的五点基本要素：(1)协议所提供的服务。
(2)对协议运行环境所进行的假设。
(3)用来实现协议的消息词汇。
(4)对该词汇中每个消息的编码。
(5)用来控制消息一致性的过程规则。
实现计算机之间高度自动化数据通信的网络协议，一般都会极其复杂。
借鉴对复杂系统问题分析研究的思想，分层结构对于理解和设计网络协议有着重要的作用。
“七层”协议结构模型是目前网络协议的标准体系结构，也成为了网络协议开发的基础。
机网络协议篇三
协议分析和设计其中一项核心技术就是形式化模型。
网络协议的形式化规格可以在形式化模型的基础上实现，从而为协议的形式化分析与验证、协议综合、协议测试、以及协议实现等提供良好的基础。
形式化模型包括以下几点。
2.1协议的有限状态机模型
有限状态机包括有限状态集、输入集和状态转移规则集;有限状态集，用于描述系统中的不同状态;输入集用于表征系统所接收的不同输入信息;状态转移规则集用于表述系统在接收不同输入下从一个状态转移到另外一个状态的规则。
2.2petri网模型
petri网是一种适合于并发、异步、分布式系统描述与分析的图形数学工具。
petri网已成为网络协议分析和设计的典型形式模型之一。
它作为系统描述和分析的工具，除了具有静态结构外，还包括了描述系统动态行为的机制。
这一特征是通过允许位置中包含令牌，令牌可以依据迁移的引发而重新分布来实现的。
2.3协议的时态逻辑模型
时态逻辑是模态逻辑的扩充，它涉及含有时间信息的事件、状态及其关系的命题、谓词和演算。
要描述一个协议，首先要标识系统中的个体常量，定义变量，表达命题、谓词函数。
以下为命题与谓词的表达。
(1)个体常量m0，m1表示序号为0，1的报文;any表示无序号的任意报文;ack0，ack1表示序号为0，1的认可报文。
(2)个体变量m代表m0，m1，any;ack代表ack0，ack1;seq代表0，1序号;a代表原子行动或事件。
(3)谓词at(a)开始一个协议行动或事件。
2.4通信进程演算模型
通信进程演算是计算机通信系统的基本理论模型，它也是许多形式化语言的基础。
通信进程演算的基本成分是事件与进程，而进程是通过顺序、选择和并行三个基本算子来定义的。
一般用大写字母来表示进程，用小写字母来表示事件。
3协议的形式化设计与验证
协议的设计验证是对协议的功能和性能进行校验的过程，是保证协议开发质量的必要环节。
协议形式化验证首先需要对协议性质进行系统的语言描述，然后基于协议的形式模型或者形式语言进行描述，通过适当的技术对协议性质进行分析校验。
3.1协议的性质描述
设计网络协议的目的就是设计出的协议要满足功能和性能。
一方面，协议本身应用问题的特征性对协议的功能和性能具有特殊的要求;另外一方面，协议的功能和性能所拥有的协议的性质，是独立于问题的一般性要求。
协议的性质包括活性、安全性、一致性、完备性、可恢复性和有界性六方面。
(1)活性就是指无死锁性，如果在协议运行时候发生一些好事，就叫协议的活性，像发生预定的事情，能够到达指定的协议状态，可以进行应该进行的协议活动等都是协议的好事情。
协议的终止性和进展性两反面可以体现协议的活性。
也就是说具有终止性和进展性的协议就拥有活性。
如果协议能够在从任何一状态下开始运行都能正确的到达终止状态，就是协议的终止性。
终止状态在某些情况下也会和初始状态是同一个。
所以协议总能从初始状态开始运行然后正确的回到初始状态，并可反复运行，这就是协议的可重复性，即可重复性=终止性+进展性=活动性。
(2)安全性就是没有坏的事情出现在协议运行的时候。
像不可接收事件、不可进一步向前的状态、错误的行动、错误的条件、变量值越界等都是坏的事情。
坏事情一般会导致死锁和活锁两种情况发生。
(3)一致性就是指协议的服务行为和协议行为保持一致。
