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第七章协议实现技术

7.1概述

计算机网络各层协议实现结果的集合形成计算机

网络软件和硬件。计算机网络软件和计算机操作系统

密切相关，它往往是操作系统的一部分，计算机网络

硬件和计算机硬件系统密切相关，它是计算机I/O系统

的一部分。图7.1为DEC公司的DNA在VAX/VMS中的

实现结构。DNA（Digital

Network

Architecture）是

DEC公司所采用的各层网络协议的总称，它在

VAX/VMS之中实现后软件和硬件的总称为

DECNET/VMS。

第七章协议实现技术

第七章协议实现技术

DNA的物理层和数据链路层协议实现于网络适配器

（device

adaptor）中，DECnet/VMS包括许多网络适配器，即

DNA支持许多种低层通信协议。DNA的网络层和传输层协议主

要实现于伪驱动程序NETDRIVER中，它和网络适配器的设备

驱动程序(device

driver)接口。DNA的高层协议以网络目标模块

形式或实用程序的形式实现，DECnet/VMS包括许多这样的目

标模块（object）和实用程序(utility)，这表示它向用户提供丰

富的网络服务。这里，NETDRIVER和device

driver是VMS内核

一部分，DNA高层和VMS的文件系统，作业调度，用户登陆

（login）等密切联系，网络适配器是VAX硬件系统的一部分，

计算机网络各层协议在其它机器和操作系统中实现形式和实现

结构都类似于DECnet/VMS。

第七章协议实现技术

计算机网络协议是复杂的协议，将它们付诸实现

更是一个复杂的技术过程，这是因为计算机网络硬件

和软件与计算机硬件操作系统的关系非常密切的原故。

一个计算机网络的研制要经历下述七步工作。

(1)

网络体系结构的制定

网络体系结构（Network

Architecture）的制定包

括许多决策工作：网络支持哪些通讯线路和局域网？

向用户提供哪些网络服务？网络划分成多少层？各层

的协议功能是什么？各层协议规范和服务规范是什么

？

第七章协议实现技术

(2)

实现环境的研究

实现环境指计算机的机型和运行的操作系统。实现环

境的研究是协议实现者必须进行的一项工作，这包括计算机

硬件结构和I/O总线的详细了解，操作系统结构和操作系统

服务的详细了解等等。

(3)

实现结构的设计

在(1)和(2)的工作完成之后，协议设计者就可以着手网

络实现结构设计。实现结构的设计包括一系列的决策工作：

哪几层协议在网络适配器中实现，哪几层协议在操作系统中

实现？操作系统的网络软件划分成几个进程，每个进程实现

哪几层协议？如果几层协议在同一个进程实现时，各层协议

之间怎样相互调用？为了提高网络软件执行效率和连接响应

速度应采用哪些措施等等。

第七章协议实现技术

(4)

各层协议实体之间通讯机制设计

当n层协议和(n-1)层协议在不同的进程或驱动程序之间

实现时，n层协议实体和n-1层协议实体之间通讯必须借助

作系统服务来实现。当n层协议和(n-1)层协议在同一个进程

或驱动程序之内实现时，两层协议实体之间通讯可直接借助

于程序设计语言(c,pascal)来实现。

(5)

数据缓冲方案的设计

协议数据单元PDU(protocol

data

unit)在各层协议实体之

间的传递是通过缓冲器来实现的。数据缓冲方案的设计包括

一系列的决策工作：缓冲器中的数据怎样传递？是否采用共

享缓冲器方案？缓冲器定义多大？缓冲器怎样分配管理？缓

冲器的分配管理怎样对网络流控制和交通拥塞控制施加影响

等等。

第七章协议实现技术

(6)

各层协议代码的产生

协议代码可分为两部分：与实现环境相关的协

议代码和独立于实现环境的协议代码。前者必须由

协议实现者手工完成，后者可手工完成也可以借助

形式语言的编辑程序（如ESTELLE

compiler）自动

产生。

(7)

网络软件的调试

由于网络软件的分布性，异步性和实时性，传

统的静态调试工具是不适应的，因此设计者必须研

制多种动态调试工具以提高网络软件调试效率。这

些调试工具包括各种模拟环境，闭环测试软件，

PDU追踪，时间标签，事件记录等。

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