數(shù)據(jù)通信重要組成，數(shù)據(jù)通信協(xié)議超詳細(xì)解讀

數(shù)據(jù)通信是當(dāng)代生活不可缺少的一環(huán)，沒有數(shù)據(jù)通信，任何網(wǎng)絡(luò)傳輸均將失效。數(shù)據(jù)通信中，數(shù)據(jù)通信協(xié)議尤為重要。本文中，將對數(shù)據(jù)通信協(xié)議予以解讀。如果你對數(shù)據(jù)通信具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

數(shù)據(jù)通信討論的是從一個(gè)設(shè)備到另一個(gè)設(shè)備傳輸信息。協(xié)議定義了通信的規(guī)則，以便發(fā)送者和接收者能夠協(xié)調(diào)他們的活動(dòng)。在物理層上，信息被轉(zhuǎn)換成可以通過有線媒體(銅線或光纜)或無線媒體(無線電或紅外線傳輸)傳輸?shù)男盘?。高層協(xié)議則定義了傳輸信息的封裝、流控制和在傳輸中被丟失或破壞信息的恢復(fù)技術(shù)。

一、通信協(xié)議

可以將通信協(xié)議比喻成外交大使館中使用的外交協(xié)議。各種級別的外交官們負(fù)責(zé)處理不同類型的協(xié)議。他們與其他大使館同等級別的外交官進(jìn)行聯(lián)系。同樣，通信協(xié)議也有一個(gè)分層的體系結(jié)構(gòu)。當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)時(shí)，每層中協(xié)議互相通信以處理通信的各個(gè)方面。下圖是一個(gè)簡表。

很久以前，ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)于1979年開發(fā)了OSI (開放系統(tǒng)互連)模型。該模型采用分層結(jié)構(gòu)，把網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分為七個(gè)層次，由下向上依次是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。模型中規(guī)定了各層的功能及其與相臨層的接口。按照“開放系統(tǒng)OSI互連參考模型”設(shè)計(jì)和組建的網(wǎng)絡(luò)是彼此開放和可以互連的，從而可以保證世界各地的網(wǎng)絡(luò)連為一體。盡管OSI模型從未成為流行的標(biāo)準(zhǔn)，但是它仍用于描述協(xié)議分層。

二、數(shù)據(jù)通信協(xié)議的特點(diǎn)

數(shù)據(jù)通信協(xié)議有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：

一是都采用分層結(jié)構(gòu)。網(wǎng)路體系結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是通信功能層次和協(xié)議的集合。在開放系統(tǒng)中，各端系統(tǒng)必須執(zhí)行開放系統(tǒng)互連參考模型中的七層協(xié)議，中繼系統(tǒng)則執(zhí)行其下三層協(xié)議。

二是數(shù)據(jù)通信協(xié)議都是以標(biāo)準(zhǔn)的形式出現(xiàn)。這里所說的標(biāo)準(zhǔn)包括國際標(biāo)準(zhǔn)和各國各公司的標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)通信協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)主要有相關(guān)的CCITT建議和ISO標(biāo)準(zhǔn)。CCITT建議是從數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的角度出發(fā)的，ISO標(biāo)準(zhǔn)則是從網(wǎng)路終端系統(tǒng)的角度出發(fā)的，二者的相應(yīng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)互相兼容。CCITT有關(guān)數(shù)據(jù)通信協(xié)議的主要建議有V系列建議、X系列建議、T系列建議和I系列建議。V系列建議規(guī)定了電話網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(X系列建議系統(tǒng)地規(guī)定了數(shù)據(jù)通信網(wǎng)業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)功能、網(wǎng)路體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)路互連、移動(dòng)數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)路編號方案、數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量、網(wǎng)路管理和安全體系結(jié)構(gòu)等協(xié)議以及消息處理系統(tǒng)和目錄查詢等應(yīng)用協(xié)議;T系列建議規(guī)定了數(shù)據(jù)終端及應(yīng)用協(xié)議》1系列建議規(guī)定了綜合業(yè)務(wù)數(shù)字(ISDN)中數(shù)據(jù)通信的協(xié)議。

