| 标题 | 浅析计算机网络通信协议验证技术 |
| 范文 | 王兴华 摘 要 随着国民经济的不断增长，科学技术的不断创新，我国计算机网络行业发展得到了质的飞跃。由于计算机网络通信协议设计开发的复杂性在不断增加，这样也促使了协议工程技术的产生。通信协议作为现代计算机网络、数据通信以及多机系统等分布式系统的核心灵魂，是实现不同实体相互发生通信行为的具体规则和格式。然而，要想充分保障通信协议的完整性、正确性以及科学性，相关工作人员就必须通过合理应用验证技术对其进行测试工作。本文将进一步对计算机网络通信协议验证技术展开分析与探讨。 关键词 计算机网络；通信协议；验证技术 中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）193-0082-02 当前是一个经济全球化的时代，计算机网络通信发展要与时俱进，跟上时代前进的脚步。在传统网络通信协议中人们普遍通过使用自然语言对其进行描述，自然语言虽然具备了容易理解、方便等优点，但是也具有较多的致命缺点。例如，自然语言精确性不高、不够严格以及存在多义性等，这样会造成不同人对协议描述存在完全不同的理解，从而出现错误通信协议。而基于计算机网络和分布式系统的时代背景下，通信协议的形式化技术得到了进一步的完善，在不同的形式化技术中，验证技术和形式描述是整个网络通信协议设计与实现的重要基础，直接关系到协议的精确性、规范性以及完整性等。 1 計算机网络通信协议的相关概述 1.1 计算机网络协议的定义 计算机网络协议实质是指不同计算机设备之间在通信过程中必须严格遵循的一些实现制定好的规则。网络协议必须遵循标准化的体系结构，随着时间的不断推移，在当前网络通信市场上主要存在的标准体系包括了ISO的标准以及TCP/IP协议组标准。要想实现通信功能就必须保证其所有涉及内容都要认同其中一套用于信息交换的基本规则[1]。 1.2 计算机网络协议的特性 计算机网络协议的特性主要包括了以下几点内容： 1）计算机网络协议的活动性。活动性在协议中的体现主要是终止性和进展性两方面内容。如果网络协议不存在终止性和进展性，那么它就不具备活动性，它们两者之间是相互并存的。倘若网路协议的某个状态从初态不可达，那么就证明了该协议是存在一定错误的。 2）计算机网络协议的安全性。安全性指的是协议在运行过程中容易出现的错误条件、错误行动等，这样会造成活锁和死锁安全问题的发生。例如，当发生死锁时，网络协议各个部分实体都会将处于一种等待状态，只能等到“某一事件”实际发生后才可以实现下一步的动作。然而，实际情况是当协议处于该工作状态下，这个事件是不会发生的。协议一旦进入死锁的状态或者无限死循坏状态时，就不存在其他事件能够将协议从中解脱出来。就比如，网络协议一直循坏执行超时重发操作指令，但是又一直无法接收到来自对方的确认信息。部分人员也把此种形式下的死锁称作为活锁，虽然网络协议的状态还处于变化中，但是又不能完全从死循坏状态中解脱出来。 3）计算机网络协议的有界性、完整性以及同步性。工作人员通过利用验证技术去科学检验网络协议中的某些成分或者参数容量出界；检验网络协议中是否还存在未处理的问题，以及是否还存在有无非期待的接收等。整个过程是当协议产生差错后，能否保障协议在规定的步骤内重新安全返回到稳定可靠的状态下执行。 2 计算机网络通信协议的主要类型 2.1 局域网使用的通信协议 在局域网中，计算机之间使用的通信协议主要包括了Net-BEUI协议、IPX/SPX 兼容协议以及TCP/IP协议。其中TCP/IP协议是局域网中应用最为广泛的一种通信协议，同时也是Intemet的基础协议。它的显著特征是具有较高的灵活性和适应性，能够有效连接绝大部分的服务器以及工作站。TCP/IP协议是通过利用自身的IP地址去有效识别在网络上的具体位置和身份的[2]。