像协议需要为用户提供的所要求的业务和不用提供用户没有要求提供的业务都体现了协议的一致性。
(4)完备性，协议拥有完全符合协议环境各种要求的性质，也就是在考虑了用户要求、用户特点、通道性质、工作模式等各种潜在影响因素之后构建的协议构造，同时兼备考虑各种错误事件以及异常情况的处理。
(5)可恢复性是指当协议出现差错后，协议本身能否在有限的步骤内返回到正常状态下执行。
可恢复性是和可重复性相关联的一个性质。
(6)有界性是与协议中的变量和参数有关的一个性质，用来衡量协议中的变量和参数是否超过其限定值。
3.2不变性分析
系统不变性是某一逻辑公式表达的系统性质的永真性，它不随系统的状态变化或执行序列而改变。
系统不变性分析实际包含两个任务。
第一是分析系统应该具有的不变性质，并用逻辑公式来表示，第二个任务是分析系统的执行，证明该逻辑公式成立。
3.3可达性分析
可达性分析是试图产生和检查协议所有部分的可达状态，进而检验基于状态或者基于状态序列的协议性质。
所谓可达状态是指协议从初始状态开始经历有限次转换之后可达到的状态，所有可达状态构成了系统状态空间。
可达性分析算法是用来生成并检验一个特定的初始状态可达的所有状态算法。
3.4基于有序二叉判决图的符号模型检验
机网络协议篇四
具体地说，共享计算机网络的资源，以及在网中交换信息，就需要实现不同系统中的实体的通信。实体包括用户应用程序、文件传送包、数据库管理系统、电子设备以及终端等，系统包括计算机、终端和各种设备等。一般说来，实体是能发送和接收信息的任何东西，而系统是物理上明显的物体，它包含一个或多个实体。两个实体要想成功地通信，它们必须具有相同的语言。交流什么，怎样交流及何时交流，都必须遵从有关实体间某种互相都能接受以一些规则，这些规则的集合称为协议，它可以定义为两实体间控制数据交换的规则的集合。
上面洋洋洒洒地一大通话，可能早已让读者晕头转向了。简单地说，所谓的协议，就象人与人交流的语言一样，它是计算机网络通信实体之间语言。不同的网络结构可能使用不同的网络协议；而同样的，不同的网络协议设计也就造就了不同的网络结构。下面将从计算机网络协议参考模型开始，逐一介绍局域网、广域网、internet的计算机网络通信协议。
6.1开放系统互连参考模型osi
自从计算机网络面世以来，它不断地促进着社会的发展，而且人类对计算机网络的依赖与需求都愈演愈烈，所以许许多多的计算机厂商都建立了自己一套与众不同的网络协议体系，然后配套一系列相对应的计算机网络硬件设备来完成计算机的连网需求，而且它们之间并不能通用。这样造成了如果你选择了一个厂商的网络产品，就被捆绑在这个厂商上，不得不“从一而终”，这显然降低了整个网络系统的可扩展性，甚至妨碍了计算机网络的更一步发展。
为此，国际标准化组织（iso、internationalstandardorganization）在1979年建立了一个专门的分委员会来研究和制定一种开放的、公开的、标准化了的网络结构模型，以期用它来实现计算机网络之间相互联接与沟通。
经过一段时间后，iso组织提出了一套称为“开放系统互联参考模型”（osi、opensysteminterconnection）。它定义了一套用于连接异种计算机的标准框架。由于iso组织的权威性，加上人们需要一个相互兼容、共同发展的，新的网络体系，所以osi参考模型成为了各大厂商努力遵循的标准。到了今天，虽然网络协议并不是完全与它一致的，但却都是根据它来制定的，所以确保了它们的开放性和兼容性。从某种意义上说，osi参考模型已成为了计算机网络协议的“金科玉律”。
osi参考模型采用了分层的结构化技术，将功能逻辑上划分开来，以使整个结构具有较高的灵活性。osi参考模型共七层：应用层（applicationlayer）、表示层(presentationlayer)、会话层(sessionlayer)、传输层(transportlayer)、网络层(networklayer)、数据链路层(datalinklayer)、物理层(physicallayer)。
