数据通信协议

数据通信术语

数据通信协议（data communication protocols），亦称数据通信控制协议。是为保证数据通信网中通信双方能有效，可靠通信而规定的一系列约定。这些约定包括数据的格式，顺序和速率，数据传输的确认或拒收，差错检测，重传控制和询问等操作。数据通信协议分两类：一类称为基本型通信控制协议，用于以字符为基本单位的数据传输，如BSC协议（二进制同步同步通信协议）；另一类称为高级键路控制协议，用于以比特为基本单位的数据传输，如HDLC（高级数据键路控制协议）和SDLC（同步数据键路控制协议）。

数据通信协议是数据通信系统中通信对象之间能准确有效地进行通信所必须遵循的规则和各种约定事项。数据通信是继电报通佶和电话通信之后的一种新型通信方式，是计算机技术和通信技术相结合的产物。电报通信和电话通信是人-人之间的通信，通信过程中的差镨控制等通信控制功能由人来完成。数据通信主要是人-机或机-机之间的通信，这里所说的“机”指的就是电子计算机，其通信控制功能只能严格按照预先在计算机内设置的诸如“使用什么样的规程，交换什么格式的信息”等规则和各种约定事项进行。

基本型协议使用于简单的低速通信系统，传输速度一般不超过9600bps，通信为异步/同步半双工方式.超错控制为方针码校验。高级键路控制协议采用统一的帧格式，可靠性高，效率高，透明性高，广泛用于公用数据网和计算机网。传输速率一般在2.4kbps到64kbps，通信为同步全双工方式连续发送，差错控制为循环冗余码校验。实际上，通信协议一般分成互相独立的若干层次。按ISO的OSI七层参考模型功用数据网的数据通信协议主要涉及前三层，即物理层.数据键路层和网络层。例如，流行的分组交换网常以CCITT建议的X.25协议作为通信协议的基础部分。

简史

数据通信协议随着数据通信技术的进步而不断发展。早期的数据通信协议就是联机系统中用于实现无差错数据传输的数据通信基本型控制规程。为满足计算机之间通信的需要，随后又产生了高级数据链路控制规程。在公用数据网迅速发展的推动下，CCITT于1976年制定了X.25建议，这是使用分层结构的分组交换网协议。X.25建议把数据网的通信功能划分为物理层、数据链路层和分组层三个层次，为实现日益发展的异机种网路互连提供了通信子网互连的基础，国际标准化组织（ISO）于1984年制订出IS07498国际标准，提出了开放系统互连参考模型（OSI参考模型）。该参考模型把开放系统的通信功能划分为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层七个层次，其后又相继开发了相应的协议。数据通信协议日臻完善，不断向实用化方向发展。

特点

数据通信协议有两个显著特点。一是都采用分层结构。网路体系结构实际上就是通信功能层次和协议的集合。在开放系统中，各端系统必须执行开放系统互连参考模型中的七层协议，中继系统则执行其下三层协议。二是数据通信协议都是以标准的形式出现。这里所说的标准包括国际标准和各国各公司的标准。数据通信协议的国际标准主要有相关的CCITT建议和ISO标准。CCITT建议是从数据通信网的角度出发的，ISO标准则是从网路终端系统的角度出发的，二者的相应协议标准互相兼容。CCITT有关数据通信协议的主要建议有V系列建议、X系列建议、T系列建议和I系列建议。V系列建议规定了电话网中数据传输协议（X系列建议系统地规定了数据通信网业务和业务功能、网路体系结构、网路互连、移动数据通信、网路编号方案、数据传输质量、网路管理和安全体系结构等协议以及消息处理系统和目录查询等应用协议；T系列建议规定了数据终端及应用协议>1系列建议规定了综合业务数字（ISDN）中数据通信的协议。

协议工程技术

协议实用化的主要技术。主要包括协议形式化描述技术、协议验证技术、协议分析技术和协议一致性测试技术。

4.1 协议形式化描述技术

协议形式化描述技术是用某种具有形式语法或语义的语言（包括状态图表等）对某种给定协议进行说明的技术，是为协议实现莫定基础的一种有效手段，是使协议无含糊性和能够唯一解释的一种表示技术。CCITT和ISO相继研究出SDL（说明和描述语言）、ESTELLE（扩展的状态转移语言）和LOTOSC时序说明语言）三种形式化描述技术。

4.2 协议验证技术

协议验证技术证明所描述的对象是否满足协议规范的技术。主要的方法有：

①状态转移法利用状态转移图表示协议和验证协议的各种性质的方法。这种方法容易检测死锁现象以及检测出现特殊状态的可能性，也可以用计算机自动实现。缺点是当协议规模增大和复杂化时，状态数增加，计算机处理就比较困难。这种方法多用于已经模型化了的通信进程间的事件交换。

②编程语言法以PASCAL等高级编程语言为基础，增加适于表示协议的固定命令集所形成的语言规范的验证方法。这种方法可以用于验证用状态转移法难以验证的序列号和定时值等参数的处理规程，

③时序逻辑法在逻辑运算符（逻辑和、逻辑乘、同意、否定等）的基础上增加时间运算符的规范描述验证方法。这种方法对协议生存性和安全性的验证能力强，但当协议规模较大时，描述内容的可理解性降低，验证变得困难。

④代数方法利用操作、参数的说明部分（定义域、值域）和公理来规定协议规范的验证方法。这种方法的优点是协议规范作为公理给出，验证和协议规范描述可在同一框架中讨论。缺点是协议规模大时，可理解性降低，维护变得困难。

4.3 协议分析技术

协议分析技术是在协议开发；、试验和维护等过程中，对协议的执行状况进行判断和故障诊断，从而判定协议执行正确性的技术。协议分析是利用协议分析仪，采用监控和模拟两种方式来实现的。监控方式是协议分析仪通过显示和存储从线路上接收到的数据信号，供操作人员判断和分析。模拟方式是用协议分析仪代替主计算机或终端，在预先编制的程序控制下，检査和分析被测设备执行协议的正确性。

协议一致性测试技术测试数据通信系统中协议实现和协议标准之间一致性程度的技术。其目的在于提高数据通信设备之间的互操作性。

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