數據通信協議

數據通信協議是數據通信系統中通信對象之間能準確有效地進行通信所必須遵循的規則和各種約定事項。數據通信是繼電報通佶和電話通信之後的一種新型通信方式，是計算機技術和通信技術相結合的產物。電報通信和電話通信是人-人之間的通信，通信過程中的差鐠控制等通信控制功能由人來完成。數據通信主要是人-機或機-機之間的通信，這裏所説的“機”指的就是電子計算機，其通信控制功能只能嚴格按照預先在計算機內設置的諸如“使用什麼樣的規程，交換什麼格式的信息”等規則和各種約定事項進行。

基本型協議使用於簡單的低速通信系統，傳輸速度一般不超過9600bps，通信為異步/同步半雙工方式.超錯控制為方針碼校驗。高級鍵路控制協議採用統一的幀格式，可靠性高，效率高，透明性高，廣泛用於公用數據網和計算機網。傳輸速率一般在2.4kbps到64kbps，通信為同步全雙工方式連續發送，差錯控制為循環冗餘碼校驗。實際上，通信協議一般分成互相獨立的若干層次。按ISO的OSI七層參考模型功用數據網的數據通信協議主要涉及前三層，即物理層.數據鍵路層和網絡層。例如，流行的分組交換網常以CCITT建議的X.25協議作為通信協議的基礎部分。

數據通信協議隨着數據通信技術的進步而不斷髮展。早期的數據通信協議就是聯機系統中用於實現無差錯數據傳輸的數據通信基本型控制規程。為滿足計算機之間通信的需要，隨後又產生了高級數據鏈路控制規程。在公用數據網迅速發展的推動下，CCITT於1976年制定了X.25建議，這是使用分層結構的分組交換網協議。X.25建議把數據網的通信功能劃分為物理層、數據鏈路層和分組層三個層次，為實現日益發展的異機種網路互連提供了通信子網互連的基礎，國際標準化組織（ISO）於1984年制訂出IS07498國際標準，提出了開放系統互連參考模型（OSI參考模型）。該參考模型把開放系統的通信功能劃分為物理層、數據鏈路層、網絡層、運輸層、會話層、表示層和應用層七個層次，其後又相繼開發了相應的協議。數據通信協議日臻完善，不斷向實用化方向發展。

數據通信協議有兩個顯著特點。一是都採用分層結構。網路體系結構實際上就是通信功能層次和協議的集合。在開放系統中，各端系統必須執行開放系統互連參考模型中的七層協議，中繼系統則執行其下三層協議。二是數據通信協議都是以標準的形式出現。這裏所説的標準包括國際標準和各國各公司的標準。數據通信協議的國際標準主要有相關的CCITT建議和ISO標準。CCITT建議是從數據通信網的角度出發的，ISO標準則是從網路終端系統的角度出發的，二者的相應協議標準互相兼容。CCITT有關數據通信協議的主要建議有V系列建議、X系列建議、T系列建議和I系列建議。V系列建議規定了電話網中數據傳輸協議（X系列建議系統地規定了數據通信網業務和業務功能、網路體系結構、網路互連、移動數據通信、網路編號方案、數據傳輸質量、網路管理和安全體系結構等協議以及消息處理系統和目錄查詢等應用協議；T系列建議規定了數據終端及應用協議>1系列建議規定了綜合業務數字（ISDN）中數據通信的協議。

協議實用化的主要技術。主要包括協議形式化描述技術、協議驗證技術、協議分析技術和協議一致性測試技術。

協議形式化描述技術是用某種具有形式語法或語義的語言（包括狀態圖表等）對某種給定協議進行説明的技術，是為協議實現莫定基礎的一種有效手段，是使協議無含糊性和能夠唯一解釋的一種表示技術。CCITT和ISO相繼研究出SDL（説明和描述語言）、ESTELLE（擴展的狀態轉移語言）和LOTOSC時序説明語言）三種形式化描述技術。

協議驗證技術證明所描述的對象是否滿足協議規範的技術。主要的方法有：

①狀態轉移法 利用狀態轉移圖表示協議和驗證協議的各種性質的方法。這種方法容易檢測死鎖現象以及檢測出現特殊狀態的可能性，也可以用計算機自動實現。缺點是當協議規模增大和複雜化時，狀態數增加，計算機處理就比較困難。這種方法多用於已經模型化了的通信進程間的事件交換。

②編程語言法 以PASCAL等高級編程語言為基礎，增加適於表示協議的固定命令集所形成的語言規範的驗證方法。這種方法可以用於驗證用狀態轉移法難以驗證的序列號和定時值等參數的處理規程，

③時序邏輯法 在邏輯運算符（邏輯和、邏輯乘、同意、否定等）的基礎上增加時間運算符的規範描述驗證方法。這種方法對協議生存性和安全性的驗證能力強，但當協議規模較大時，描述內容的可理解性降低，驗證變得困難。

④代數方法 利用操作、參數的説明部分（定義域、值域）和公理來規定協議規範的驗證方法。這種方法的優點是協議規範作為公理給出，驗證和協議規範描述可在同一框架中討論。缺點是協議規模大時，可理解性降低，維護變得困難。

協議分析技術是在協議開發；、試驗和維護等過程中，對協議的執行狀況進行判斷和故障診斷，從而判定協議執行正確性的技術。協議分析是利用協議分析儀，採用監控和模擬兩種方式來實現的。監控方式是協議分析儀通過顯示和存儲從線路上接收到的數據信號，供操作人員判斷和分析。模擬方式是用協議分析儀代替主計算機或終端，在預先編制的程序控制下，檢査和分析被測設備執行協議的正確性。

協議一致性測試技術測試數據通信系統中協議實現和協議標準之間一致性程度的技術。其目的在於提高數據通信設備之間的互操作性。