7.应用层（application）
6.表示层（presentation）
5.会话层（session）
4.传输层（transport）
3．网络层（network）
2．数据链路层（datalink）
1.物理层（physical）
表6-1osi七层结构
有一句英文短句可以帮助你来记住它们的顺序：allpeopleseemneedtodataprocess.每个单词的最前一个字母与每一个层相对应。下面我们就逐层作一相对简单的介绍：
6.1.1物理层
物理层，它通过一系列协议定义了通信设备的机械的、电气的、功能的、规程的特征。
电气特征：规定了在传输过程中多少伏特的电压代表“1”，多少伏特代表“0”；
过程特征：具体规定了通信双方的通信步骤，
一句话，物理层的所有协议就是人为规定了不同种类传输设备、传输媒介如何将数字信号从一端传送到另一端，而不管传送的是什么数据。从这里我们可以判断出中继器和非交换技术的集线器是一种工作在物理层上的设备，因为它们都不关心它们传送的是什么设备，也不负责数据的正确到达目的地。
6.1.2数据链路层
数据链路层，在物理层已能将信号发送到通信链路中的基础上，完成保证相邻结点之间有效地传送数据的任务。正在通信的两个站在某一特定时刻，一个发送数据，一个接收数据。数据链路层通过一系列协议将实现以下功能：
4）传输管理：在发送端与接收端通过某种特定形式的对话来建立、维护和终止一批数据的传输过程，以此对数据链路进行管理。
就发送端而言，数据链路层将来自上层的数据按一定规则就成比特流送到物理层处理；就接收端而言，它通过数据链路层将来自物理层的比特流合并成完整的数据帧供上层使用。
根据数据链路层的需要，必须唯一的标识出每个站点。现在最常用的方法是将网络接口卡（网卡）编上一个唯一的编号。习惯上，这个编号称为mac地址。
实际上很大一部分的数据链路层的功能是由网卡来完成的，网卡工作在数据链路层，网桥需要将物理层的比特流合并成完整的数据帧，以得知其接收站点的地址，所以也是工作在数据链路层的一种网络设备。
6.1.3网络层
网络层，用于从发送端向接收端传送分组。
也许读者会觉得不可思议，不是数据链路层已经保证了相邻节点之间无差错传送数据帧了吗？那么网络层到底有什么用呢？它存在的主要目的就是解决以下问题：
1）通信双方并不相邻：在计算机网络中，通信双方可能是相互邻接的，但也可能并不是邻接的，这样当一个数据分组从发送端发送到接收端的过程中，就可能在这个中间要经过多个其它网络结点，这些结点暂时存储“路过”的数据分组，再根据网络的“交通状况”选择下一个结点将数据分组发出去，直到发送到接收方为止。
2）正如前面所阐述的一样，由于osi参考模型是出现在许多网络协议之后的，它就必须为使用这些已经存在的网络协议的计算机网络之间的相互通信作出贡献。事实上，网络层的一些协议解决了这样的异构网络的互联问题。
另外，上一章所提到的路由器、第三层交换机都是用于实现根据网络的“交通状况”
选择下一个站点将数据分组发出去的功能，所以它们都是网络层的设备。
6.1.4传输层
传输层，实现发送端和接收端的端口到端口的数据分组传送。
传输层的出现是为了更加有效地利用网络层所提供的服务。它主要体现在以下两方面：
