协议工程课-概论.ppt

* Bad politics Pushed by European Community and U.S. government Negative image of government dictating standards Remember “Clipper Chip” * TCP/IP: Features Layering not strict - only where appropriate Can define new abstractions on top of any existing protocol IP/UDP provides simple “send a packet” svc Ex: RPC, DNS, IP phone, etc. Hourglass shape IP centerpiece, common denominator Design and implementation go hand-in-hand IETF requires two independent, interoperable implementations before standardization The “dogma（教义）”: We reject kings, presidents, and voting. We believe in rough consensus and working code. D. Clark * 内容提要 课程概述 1 协议 2 协议工程 3 * Protocol Engineering：Why? 网络服务要求的提高 应用的多样性 网络系统的多样性 导致 在协议方面的体现 复杂性 分布性 并发性 异步性 不稳定性 多样性 完整性 正确性 安全性 可移植性 标准化 导致用直觉的工程方法不能保证协议的 协议工程(Protocol Engineering) 软件工程的经验 * Protocol Engineering: What? 七十年代未人们开始用形式化的方法描述通信协议。 1981年，在软件工程思想的基础上，Piatkowski首先提出了“协议工程（PE：Protocol Engineering）”的概念 协议工程学用形式化方法描述协议设计和维护中的各个过程，它是以协议软件为研究对象的软件工程，而且建立了一套比一般软件工程方法更为严格、更为数学化的理论和方法。 集成化(Integrated)、形式化(Formal)的协议开发过程称为协议工程。协议工程的目的是减少协议开发过程中潜在的错误，提高协议开发的效率，促进协议标准化的发展。 所谓“集成化”，就是指协议描述、验证、实现和测试等技术前后衔接，并在同一个开发系统中完成。在以往的协议开发过程中，各个阶段并不互相衔接，各个阶段的研究人员作完自己的事情就不再管别的事情了。协议设计者凭自己的经验和智慧设计出协议，用自然语言进行描述，经过他人审定或模拟之后，就予以公布。其他的人只有在感兴趣时才采用某种方法和理论对协议进行验证。协议实现往往根据自己的环境和要求修改协议，协议实现之后不考虑实现与协议规范是否一致。协议的测试往往由协议实现者自己进行，这实际上是一种程序调试。 所谓“形式化”，就是指用形式描述技术FDT(Formal Description Technique)贯穿协议开发的各个阶段。一种形式化描述语言FDL(Formal Description Language)以一种或多种形式化描述技术为基础，有严格的语法和语义定义，抽象于具体的实现，可以符号执行，可以转换、翻译成程序设计语言。当协议进行形式化描述后，协议的验证、自动实现、测试就可以在一个集成化的协议工程系统中进行了。 * ProtocolEngineering: Procedure 非形式化协议规范 形式化协议规范 形式描述 与机器无关的源代码 实现代码(产品) 转换 实现 产品测试器 测试序列发生器 一致性测试 性能分析 模拟 验证 设计 用户需求说明 * PE Activities: Design 我们的定义：根据协议的需求说明构造协议的非形式描述文本(经过非形式的验证分析) 称为协议设计；而将“协议的设计、形式描述、验证、实现、测试、运行”这一全过程称为“协议开发”，即协议开发是指协议工程活动的全过程。 其它定义：将协议设计定义为“从协议的需求说明到协议的形式描述文本，并经过严格验证和性能分析”这一过程，或定义为协议工程活动的全过程，即相当于“协议开发”。 包括：协议环境分析 、协议的功能设计、协议组织形式的确定、协议元素的构造、协议文本的编制等。 * PE Activities : Design（Cont.） 协议设计质量的好坏直接关系到开发出来的协议