三、數(shù)據(jù)通信協(xié)議的工程技術(shù)

協(xié)議實(shí)用化的主要技術(shù)。主要包括協(xié)議形式化描述技術(shù)、協(xié)議驗(yàn)證技術(shù)、協(xié)議分析技術(shù)和協(xié)議一致性測試技術(shù)。

1.協(xié)議形式化描述技術(shù)

協(xié)議形式化描述技術(shù)是用某種具有形式語法或語義的語言(包括狀態(tài)圖表等)對某種給定協(xié)議進(jìn)行說明的技術(shù)，是為協(xié)議實(shí)現(xiàn)莫定基礎(chǔ)的一種有效手段，是使協(xié)議無含糊性和能夠唯一解釋的一種表示技術(shù)。CCITT和ISO相繼研究出SDL(說明和描述語言)、ESTELLE(擴(kuò)展的狀態(tài)轉(zhuǎn)移語言)和LOTOSC時(shí)序說明語言)三種形式化描述技術(shù)。

2.協(xié)議驗(yàn)證技術(shù)

協(xié)議驗(yàn)證技術(shù)證明所描述的對象是否滿足協(xié)議規(guī)范的技術(shù)。主要的方法有：

①狀態(tài)轉(zhuǎn)移法利用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖表示協(xié)議和驗(yàn)證協(xié)議的各種性質(zhì)的方法。這種方法容易檢測死鎖現(xiàn)象以及檢測出現(xiàn)特殊狀態(tài)的可能性，也可以用計(jì)算機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是當(dāng)協(xié)議規(guī)模增大和復(fù)雜化時(shí)，狀態(tài)數(shù)增加，計(jì)算機(jī)處理就比較困難。這種方法多用于已經(jīng)模型化了的通信進(jìn)程間的事件交換。

②編程語言法以PASCAL等高級編程語言為基礎(chǔ)，增加適于表示協(xié)議的固定命令集所形成的語言規(guī)范的驗(yàn)證方法。這種方法可以用于驗(yàn)證用狀態(tài)轉(zhuǎn)移法難以驗(yàn)證的序列號和定時(shí)值等參數(shù)的處理規(guī)程，

③時(shí)序邏輯法在邏輯運(yùn)算符(邏輯和、邏輯乘、同意、否定等)的基礎(chǔ)上增加時(shí)間運(yùn)算符的規(guī)范描述驗(yàn)證方法。這種方法對協(xié)議生存性和安全性的驗(yàn)證能力強(qiáng)，但當(dāng)協(xié)議規(guī)模較大時(shí)，描述內(nèi)容的可理解性降低，驗(yàn)證變得困難。

④代數(shù)方法利用操作、參數(shù)的說明部分(定義域、值域)和公理來規(guī)定協(xié)議規(guī)范的驗(yàn)證方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是協(xié)議規(guī)范作為公理給出，驗(yàn)證和協(xié)議規(guī)范描述可在同一框架中討論。缺點(diǎn)是協(xié)議規(guī)模大時(shí)，可理解性降低，維護(hù)變得困難。

3.協(xié)議分析技術(shù)

協(xié)議分析技術(shù)是在協(xié)議開發(fā);、試驗(yàn)和維護(hù)等過程中，對協(xié)議的執(zhí)行狀況進(jìn)行判斷和故障診斷，從而判定協(xié)議執(zhí)行正確性的技術(shù)。協(xié)議分析是利用協(xié)議分析儀，采用監(jiān)控和模擬兩種方式來實(shí)現(xiàn)的。監(jiān)控方式是協(xié)議分析儀通過顯示和存儲從線路上接收到的數(shù)據(jù)信號，供操作人員判斷和分析。模擬方式是用協(xié)議分析儀代替主計(jì)算機(jī)或終端，在預(yù)先編制的程序控制下，檢査和分析被測設(shè)備執(zhí)行協(xié)議的正確性。

協(xié)議一致性測試技術(shù)測試數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中協(xié)議實(shí)現(xiàn)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)之間一致性程度的技術(shù)。其目的在于提高數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間的互操作性。

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