1)将一个较长的数据分成几个小数据报发送：由于实际在网络上传递的每个数据帧都是有一定大小限制的。假设如果我们要传送一个字串“123456789”，它太长了，网络服务程序一次只能传送一个数字（当然在实际中不可能这么小，这里仅是为了方便讲解作的假设），因此，网络就需要将其分成9次来传递。就发送端而言当然是从1传到9的，但是由于每个数据分组传输的路径不会完全相同（因为它是要根据当时的网络“交通状况”而选择路径的嘛），先传送出去的包，不一定会先被收到，因此接收端所收到的数据的排列顺序是与发送的顺序不同的。而传输层的协议就给每一个数据组加入排列组合的记号，以便接收端能根据这些记号将它们“重组”成原来的顺序。
2)解决通信双方不只有一个数据连接的问题：这个问题从字面上可能不容易理解，实际上就是指，比如我用电脑与另一台电脑连接拷贝数据是同时，又通过一些交谈程序进行对话。这个时候，拷贝的数据与对话的内容是同时到达的，传输的协议还负责将它们分开，分别传给相应的程序端口。这也就是端到端的通信。
6.1.5会话层
相对于其它层来说，会话层比较简单，它主要的服务是管理对话控制。比如说，在传输的数据中加入检查点来使通信双方同步。
6.1.6表示层
表示层以下的各层只关心从这里到那里可靠地传输数据，而表示层则关心的是所传送的信息的语义与语法。它负责将收到的数据转换为计算机内的表示方法或特定的程序的表示方法。也就说，它负责通信协议的转换、数据的翻译、数据的加密、字符的转换等工作。
6.1.7应用层
应用层，就是直接提供服务给使用者的应用软件。比如电子邮件、在线交谈程序都属于应用层的范畴。
6.1.8osi参考模型工作模式
上面一大段的文字也许让大家都感到晕头转向了，让我们一起来整理一个思路。
图6-1osi参考模型工作模式
原文转自：
机网络协议篇五
甲方：_________
乙方：_________
第一条合同项目
第二条双方的权利和义务
2．1甲方的权利和义务
2．1．1甲方对所注册的通用网址拥有internet通用网址管理机构（包括但不限于nsi和／或cnnic，下同）认可意义下的所有权。
2．1．2甲方可以在注册成功之后的任何时候，将通用网址保留在乙方的通用网址服务器或者转移到其他甲方指定的通用网址服务器上。
2．1．3甲方所申请注册的通用网址，应该没有侵犯乙方或者任何第三方的权利。如果该申请注册的通用网址侵犯了乙方或者任何第三方的权利，由甲方承担一切责任。
2．1．4甲方承担此次通用网址注册全过程产生的权利和义务及违反2．1．5所可能产生的后果。
2．1．5甲方认识到通用网址注册申请的成功与否是由申请本身及申请时间等因素决定的，乙方仅以代理身份代为办理有关手续，对通用网址能否成功注册不提供任何担保。在未与乙方核实之前，甲方不得对外声称自己是该申请通用网址的所有者，也不得断定通用网址注册成功或者注册不成功。
2．1．6甲方应向乙方出具授权委托书并为乙方的工作提供必要的协助。
2．1．7甲方应按时足额向乙方缴纳所需的全部费用。如果在规定的时间内没有足额交费，将被视为自动放弃所注册通用网址，甲方应承担全部后果（包括但不限于被通用网址管理机构取消该通用网址的注册）。
2．2乙方的权利和义务
2．2．1乙方为甲方办妥第一条所注明的通用网址的全部申请注册手续，乙方不以任何明示或者暗示的方式担保甲方申请注册的通用网址能够成功注册。
2．2．2乙方在本合同生效后_________个工作日内进行有关的查询和注册申请。
2．2．3乙方提供如下的注册后服务：向甲方报告查询和注册结果；代甲方支付internet通用网址管理机构所需的有关费用；用乙方的通用网址服务器为甲方的通用网址提供通用网址服务；在本合同有效期内保持甲方的通用网址直到甲方具备使用它的条件；如果甲方提出书面申请，为甲方设立电子邮件转发帐号和不可编辑的建设之中的网页；在甲方提出书面申请时，将通用网址转移到甲方指定的通用网址服务器上。
2．2．4乙方按照约定收取本合同第三条的合同金额和代甲方缴纳的有关费用及按照规定标准应收取的其他费用。
第三条合同金额
本合同涉及到的国际国内通用网址注册的收费标准和注册数目如下：