IP地址的构成主要包括了两个部分，一个是网络ID，另一个是节点ID。基于多网段的环境下，通过有效对网络ID进行扩展，能够实现子网掩码对子网的科学管理工作。在TCP/IP协议中网关被人们主要用来连接异种网络的设置，其担任了一个翻译者的身份，能够正确对各种通信协议进行翻译工作，从而保障不同协议下的两种网络之间进行互相 通信。 2.2 广域网使用的通信协议 被人们普遍用于广域网的通信协议多种，主要包括了高级数据链路控制协议、数字数据网、点到点协议以及数字用户线等协议。广域网协议实质是指在OSI参考模型的最下面三层操作，明确定义了基于不同广域网介质上的通信。 2.3 路由器选择协议 路由器选择协议作为网络层协议，它主要负责的工作内容是路径选择和交换。人们将路由器选择协议具体分为了两种，一种是内部路由协议（自治系统内部交换路由信息的路由协议），另一种则是外部路由协议（基于连接两个或两个以上自治系统的路由协议）。 3 验证技术在计算机网络通信协议中的主要应用 3.1 Ping程序在网络协议中的应用 Ping程序主要被技术人员用来检测一帧数据从当前计算机传送到另一个计算机所要花费的时间。如果计算机网络在运行过程中发生故障时，技术人员通过使用这个程序能够高效判断出故障的发生具体原因，如果在执行Ping程序时出现不成功状态，就表明了预测故障出现在以下几个 方面： 1）计算机网络是否处于连通状态； 2）计算机网络适配器是否正确； 3）计算机网络IP地址是否能够正常使用等。如果能够成功执行Ping程序，但是计算机网络还是无法正常使用，那么故障源可能就是出现在计算机网络系统的软件配置上。成功执行Ping程序只能够保障当前主机与目标主机存在一条连通的物理路径，可以为其提供众多参数。例如，-n能够完全依靠自己去确定向目标主机发生数据帧数、-t能够应用当前主机持续向目标主机发送数据，直到使用ctel-c完全中断[3]。 3.2 基于有限状态自动机模型的协议验证与分析 有限状态自动机FSM作为当前网络市场上极为重要的一种形式描述技术，它的优势在于具有很强的直观性，能够有效实现与多种形式方法的转换和组合，同时还容易自动实现。基于FSM描述的协议验证能够通过构造可达树来实现。首先从初期状态出发，清晰列举出所有存在可能的转移，各个转移都会产生一个崭新的状态空间。然后，在这个叶节点的基础上，会持续长出新的叶节点，直到最后不会长出新的叶节点。在此可达树上，不同的节点分别代表了某一特定时刻的全局状态矩阵，其动态地充分体现了两个或者两个以上协议实体或者进程的交互活动。 3.3 基于时序逻辑的协议描述与验证 当前存在的时序逻辑种类有很多，它们随时间结构的不同，那么算子的选择与会出现一定的差异。时序逻辑在网络协议验证中的应用已经较为成熟，它具有很高的数学抽象能力，主要注重于通过定义系统外部能够所见的行为事件描述系统。也就是直接去描述系统的输入/输出行为，不会过多关注到协议实体的内部发生变化，被人们广泛应用在对网络通信协议各种性质的分析验证工作上。 4 结论 综上所述，工作人员为了保障计算机网络通信协议的完整性、正确性以及规范性，相关必须通过高效应用各种验证技术对其进行检验测试工作，这样才能够促使网络通信协议更好的服务于广大计算机网络用户，不断提高计算机系统的运行质量和效率。 参考文献 [1]彭勃.计算机网络通信协议验证技术的研究[J].信息系统及应用，2013（50）：36-38. [2]芳基.于通信顺序进程的计算机网络通信协议形式化描述川.信息系统工程，2016（2）：121-123. [3]石全民，何辉.网络安全协议在计算机通信技术当中的作用与意义[J].中国建材科技，2015（4）：74-78. |
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