本合同全部金额为_________元。
第四条服务期限
在本合同中，对于保护性通用网址注册，乙方的服务期限为：通用网址为_________年_________。
第五条付款方式
在本合同签订之同时，甲方将注册通用网址的全部款项共计_________元支付乙方。对于后续服务所需的费用，甲方在前一次付款款项的有效期结束之前_________个月内支付乙方，本合同得以继续履行。
第六条合同期限
合同期限与服务期限一致。
第七条合同解除，终止及违约责任
7．1在合同执行期间，如果甲方将通用网址转移到除乙方以外的其他通用网址服务器，本合同即告解除。
7．2在甲方前一次付款款项的.有效期结束后，如没有接到甲方第二次付款，本合同自动失效。
7．3如果甲方所需的通用网址未能注册成功，本合同即告解除，乙方将全部款项扣除有关费用后退还甲方。
第八条争议解决
8．1因履行本合同或与本合同有关的一切争议，双方当事人应通过友好协商方式解决。
8．2如果协商未成，双方同意向地方法院提交仲裁并接受其仲裁规则。
第九条不可抗力
9．1因不可抗力或者其他意外事件，使得本合同的履行不可能，不必要或者无意义的，任一方均可以解除本合同。遭受不可抗力，意外事件的一方通过书面的形式通知对方，本合同即告终止。
9．2本合同所称不可抗力，意外事件是指不能预见，不能克服并不能避免且对一方或双方当事人造成重大影响的客观事件，包括但不限于自然灾害如洪水、地震、瘟疫流行和风暴等以及社会事件如战争、动乱、政府行为等。
第十条其他约定
10．1本合同的解除、终止或者本合同有关条款的无效均不影响本合同关于合同的解释，违约责任及争议解决的有关约定的效力。
10．2本合同的订立、效力、解释、履行和争议的解决均适用中华人民共和国法律法规和计算机行业的规范。
10．3如果本合同任何规定根据适用的现行法律被确定为无效或无法实施，本合同的其他所有条款将继续有效。此种情况下，双方将以有效的约定替换该约定，且该有效约定应尽可能接近原约定和本合同相应的精神和宗旨。
10．4一方变更通知，通讯地址或其他联系方式，应自变更之日起_________日内，将变更后的地址，联系方式通知另一方，否则变更方应对此造成的一切后果承担责任。
10．5对本合同的理解与解释应依据合同目的和文本原义及业界通行的理解和惯例进行，本合同内的标题不应影响本合同的解释。
10．6经双方协商一致，可以对本合同有关条款进行变更，但应当以书面形式确认。
10．7订立本合同所依据的法律，行政法规，规章发生变化，本合同应变更相关内容；订立本合同所依据的客观情况发生重大变化，致使本合同无法履行的，经甲乙双方协商同意，可以变更本合同相关内容或者终止合同的履行。
10．8因乙方经营发生严重困难，濒临破产进入法定整顿期或者被清算，双方均可以解除本合同。
10．9甲，乙双方应本着诚实信用的原则履行本合同。任何一方在履行中采用欺诈，胁迫或者暴力的手段，另一方均可以解除本合同并有权要求对方赔偿损失。
10．10本合同的有关条款或者约定若与双方以前签署的有关条款或者乙方的有关陈述不一致或者相抵触的，以本合同为准；但经双方协商一致同意保留的除外。
第十一条附则
本合同如有未尽事宜，双方协商解决。本合同一式两份，双方各执一份，经签字、盖章后生效，两份合同具有同等效力。
甲方（盖章）：_________
乙方（盖章）：_________
授权代表（签字）：_________
授权代表（签字）：_________
地址：_________
地址：_________
邮编：_________
邮编：_________
电话：_________
电话：_________
e-mail：_________
e-mail：_________
_________年____月____日
_________年____月____日